10.02.2026 by Dr. Ligia de Souza
Predicción de la desnaturalización de proteínas durante la pasteurización con el software NETZSCH Kinetics Neo
Descubra cómo NETZSCH Kinetics Neo predice la desnaturalización de las proteínas durante la pasteurización y ayuda a optimizar el procesado de los alimentos preservando su funcionalidad.
Por qué es importante la desnaturalización de proteínas en la pasteurización térmica
La pasteurización es una de las tecnologías de procesado de alimentos más importantes, ya que proporciona seguridad microbiana y prolonga la vida útil. Aunque los tratamientos térmicos están diseñados para ser suaves, afectan inevitablemente a los componentes sensibles a la temperatura, sobre todo a las proteínas. Dado que las proteínas aportan propiedades funcionales vitales, como solubilidad, gelificación y emulsificación, es esencial entender cómo reaccionan al calor para desarrollar ingredientes alimentarios de alta calidad. La desnaturalización de las proteínas puede afectar a las propiedades mencionadas.
Las técnicas tradicionales de pasteurización varían mucho en cuanto a temperatura y duración. Los tratamientos por lotes o LTLT (baja temperatura, larga duración) calientan lentamente los productos durante varios minutos, mientras que los procesos HTST (alta temperatura, corta duración), la ultrapasteurización y la UHT (temperatura ultra alta) exponen los alimentos a temperaturas más elevadas durante cuestión de segundos. Cada método ofrece un equilibrio diferente entre el control microbiano y la calidad del producto. Sin embargo, el calor excesivo puede provocar la desnaturalización de las proteínas, la pérdida de valor nutritivo y cambios en la textura o el aspecto. A pesar de la aparición de alternativas no térmicas, como el procesamiento a alta presión y los campos eléctricos pulsados, la pasteurización térmica sigue siendo dominante en muchos sectores industriales. En consecuencia, cada vez son más valiosas las herramientas de predicción capaces de evaluar y optimizar los efectos térmicos sobre las proteínas.
De las curvas DSC a los modelos cinéticos: Predicción de los cambios inducidos por el calor en las proteínas
NETZSCH Kinetics Neoes una potente plataforma de software diseñada para modelizar reacciones dependientes de la temperatura. Mediante el análisis cinético de los datos de los instrumentos de análisis térmico NETZSCH, el software puede construir descripciones tanto sin modelo como basadas en modelos de vías de reacción complejas. Para los estudios de desnaturalización de proteínas, esto permite a los investigadores ir más allá de la mera observación de las curvas de DSC y, en su lugar, desarrollar modelos cinéticos precisos que revelan cómo se despliegan las proteínas bajo perfiles de temperatura específicos. Estos modelos pueden utilizarse después para predecir el grado de desnaturalización en condiciones reales de procesamiento.
En una nota de aplicación reciente, analizamos dispersiones de proteínas de levadura mediante calorimetría diferencial de barrido, DSC, para determinar su comportamiento térmico. Durante el primer ciclo de calentamiento, la proteína mostró un amplio evento de desnaturalización entre 44°C y 78°C. Un segundo ciclo de calentamiento no produjo efectos térmicos, confirmando la irreversibilidad de la desnaturalización. Para establecer la cinética de este proceso, realizamos mediciones a varias velocidades de calentamiento. Mediante el software Kinetics Neo, evaluamos estos conjuntos de datos y encontramos una excelente concordancia utilizando tanto el análisis de Friedman sin modelo como el enfoque basado en modelos de tres pasos.
Optimización de procesos de pasteurización con simulaciones Kinetics Neo
Tras establecer los parámetros cinéticos Kinetics Neo se utilizó para simular la desnaturalización de proteínas en condiciones típicas de pasteurización. Las predicciones revelaron diferencias significativas entre los métodos. La pasteurización por lotes provocó una desnaturalización casi completa mucho antes de que hubiera transcurrido todo el tiempo de tratamiento. Por el contrario, el tratamiento UHT provocó una conversión rápida y extensa (después de 1 s sólo quedaba aproximadamente un 10 % de la proteína nativa). El HTST fue más suave, pero aún así afectó a una parte significativa del contenido proteínico. La ultrapasteurización fue el único método que preservó la mayor parte de la proteína nativa porque el tiempo de exposición muy corto limitó la desnaturalización general.
Este trabajo pone de relieve cómo la modelización cinética puede ayudar a optimizar las estrategias de pasteurización. Mediante el uso de NETZSCH Kinetics Neo , los fabricantes de alimentos pueden Identify ventanas de procesamiento que mantienen la funcionalidad de la proteína, reducir la carga de trabajo de los experimentos y adoptar un enfoque más controlado del tratamiento térmico. El resultado es un enfoque basado en datos para diseñar procesos que mejoran tanto la calidad del producto como la eficiencia del desarrollo.
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