Aumento de la textura: proteínas de haba para alimentos vegetales
Los investigadores descubren nuevas formas de mejorar los productos vegetales
Investigadores del Instituto Leibniz de Biología de Sistemas Alimentarios de la Universidad Técnica de Múnich han estudiado por primera vez cómo afectan las estructuras proteicas derivadas de las habas a un modelo celular de células táctiles orales humanas. Estas células sensoriales responden a estímulos mecánicos como la presión y desempeñan un papel clave en la percepción de la textura y la sensación en boca de alimentos y bebidas. Los nuevos hallazgos podrían ayudar a mejorar nuestra comprensión y, en última instancia, optimizar la aceptación sensorial de los alimentos de origen vegetal, fomentando una dieta más sostenible y saludable.
El Dr. Sanjai Karanth, científico del Instituto Leibniz de Biología de Sistemas Alimentarios de la Universidad Técnica de Múnich, trabaja con el microscopio de fuerza atómica, foto: G. Olias / Leibniz-LSB@TUM
G. Olias / Leibniz-LSB@TUM
Para muchos consumidores, los aspectos de sostenibilidad medioambiental, salud y/o bienestar animal son razones importantes para elegir cada vez más una dieta basada en plantas. Según Statista, las ventas mundiales de alimentos de origen vegetal ya alcanzaron los 29.400 millones de dólares estadounidenses en 2020. Para 2030, se espera que esta cifra aumente hasta los 161 900 millones de dólares estadounidenses.
"Por lo tanto, no es de extrañar que exista una fuerte demanda de biomateriales que puedan mejorar la sensación en boca de los alimentos de origen vegetal", afirma Sanjai Karanth, primer autor e investigador asociado del grupo de investigación Mechanoreceptors junior del Instituto Leibniz. Las nanofibrillas proteínicas derivadas de las habas son uno de esos biomateriales.
Moléculas proteicas especiales
Las nanofibrillas de proteínas son moléculas proteicas especiales organizadas en estructuras diminutas. Poseen propiedades fisicoquímicas únicas que pueden tener un efecto duradero en la textura y, por tanto, en la sensación en boca de los alimentos.
Aunque se sabe mucho sobre su formación y propiedades físicas en medios líquidos, se ha investigado poco sobre cómo afectan estas fibrillas a las células en condiciones fisiológicas. Por ejemplo, faltan estudios sobre sistemas modelo celulares que permitan extraer futuras conclusiones sobre la percepción de la textura de las nanofibrillas proteicas.
Aquí es exactamente donde entra la investigación del equipo Leibniz, dirigido por la jefa de grupo de investigación junior Melanie Köhler. Su equipo se centra en la sensación en boca de los alimentos. Utilizando tecnologías de vanguardia, el grupo de investigación ha investigado por primera vez cómo afectan las nanofibrillas proteicas de las habas a las células de una línea celular humana de las llamadas células mecanorreceptoras.
Investigación en condiciones fisiológicas
Al estudiar las células modelo en condiciones fisiológicas, los investigadores descubrieron primero mediante microscopía de fuerza atómica que las nanofibrillas hacían más rugosa la estructura superficial de las células sin cambiar su elasticidad general. "Como el efecto biofísico no era muy pronunciado, investigamos más a fondo lo que ocurría a nivel molecular", explica la investigadora principal, Melanie Köhler.
Las pruebas demostraron que añadir las nanofibrillas al medio de cultivo de las células alteraba la actividad de genes receptores que intervienen en la percepción de la textura de los alimentos. Entre ellos había canales iónicos mecanosensibles, como los piezorreceptores, y receptores que detectan ácidos grasos. Otros estudios sobre membranas celulares artificiales también demostraron que las fibrillas interactúan con las membranas a través de los lípidos, lo que afecta a la elasticidad de la membrana en este sistema de prueba.
"Aunque nuestra investigación aún está en sus primeras fases, nuestros resultados biofísicos y bioquímicos ya sugieren cómo las nanofibrillas pueden influir en la percepción de la textura y la grasa", afirma Melanie Köhler. "Por lo tanto, queremos profundizar en nuestros nuevos hallazgos en futuros experimentos y estudios sensoriales. A largo plazo, queremos encontrar nuevas aplicaciones de las nanofibrillas vegetales para desarrollar alimentos sensorialmente atractivos con una textura mejorada."
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