Elaboración y aplicación de diagramas de estado para determinar la estabilidad de matrices proteicas deshidratadas y congeladas

Abstract

La carne constituye uno de los alimentos de mayor consumo a nivel mundial. En particular, las carnes de cerdo y aves representan fuentes fundamentales de proteína en los contextos nacional e internacional, apreciadas por su alta calidad nutricional y sensorial. Estas características las posicionan como componentes relevantes en la alimentación humana y en el desarrollo de la industria alimentaria. Sin embargo, el congelamiento -18 °C puede causar daños estructurales, pérdida de líquidos, alteraciones en el color y desnaturalización de proteínas tras la descongelación. Determinar la temperatura óptima de congelación es esencial para garantizar la estabilidad del producto, un aspecto poco abordado en la literatura. Este estudio se centró en evaluar los efectos de los valores de maltodextrina (PMD) de 0, 0.4 y 0.8 sobre la estabilidad y las transiciones térmicas (𝑇𝑔, 𝑇𝑔', 𝑇𝑚, 𝑇𝑚') de los polvos de pechuga de pollo y cerdo a través de análisis TGA y DSC y construir sus respectivos diagramas de estado. Los resultados indicaron que la adición de maltodextrina eleva significativamente los parámetros térmicos de las matrices proteicas de cerdo y pollo. El análisis mediante diagramas de estado permitió determinar las temperaturas de congelación y almacenamiento para ambas muestras, obteniéndose -21.8,-16.9 y -13°C en la formulación de cerdo y de -24.3, -18.6 y -13°C en las de pollo, correspondiente a niveles de PMD de 0, 0.4 y 0.8 respectivamente. La maltodextrina es un aditivo prometedor para mejorar la estabilidad térmica de la carne de cerdo y pollo, logrando temperaturas de almacenamiento congelado por encima de la temperatura de congelación comercial estándar de -18 °C. La implementación de diagramas de estado permite predecir la estabilidad térmica de la carne, facilitando el desarrollo de procesos de congelación más eficientes y el diseño de productos con calidad estandarizada y mayor valor agregado.

Meat is one of the most consumed foods worldwide. Pork and poultry represent fundamental protein sources in national and international contexts, valued for their high nutritional and sensory quality. These characteristics position them as relevant components in human nutrition and the development of the food industry. However, freezing at -18 °C can cause structural damage, fluid loss, color alterations, and protein denaturation after thawing. Determining the optimal freezing temperature is essential to guarantee product stability, an aspect scarcely addressed in the literature. This study focused on evaluating the effects of maltodextrin levels (WMD) values of 0, 0.4, and 0.8 on the thermal stability and thermal transitions (𝑇𝑔, 𝑇𝑔', 𝑇𝑚, 𝑇𝑚') of chicken breast and pork powders through TGA and DSC analyses, and on constructing their respective state diagrams. The results indicated that the addition of maltodextrin significantly raises the thermal parameters of the pork and chicken protein matrices. Analysis via state diagrams allowed for the determination of the freezing and storage temperatures for both sample types, yielding values of -21.8, -16.9, and -13 °C for the pork formulation and -24.3, -18.6, and -13 °C for the chicken formulation, corresponding to WMD of 0, 0.4, and 0.8, respectively. Maltodextrin is a promising additive for improving the thermal stability of pork and chicken, enabling frozen storage temperatures above the standard commercial freezing temperature of -18 °C. The implementation of state diagrams allows for the prediction of meat's thermal stability, facilitating the development of more efficient freezing processes and the design of products with standardized quality and higher added value.