Transglutaminasa en alimentos

Tengo que pensar en otra cosa, es hora de cambiar el rumbo. El mundo está girando locamente y yo ya estoy cansado de estar tan cuerdo…
Marciano Cantero, 1986, Album Contrarreloj

Distintas funciones de las enzimas: Arriba (papaína para ablandar carne). Abajo (transglutaminasa para reestructurar carne)

La gran mayoría de las personas, sobre todo las que aman la carne, conocen muy bien lo que es la Papaína o al menos saben para que se utiliza. La papaína es una enzima proteolítica que se obtiene del látex de la papaya verde o inmadura. Una enzima es un catalizador biológico y como tal, su función es acelerar la velocidad de las reacciones químicas. En este caso, la papaína rompe varios enlaces químicos y descompone rápidamente a las proteínas en moléculas más pequeñas como péptidos y aminoácidos. Uno de los usos principales de la papaína, debido a esta característica deteriorativa, es el ablandamiento de la carne. También se utiliza en la clarificación de bebidas e incluso puede usarse como sustituto de cuajo renina en la elaboración de quesos. Otras enzimas proteolíticas con la misma propiedad de suavizar carne son la bromelina (piña), ficina (higo) y actinidina (kiwi). Para explicarlo en palabras sencillas, las enzimas proteolíticas, como la papaína, son responsable de la DESUNIÓN, degradación o desintegración de moléculas.

Pero en la naturaleza también existen enzimas que favorecen la UNIÓN de moléculas y pertenecen a una amplia clase de enzimas, llamadas Transglutaminasas (Tg), que tienen la capacidad de unir a proteínas, péptidos y otras aminas primarias mediante la creación de enlaces químicos. Esta clase de enzimas están distribuidas ampliamente en la naturaleza y por tanto la encontraremos en el ser humano, en animales, plantas y microorganismos. Por ejemplo, la Tg que tenemos en nuestro cuerpo forma parte del sistema de cicatrización y coagulación de la sangre.

La transglutaminasa de uso comercial en alimentos es de origen microbiano y se obtiene principalmente de una bacteria llamada “Streptoverticillium mobarense” pero también puede aislarse de otras como por ejemplo “Bacillus subtilis”. La ventaja de usar Tg de origen microbiano, en comparación a la obtenida en plantas y animales, es que su actividad es independiente de la presencia de calcio y esto facilita bastante su uso en los procesos alimentarios.

La Tg se utiliza para agregar valor a los alimentos de una manera sencilla, así podemos desarrollar fácilmente productos de conveniencia que sean nutritivos, seguros y asequibles.

La funcionalidad de la Tg en los alimentos es mejorar la firmeza, viscosidad, elasticidad y capacidad de retención de agua. Pero para que la enzima realice estas funciones es necesaria la presencia de proteínas en el alimento. Básicamente el trabajo de la Tg es unir diferentes cadenas de proteínas mediante enlaces químicos, donde los puntos de unión serán solamente entre los aminoácidos glutamina y lisina de cada cadena de proteína. Así que sí queremos usar la Tg para formar geles, incrementar la viscosidad, mejorar la firmeza o unir 2 piezas de carne requeriremos por lo tanto de una concentración crítica de enlaces de glutamina y lisina y esto se consigue ya sea con alimentos ricos en proteínas o añadiendo un contenido extra de proteína al alimento.

Las proteínas que podemos usar para favorecer la unión pueden ser de origen animal o vegetal, pero no todas las proteínas funcionan adecuadamente con la Tg (no son buenos sustratos para la enzima).

Las proteínas que tienen Muy Buenos resultados con Tg son:

Caseína y caseinato de sodio: ambos provienen de la leche
Gelatina y miosina: provenientes de la carne (res, cerdo, aves, pescado)
Globulinas: provenientes de la soya

Otras proteínas que muestran un Buen Resultado, aunque no tanto como las anteriores, son la gliadina y glutenina provenientes del trigo, así como el colágeno obtenido de res, cerdo o aves.

La proteína “nativa” de chícharo, por ejemplo, no es un buen sustrato para la Tg porque su estructura proteica no permite la unión entre cadenas de proteínas dado que sus aminoácidos glutamina y lisina no están expuestos o al exterior de la cadena proteína, sino protegidos internamente en su estructura. De hecho, la proteína «nativa» de chícharo por si misma tiene una funcionalidad muy baja para ser usada en la elaboración de alimentos, salvo que se utilice solo para aporte nutrimental (incrementar nivel de proteína). Debido a esto algunos fabricantes de proteína de chícharo han cambiado el proceso de obtención para modificar la estructura de la proteína mediante métodos enzimáticos y físicos. El producto obtenido es una proteína «funcional» de chícharo. Esta «nueva» estructura proteica mejora sus propiedades emulsificantes, de formación de gel y su capacidad para retener agua, pero además, al parecer, la estructura expone hacia el exterior los aminoácidos glutamina y lisina y esto contribuye a que esta proteína funcional se comporte como un buen sustrato para la Tg, no al mismo nivel de las proteínas de soya o de la caseína, pero sí muy similar al de las proteínas de trigo.

Los usos específicos de la Tg en alimentos son los siguientes:

En quesos: incrementar rendimientos entre el 15-20%, reducir sinéresis, incrementar y mejorar textura, etc.
En bebidas lácteas: mejorar la textura, incrementar la cremosidad, eliminar el uso de gomas u otros ingredientes de alto costo, etc.
En carnes, aves, pescados y mariscos frescos: reestructurar productos o recortes de bajo valor comercial para crear productos de alto valor agregado. Mejorar la textura, elasticidad y firmeza. Reduce la merma de cocción
En productos cárnicos (jamones, salchichas): mejorar textura, reducir sinéresis, reducir merma de rebanado, reducción de costos (menor uso de carragenina), eliminar o reducir el uso de sal y fosfatos.
En panificación: mejorar el volumen y textura en masas congeladas, mejorar la producción al usar harina de trigo con bajo contenido proteico y harina de trigo dañada‎‎, mejora el rendimiento en harinas libres de gluten‎.
En pastas: ‎mejora la producción al usar harina de trigo baja en proteínas y harina de trigo dañada‎‎, mejorar la firmeza y elasticidad de pastas y fideos, ‎‎mantener las características de textura deseadas durante largos períodos de tiempo‎
En productos a base de vegetales: mejorar o incrementar textura, viscosidad, elasticidad y palatabilidad o mordida cárnica (en productos alternos a la carne), reducir o eliminar uso de estabilizantes, restructurar productos vegetales (por ejemplo, subproductos de tofu), impartir cremosidad.

A nivel comercial es posible conseguir la transglutaminasa en su forma más pura o en sistemas (mezclada con otros ingredientes). La selección del producto dependerá de la aplicación que vayamos a hacer. Por lo general los productos disponibles en el mercado son los siguientes:

Transglutaminasa concentrada (TG)
Sistema TG con maltodextrina
Sistema TG con caseína o caseinato de sodio
Sistema TG con colágeno de res
Sistema TG con gelatina de cerdo
Sistema TG con gelatina de pescado
Sistema TG con proteína de soya

Algunos de estos productos pueden venir mezclados adicionalmente con sal, fosfatos, maltodextrina o lactosa dependiendo de sí van a utilizarse en productos cárnicos, lácteos o vegetarianos.

Lo mejor de la Tg está en atreverse a experimentar con ella y verla funcionar en los alimentos, no hay que encasillarla sólo como un ingrediente para «pegar carne», puede utilizarse de maneras aún más creativas combinando las diferentes proteínas de carne, de leche o de productos de origen vegetal para crear nuevos productos. Hace 25 años que se patentó su uso y en nuestros países latinos son pocas las personas o empresas que la utilizan y su campo de aplicación es muy amplio.

Actualmente estoy con un proyecto personal (motivado por la pandemia de covid 19) intentando desarrollar alternativas a los quesos lácteos o también conocidos como “quesos” vegetales y uno de los ingredientes que estoy evaluando es la enzima Tg en “lechadas” vegetales para lograr el mismo efecto que tiene el cuajo renina (enzimas quimosina y pepsina) en la leche de vaca, es decir formar una cuajada a partir de la leche líquida, para luego continuar, en la mayor medida posible, con un proceso similar al de la elaboración de quesos de leche. Así que sí quieres acompañarme con mi nuevo pasatiempo pandémico aquí te dejo el enlace:

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Allá te veo y sí tienes dudas sobre el uso de la Tg en alimentos coméntame aquí abajo.

Aunque la Poligenina se vista de Carragenina, Poligenina se queda

«Es llamativa la falta de curiosidad o perplejidad del hombre ordinario, lo fácilmente que se contenta con las respuestas más a la mano, lo pronto que se cansa de buscar.”
Aurelio Arteta, Tantos Tontos Tópicos

Ahora que he estado trabajando en un proyecto para la elaboración de productos vegetales alternos a los quesos, me enteré de la gran cantidad de personas, principalmente vegetarianos y veganos, que están rechazando el uso de carragenina en sus alimentos y para elaborar «quesos vegetales» porque alguien, ya sea una persona con muchos seguidores en una red social, el autor de algún libro en comida saludable o quizá un renombrado chef, comentó que había visto en redes sociales o había leído un artículo o que otro renombrado chef, indicaba que había fuerte evidencia de noticias en las redes sociales o en libros y revistas y que algunas personas expertas en cocina saludable tenían información certera y veraz, proveniente de fuentes confiables que circulaban por internet (redes sociales), las cuales afirmaban con total contundencia que había datos de que… bla, bla, bla… las carrageninas eran cancerígenas y que no recomendaban su uso. Así que estas mismas personas terminan recomendando el uso de agar para alimentos veganos y vegetarianos, sin percatarse (ni cuestionarse), de que tanto la carragenina como el agar provienen de las algas rojas y que algunas variedades de algas rojas son más ricas en carrageninas y otras ricas en agar…

Y así podríamos seguir, y al tratar de investigar con cada una de las personas a que se debe el rechazo o la afirmación de que las carrageninas son dañinas, llegaríamos a algo parecido a lo que en las hojas de cálculo se denomina como una “Referencia Circular”, es decir las personas, una tras otra, rechazan la carragenina y la explicación al rechazo es el rechazo mismo que ellos han construido. La respuesta depende de sí misma, la variable explicada es la variable explicativa y de pronto nos encontramos ante una «Verdad Circular» que se alimenta y se hace evidente por sí misma. Todas las personas consumen esa «verdad», hacen comentarios con la misma información y algunas otras generan más información redundante, la cual hace que ellas mismas se convenzan, de que lo que se dice es cierto, por la gran cantidad de personas, información y comentarios que abundan en las redes sociales, sin darse cuenta de que ellas mismas se han tornado su propio punto de origen, son su causa y su efecto. Lo peor de todo esto es que muy posiblemente nadie sabe cuál fue la información original de la cual surgió la controversia de la carragenina y sí esta era o no información válida… Pues bueno, en defensa y en apoyo a la carragenina aquí está la liga al artículo original que originó el debate, por sí gustas leerlo:

(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1242073/pdf/ehp0109-000983.pdf)

Es un artículo confuso y sí no conoces nada sobre química y del uso de la carragenina en alimentos puede ser que los datos que presenta la investigadora Joanne K. Tobacman (Universidad de Iowa) te convenzan y te alarmen, como les ha pasado a muchos. Pero sí te parece algo tedioso el artículo o no lo entiendes, aquí te presento los puntos que creo son los más importantes y que suscitaron la gran polémica y confusión con la carragenina.

En primer lugar, el título del artículo es INCORRECTO, ya verás más adelante porque:

“Revisión de los efectos gastrointestinales nocivos de la carragenina en experimentos con animales”.

Luego en el resumen y la introducción se menciona que, “en 1982, la Agencia Internacional de Investigación sobre el Cáncer (IARC) designó a la CARRAGENINA DEGRADADA como agente carcinógeno en el grupo 2B”. Para la gran mayoría de las personas, que sólo leen el titular y el resumen, esto es más que suficiente para rechazar la carragenina, pero hay algo que está mal desde que inicia el artículo y es que la investigadora utiliza 3 términos, los cuales son (1) Carragenina, (2) Carragenina Degradada y (3) Poligenina como si fueran lo mismo y no es así, vamos a ver las diferencias:

La Carragenina comercial es un polisacárido de ALTO PESO MOLÉCULAR (promedio: 200-800 KDa) que es sintetizada de manera NATURAL por varias especies de algas rojas y está compuesta de unidades repetidas de galactosa y 3,6 anhidrogalactosa con un contenido variable de grupos sulfatados
La Carragenina Degradada y la Poligenina se producen ARTIFICIALMENTE en un laboratorio o fábrica, no la sintetizan las algas, son productos obtenidos de manera INTENCIONAL mediante la hidrólisis ácida de la carragenina en donde como resultado se obtienen polisacáridos de BAJO PESO MOLECULAR, los cuales no tienen aplicación en alimentos. El término Carragenina Degradada se utilizó en la literatura científica en los años de 1950 a 1970, para productos obtenidos en un laboratorio hidrolizando la carragenina con ácidos y obteniendo polisacáridos de peso molecular entre 20 a 40 KDa. La Poligenina se obtiene con un proceso industrial en el que la carragenina (alto peso molecular), se somete a una hidrolisis ácida a un pH entre 0.9 a 1.3 a una temperatura > 80°C durante varias horas. El líquido resultante se neutraliza a un pH aproximado de 7.5 y luego se seca para obtener la Poligenina en polvo, la cual está compuesta de polisacáridos de bajo peso molecular, en promedio de 10 a 20 KDa. En la actualidad, a la Carragenina Degradada se le considera también una Poligenina dado que el proceso de obtención es el mismo y su peso molecular está dentro del perfil de dispersión estadística de la Poligenina.

Esta es la principal confusión que se genera en el artículo, cuando Tobacman mezcla estos conceptos y coloca un titular que no corresponde al artículo. Así que en este punto lo que debe quedar bien claro para todos es que:

La Carragenina NO ES Poligenina (Carragenina Degradada)

Por lo que entonces, nos debe quedar claro que el agente carcinógeno del grupo 2B al que se refiere la IARC es sobre la poligenina.

Cuando se habla de “carragenina degradada” es lo mismo que decir “carragenina descompuesta, hidrolizada, deteriorada, transformada, estropeada o arruinada”. En otras palabras, YA NO ES CARRAGENINA, ahora es otra cosa, es una Poligenina y por lo tanto tiene una estructura diferente, un peso molecular diferente, propiedades diferentes y no tiene ninguna funcionalidad útil en los alimentos, es decir, no forma geles, no incrementa viscosidad, etc… De hecho, la poligenina, no está aprobada para usarse en alimentos.

Así que sólo por insistir un poco más, tomemos como ejemplo 10 Lts de Leche. Sí a esa leche, le agregó ácido o un cultivo de bacterias acidófilas y luego la someto un tiempo a calentamiento, la leche se va a separar en suero y cuajada para finalmente obtener 1 Kg de Queso fresco o madurado. El queso es otro producto totalmente diferente a la leche y no lo llamamos “Leche Degradada” y tampoco sería válido hacer un estudio dietético alimentando a ratas o cerdos de guinea con 1 Kg de queso al día, que luego tengan problemas cardiacos y sacar un artículo titulado “Efectos nocivos de la leche en el tejido cardiaco de animales”, cuando los alimentamos con queso. Con este ejemplo, me refiero a otro de los puntos del artículo que considero está mal fundamentado, sí la intención era rechazar la carragenina, y es que la investigadora, de la Universidad de Iowa, presenta un resumen muy amplio con una gran cantidad de ejemplos donde otros investigadores ALIMENTARON a cerdos, ratas, ratones y conejos principalmente CON POLIGENINA, lo cual se sabe no está aprobada en alimentos y por ende los animales resultaron con problemas gastrointestinales muy graves e incluso la muerte. En otros casos alimentaron a los animales con dietas que contenían hasta un 5-10% de carragenina al día, lo cual es un abuso. El nivel de uso de la carragenina en alimentos va desde el 0.01% hasta un 3% en producto terminado y esto es muy diferente a que el 5-10% de tu dieta sea carragenina. Aún así terminaron titulando el artículo con “efectos gastrointestinales nocivos de la carragenina” y los ejemplos en su mayoría son con poligenina.

Otro punto que ella señala, para afirmar que la carragenina es dañina, es cuando trata de extrapolar varios experimentos de hidrólisis de carragenina en laboratorio, e indicar que nuestro cuerpo funciona en las mismas condiciones del laboratorio y que por tanto al consumir carragenina podemos sintetizar poligenina (carragenina degradada). Así que con esto en mente propone, con una gran imaginación, todo el mecanismo de transformación de carragenina en poligenina dentro de nuestro sistema digestivo. Pero, en fin, ya para terminar con este punto, te comento que se han realizado varios estudios de alimentación “in vivo” y hasta ahora nunca se ha demostrado que la carragenina se convierta en poligenina en nuestro tracto gastrointestinal (o en cualquier lugar). Las condiciones para que nuestro cuerpo haga esta transformación no es posible, no podemos mantener un pH y temperatura constante durante la digestión. De hecho, la carragenina no la podemos digerir, no se absorbe en nuestros cuerpos, es una fibra vegetal soluble y por tanto tiene los beneficios saludables de la fibra.

Las agencias regulatorias de aditivos en alimentos más reconocidas como la FDA, EFSA, FAO-JECFA y CODEX han reevaluado el uso de las carrageninas y mantienen la aprobación sobre su inocuidad.

El último punto, y no menos importante, es donde la investigadora confunde al furcelaran y a las carrageninas de bajo peso molecular (30-50 KDa) con poligeninas (carragenina degradada) porque tienen un peso molecular similar, pero se le olvida que son estructuras químicas diferentes. La única forma de que el furcelarán y las carrageninas de bajo peso molecular se transformen en poligeninas es hidrolizándolos con ácido a pH 0.9-1.3, temperaturas superiores a 80°C durante varias horas. Sí 1 Kg de Leche pesa igual que 1 Kg de Queso, la leche no se transforma en queso porque pesen lo mismo.

Así que cuando dudes entre utilizar Carragenina o Agar en tus quesos vegetales, que sea por el tipo de textura o fundido que deseas lograr y NO porque un gran “influencer” de la gastronomía vegana diga que hay tanta “información” y especulación, en las redes sociales, sobre lo dañino de la carragenina que ha decidido sólo usar agar. Busca el origen, cuestiona y no caigas en «verdades circulares» que se explican a sí mismas.

DEL

«SAVING MÉXICO» (que no fue)

«SAVING CARRAGEENAN» (que es más segura)