Obtención de un ingrediente bioactivo mediante hidrólisis enzimática de la proteína total del suero lácteo: caracterización funcional y aplicación alimentaria

Abstract

La industria láctea argentina genera grandes volúmenes de lactosuero como subproducto de la elaboración de quesos. Este residuo de alto impacto ambiental ha sido revalorizado en las últimas décadas por su contenido en proteínas de alto valor biológico, con propiedades funcionales y bioactivas de interés. La hidrólisis enzimática de proteínas es una estrategia ampliamente utilizada para obtener ingredientes con propiedades mejoradas. En el presente trabajo, se utilizó concentrado de proteínas de suero lácteo (WPC-80) como sustrato, aplicándose dos estrategias de hidrólisis: una con Alcalase® (WPH-A) y otra secuencial con Alcalase® seguida de Flavourzyme® (WPH-AF). Ambos hidrolizados fueron caracterizados en términos fisicoquímicos, composición química, funcionalidad y bioactividad. Se observó degradación de las proteínas nativas del suero, reducción del punto isoeléctrico, hidrofobicidad baja a media, y mejoras en solubilidad, estabilidad térmica y capacidad de absorción de aceite, aunque con disminución de las propiedades emulsionantes, espumantes y gelificantes. Los potenciales ingredientes resultaron seguros, mostraron efecto citoprotector, mayor bioactividad (actividades antihipertensiva, antioxidante y antimicrobiana) que el WPC-80, y capacidad quelante de calcio. Posteriormente, estos ingredientes fueron incorporados en postres lácteos para evaluar su impacto funcional y sensorial. Los ensayos confirmaron un aumento significativo de las propiedades bioactivas detectadas in vitro en la matriz alimentaria. La formulación con WPH-A logró el mejor equilibrio entre bioactividad y aceptación sensorial, con ventajas tecnológicas por requerir un proceso más simple. Los resultados respaldan el uso de hidrolizados de proteínas de lactosuero en alimentos funcionales, promoviendo su valorización y el desarrollo de productos de alto valor agregado.

The dairy industry in Argentina produces large volumes of whey as a byproduct of cheese manufacturing. Historically considered an environmentally problematic residue, whey has been revalued in recent decades due to its high content of biologically valuable proteins with notable functional and bioactive properties. Enzymatic hydrolysis of proteins is a widely used strategy to enhance their properties and generate functional ingredients. In this study, whey protein concentrate (WPC-80) was used as the substrate, applying two hydrolysis strategies: one with Alcalase® (WPH-A) and a sequential process involving Alcalase® followed by Flavourzyme® (WPH-AF). Both hydrolysates were characterized in terms of physicochemical properties, chemical composition, functionality, and bioactivity. Results showed degradation of native whey proteins, a reduction in the isoelectric point, low to medium hydrophobicity, and improvements in solubility, thermal stability, and oil absorption capacity. However, there was a decrease in emulsifying, foaming, and gelling properties. The potential ingredients were found to be safe, exhibited cytoprotective effects, demonstrated higher bioactivity (including antihypertensive, antioxidant, and antimicrobial activities) compared to WPC-80, and showed calcium-chelating capacity. Subsequently, these ingredients were incorporated into dairy desserts to assess their functional and sensory impacts. The tests confirmed a significant increase in the bioactive properties observed in vitro within the food matrix. The formulation containing WPH-A achieved a better balance between bioactivity and sensory acceptance, offering technological advantages due to its simpler production process. These findings support the use of whey protein hydrolysates in functional foods, promoting their valorization and the development of high value-added products.