Caseinato de calcio: estructura, propiedades, obtención y usos
El caseinato de calcio es un compuesto orgánico complejo formado por átomos de carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), fósforo (P), nitrógeno (N), azufre (S) y calcio (Ca). Es un derivado de las caseínas, un conjunto de proteínas de la leche de los mamíferos.
El caseinato de calcio es muy soluble en agua. Sus soluciones acuosas son blancas y de aspecto similar a la leche. Tiene la capacidad de formar películas sólidas muy finas. Por ello se utiliza para proteger o mantener frescos algunos alimentos como manzanas, bastoncitos de vegetales, barritas de cereales, maní, almendras, etc.
Además puede formar emulsiones o cremas y sirve para controlar la acidez de alimentos como yogurts, quesos cremosos, cremas batidas, entre otros. Permite preparar productos que imitan algunos tipos de queso.
Por su alto valor nutricional el caseinato de calcio se ha utilizado para alimentar a niños en estado de desnutrición devolviéndoles la salud. También se puede emplear con otros compuestos para encapsular algunas medicinas y evitar que la persona que las ingiera sienta su sabor amargo.
Las personas alérgicas a la caseína de la leche no deben consumir caseinato de calcio.
Índice del artículo
- 1 Composición y estructura
- 2 Nomenclatura
- 3 Propiedades
- 4 Obtención
- 5 Usos en la industria de los alimentos
- 6 Uso en aplicaciones farmacéuticas
- 7 Uso en aplicaciones industriales
- 8 Alergia
- 9 Referencias
El caseinato de calcio es un derivado de la caseína, una proteína de la leche de los mamíferos. En realidad es un grupo de proteínas específicas de la leche.
Al ser una proteína, la caseína está compuesta por aminoácidos. Estos últimos son compuestos orgánicos que poseen grupos amino –NH2 y grupos carboxilo –COOH, entre otros.
La composición de los aminoácidos de la caseína es específica de la especie animal de la que proviene la leche. Por esta razón es diferente la caseína que proviene de leche humana de la que proviene de leche de vaca.
El caseinato de calcio contiene fosfatos orgánicos (R-PO4H2) presentes en las αs1-, αs2– y β-caseínas, las cuales se diferencian entre sí por los contenidos de aminoácidos, fósforo y carbohidratos.
Resumiendo, el caseinato de calcio está compuesto por los elementos carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), azufre (S) y calcio (Ca).
Las caseínas forman partículas complejas o micelas, las cuales son usualmente complejos de caseinato de calcio y fosfato de calcio Ca3(PO4)2.
El caseinato de calcio en agua forma partículas muy pequeñas de 100-300 nm (nm=nanómetros=10-9 metros) debido a la influencia enlazante del ion calcio Ca2+.
La estructura de las micelas depende de la acción electrostática del ion calcio que tiene doble carga positiva (Ca2+).
- Caseinato de calcio
Sólido blanco.
El caseinato de calcio es muy soluble en agua.
El caseinato de calcio es hidrofílico, esto es, afín al agua y se disuelve fácilmente en esta.
Tiene la propiedad de formar películas con facilidad. Sin embargo, sus películas no son muy resistentes al paso de vapor húmedo, pero son mecánicamente fuertes.
Se ha reportado que el caseinato de calcio es el único sistema proteínico de la leche que presenta propiedades de gelación térmica reversibles. Esto significa que con la temperatura puede gelificar (formar un material similar a la gelatina), pero que esto es reversible.
El caseinato de calcio en ambientes iónicos (esto es, en presencia de iones) se rearregla y forma grupos o agregados.
Es un emulsionante muy eficiente y puede formar espumas estables.
El caseinato de calcio se produce mediante la neutralización de caseína ácida con un álcali de calcio. La solución obtenida es una dispersión coloidal blanca y opaca, con un aspecto muy similar a la leche.
De esta forma se prepara una solución de caseinato de calcio al 20% y se somete a secado por rocío, obteniéndose el polvo de caseinato de calcio.
También se preparan formas intermedias de caseinato en las cuales la caseína y el álcali han reaccionado solo parcialmente, por lo que se obtiene una mezcla de caseinato de calcio y caseína.
Cuando la leche se coagula o cuaja como resultado del calor, cambios de pH o por el efecto de enzimas, la caseína se transforma en un complejo de caseinato y fosfato de calcio.
El caseinato de calcio se emplea en varios alimentos en donde cumple diversas funciones.
El caseinato de calcio se usa en películas comestibles, pues proporciona dureza mecánica y flexibilidad.
Aunque las películas de caseinato de calcio por sí solas no aguantan el paso de humedad, proveen buena fuerza o dureza mecánica y funcionan como barrera contra el oxígeno, por lo tanto pueden evitar la degradación del alimento.
Si se emplea el caseinato de calcio en conjunto con un material oleoso o grasoso que repele o resiste el paso de vapor húmedo, la película resultante proporciona dureza mecánica, resistencia al paso de oxígeno y sirve como barrera contra la humedad.
Se usa para recubrir frutas y vegetales para mantenerlos frescos, recubriendo por ejemplo manzanas, bastoncitos de celery y calabacines. Dicha película se puede comer.
Sirve como película comestible para coco, cereales, maní, almendras, actuando como barrera para líquidos y sabores.
El caseinato de calcio también se emplea como película en empaques biodegradables y flexibles, pues actúa como barrera contra el agua, gases y microorganismos.
Actúa en la formación de emulsiones en blanqueadores de café, postres y coberturas batidas. También se usa en la producción de pieles de salchichas.
El caseinato de calcio se agrega a menudo a la leche para controlar la gelificación (formación de gel) durante la fermentación inducida por cultivos de bacterias.
Los alimentos fermentados a los que se agrega previamente son por ejemplo los yogurts y quesos cremosos, entre otros.
Se han obtenido comestibles similares al queso mezclando caseinato de calcio con aceite de mantequilla. El producto se puede utilizar en hamburguesas, pizzas y salsas.
También se prepara una imitación de queso Mozzarella con caseinato de calcio.
Se utiliza el caseinato de calcio en fórmulas alimenticias para nutrición enteral.
La nutrición enteral se utiliza en hospitales cuando un paciente no puede comer. Es una medida terapéutica en la cual los nutrientes se administran directamente en el tracto gastrointestinal, es decir, en el estómago o intestinos, sin pasar por la boca.
También se ha utilizado para tratar la desnutrición en niños, resultando detención de la diarrea y los edemas de los infantes, y mejorando significativamente su salud.
Se ha empleado con éxito el caseinato de calcio junto con lecitina para encapsular el acetaminofén, un remedio utilizado para fiebre y dolores suaves.
El acetaminofén encapsulado con caseinato de calcio se libera lentamente al ser ingerido, permitiendo enmascarar el sabor amargo de dicho medicamento.
El caseinato de calcio se utilizaba en recubrimiento de papel y en acabado de pinturas y cuero.
Algunas personas pueden ser alérgicas a la caseína, es decir, que su organismo la identifica como un compuesto extraño y se producen reacciones como picor de la piel o de la garganta, enrojecimiento de párpados y diarrea, entre otros síntomas.
La caseína como se dijo anteriormente es la proteína de la leche y se encuentra también en quesos y otros derivados lácteos. Las personas con alergia a la caseína deben evitar también los alimentos que contienen caseinato de calcio.
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