¿Qué es el caseinato de calcio?
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.
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 yogures, 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. 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.
Composición y estructura del caseinato de calcio
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.
- Composición. 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 eso, 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).
- Estructura. Las caseínas forman partículas complejas o micelas, que 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+).
Propiedades del caseinato de calcio
- Estado físico. Sólido blanco.
- Solubilidad. Muy soluble en agua.
- Otras propiedades. 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 es reversible. 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.
Obtención del caseinato de calcio
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.
Usos del caseinato de calcio
- En la industria de los alimentos
- En películas comestibles. 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 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, como 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.
- En empaques de alimentos. El caseinato de calcio también se emplea como película en empaques biodegradables y flexibles, pues actúa como barrera contra el agua, gases y microorganismos.
- En la obtención de emulsiones. Actúa en la formación de emulsiones en blanqueadores de café, postres y coberturas batidas. También se usa en la producción de pieles de salchichas.
- En alimentos fermentados. 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, yogures y quesos cremosos, entre otros.
- En alimento similar al queso. 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.
- En alimentos especiales. Se utiliza 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.
- En aplicaciones farmacéuticas. Se ha empleado con éxito 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.
- En aplicaciones industriales. El caseinato de calcio se utilizaba en recubrimiento de papel y en acabado de pinturas y cuero.
Alergia al caseinato de calcio
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 los alimentos que contienen caseinato de calcio.
Referencias
- Southward, C.R. Casein and Caseinates. Uses in the Food Industry. Edible Films. In Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition). Recuperado de sciencedirect.com.
- Gaby, A.R. Food Allergy and Intolerance. Foods You Must Avoid. In Integrative Medicine (Fourth Edition). Recuperado de sciencedirect.com.
- Everett, D.W., Auty, M.A.E. Cheese Microstructure. In Cheese (Fourth Edition). Recuperado de sciencedirect.com.
- O’Kennedy, B.T. Caseins. Acid gels. In Handbook of Food Proteins. Recuperado de sciencedirect.com.
- Hoang Thi, T.H. et al. Use of calcium caseinate in association with lecithin for masking the bitterness of acetaminophen—comparative study with sodium caseinate. Int. J. Pharm. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.