El helado es un alimento de gran popularidad, resultado de una mezcla de distintos componentes, entre ellos, grasa láctea, proteína, carbohidratos complejos, endulzantes, emulsificantes, algunas sales minerales y agua (Akbari et al., 2019; Clarke, 2012). Su alta demanda mundial se debe principalmente a sus atributos de frescura y textura, apreciados por los consumidores (Pintor-Jardines y Totosaus-Sánchez, 2013) y que son resultado de la composición y de sus interacciones. La composición se regula según el país de venta, en el Reino Unido es necesario que presente un mínimo de 5 % de grasa y 2.5 % de proteína láctea, por otro lado, en Estados Unidos se especifica un mínimo de 10 % de grasa y 20 % de sólidos totales de leche (Clarke, 2012). En México, la normatividad sobre el tema sigue en revisión como en el PROY-NMX-F-714-COFOCALEC-2020, en su versión vigente 2012 los límites de cada componente se especifican para diferentes categorías de helados, por ejemplo, para helado de crema de leche son 7.0% mínimo de grasa butírica, 2.5 % mínimo de proteína láctea y 30 % mínimo de sólidos totales, mientras que, para helado de leche, los límites mínimos para los mismos parámetros son 2.0 %, 1.5 % y 20 %, respectivamente.

La grasa láctea es uno de los componentes más importantes en un helado ya que interactúa con los otros ingredientes de la mezcla de modo que desarrollan una estructura tridimensional que otorga la textura, suavidad, cremosidad y sensaciones en boca agradables para el consumidor (Posada et al. 2012). De acuerdo con diversos autores (Akalin et al., 2008; Akbari et al., 2019; Clarke, 2012), la cantidad de grasa en helados se encuentra entre el 10 y el 16%. En la actualidad, los consumidores de este tipo de productos están buscando aquellos bajos en grasa, ya que eso se asocia con la reducción del riesgo a enfermedades como la obesidad y las coronarias del corazón (Akalin et al., 2008). Debido a dicho cambio de visión y necesidades de los consumidores, la industria de los alimentos se está enfocando en el desarrollo de alimentos “funcionales”, que sean alimentos de buen sabor, nutritivos, y que también brinden algún beneficio a la salud, desde la etapa de prevención, mediante su inclusión en una dieta recurrente (Soukoulis et al., 2014). La mayor complicación en la elaboración de helados bajos en calorías, la presenta la disminución de la grasa en su elaboración, ya que desempeña distintos papeles en la formación de la estructura, como es el otorgar características de un semisólido y aumentar la resistencia al derretimiento (Adapa et al. 2000; Akalin et al., 2008).

El lactosuero, subproducto de la industria láctea, se ha convertido en los últimos años en una alternativa para generar una importante cadena de valor de subproductos lácteos, debido principalmente a las características nutricionales de sus proteínas, también al beneficio económico que representa su aprovechamiento, así como el impacto ambiental positivo que su uso representa. Entre la diversa gama de productos en los que el suero puede ser utilizado se encuentran los helados (Meneses et al., 2020a; Muset and Castells, 2017). El uso de las proteínas de suero lácteo representa una buena alternativa como sustituto de la grasa para el desarrollo de características fisicoquímicas de diversos productos (Akbari et al., 2019).

La proteína de suero en su forma aislada (WPI, 90 %) y la proteína de suero concentrada (WPC, <90%), han tenido un amplio estudio y aplicaciones en las últimas dos décadas. La proteína de lactosuero proporciona un aumento significativo en las propiedades de dureza, resistencia al derretimiento y de viscosidad en comparación con los helados convencionales (Akalin et al., 2008). La formación de geles es otra característica valiosa obtenida en alimentos con la incorporación de proteínas de suero (Batista et al., 2018). Aunque el desarrollo de estas propiedades, están aún en estudio para lograr imitar el comportamiento elástico que brindan las grasas, para el desarrollo completo de la estructura de un producto, como si incluyera grasa láctea en su composición (Adapa et al., 2000).

Dichos beneficios de las proteínas de suero se atribuyen a que presentan en su composición la proteína β-lactoglobulina, que se relaciona con procesos de formación de geles y como espesante. Estos fenómenos son posibles gracias a la asociación y formación de redes de β-lactoglobulina, así como a su capacidad emulsificante y su capacidad de retención de agua (Akalin et al., 2008; Batista et al., 2018). En comparación con otros sustitutos de grasas como la mantequilla de cacao, la proteína de suero presenta mejores características de resistencia al derretimiento (Prindiville et al., 2000). En helados tipo “Gelato” la adición de concentrado de proteína de suero al 80 %, en lugar de yema de huevo, ha mejorado las propiedades de textura y el proceso de elaboración (overrun), en comparación con un helado tipo convencional (Alfaifi y Stathopoulos, 2009). La adición de 4 % de proteína de suero en el desarrollo de helados bajos en grasa, ha demostrado el desarrollo de buenas propiedades de textura. Además, la adición de fructanos como sustitutos de dulzor brindado por los azúcares, es una opción en estudio para el desarrollo de textura en helados bajos en calorías (Pintor-Jardines et al., 2017; Pintor-Jardines et al., 2018; Pintor-Jardines et al., 2020).

El suero de leche también puede ser utilizado como ingrediente completo, es decir, sin la separación de sus componentes, añadiéndolo en las formulaciones de diversos productos. En el trabajo de Meneses et al. (2020b), helados adicionados con porcentajes de 25 %, 50 %, 75 %, y 100 % de suero de leche, presentaron un aumentó en sus características de dureza, resistencia a derretimiento y una mayor intensidad en el color. Las mejores calidades de helado se obtuvieron de aquellos donde se incorporó un 25 % y un 50 % de suero. Las tendencias en el desarrollo de helados funcionales abarcan temas como adición de probióticos, prebióticos, fibras dietéticas, endulzantes de bajo índice glucémico, ácidos grasos, ácidos grasos poliinsaturados, minerales y antioxidantes naturales. El uso de lactosuero quesero como ingrediente en la formulación de los helados representa una oportunidad de desarrollo de helados con propiedades antioxidantes. Helados adicionados con proteína aislada de suero de leche (WPI) unida a azúcares simples (como D-allosa y D-psicosa) permiten la mayor disponibilidad de proteínas con actividad antioxidante para el consumidor, además de brindar propiedades como el espumado y el emulsificado en el desarrollo de productos (Soukoulis et al., 2014). La proteína del suero además puede representar en los helados una fuente rica en aminoácidos de alto valor nutricional (ramificados y azufrados), además de ser proteínas de fácil absorción y con una composición similar a las que componen los músculos (Batista et al., 2018). Las proteínas de suero son fuente de importantes actividades en beneficio a la salud como la antimicrobiana, antitrombótica, moduladoras del sistema inmune, anticancerígena, antihipertensiva (Pihlanto-Leppälä et al., 2000), y preventiva para diabetes tipo 2 (Nongonierma y FitzGerald, 2013); tales actividades las han presentado los péptidos (3 a 20 aminoácidos) liberados después de procesos de ruptura de las proteínas de suero (Batista et al., 2018). También, se atribuyen a esos péptidos otras propiedades como de solubilización, espumado (Perea et al., 1993; Jeewanthi et al., 2015), emulsificación, y mayor estabilidad (Van der Ven et al., 2002).

La actividad antioxidante de los hidrolizados y/o péptidos de proteínas de suero, es uno de los campos con mayor interés, identificando que esta actividad mejora conforme las proteínas se cortan y van disminuyendo de tamaño, obteniendo así, péptidos pequeños con mejores capacidades antioxidantes, que las proteínas originales de las que fueron obtenidos (Le Maux et al., 2016; Naik et al., 2013). No se han encontrado estudios sobre la actividad antioxidante de helados con suero de leche o alguno de sus componentes, en su formulación. Mann et al. (2014) trabajo con la evaluación de la actividad antioxidante de leches fermentadas adicionadas con hidrolizados de proteínas de suero lácteo, identificando que la capacidad antioxidante de los hidrolizados es mejor a la del propio concentrado de proteína añadido.

Por las propiedades descritas, el suero de leche y sus derivados representan una excelente alternativa para su incorporación en matrices alimenticias complejas como el helado, para otorgarle características de textura y de beneficio a la salud para el consumidor. Además de que, con el aprovechamiento del suero lácteo en alimentos como el helado, se puede disminuir la carga calórica. Por todo lo anterior el aprovechamiento de suero lácteo en el desarrollo de un helado bajo en calorías es una excelente opción que otorgará beneficios en el desarrollo de productos, de desarrollo de alimentos benéficos a la salud, de disminución de contaminación ambiental, y en un beneficio económico para el productor del suero.   

Referencias

Adapa, S., Dingeldein, H., Schmidt, K.A., Herald, T.J. (2000). Rheological Properties of Ice Cream Mixes and Frozen Ice Creams Containing Fat and Fat Replacers. Journal of Dairy Science. 83(10):2224-2229. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(00)75106-X

Akalın, A., Karagozlu, C., Unal, G. (2008). Rheological properties of reduced-fat and low-fat ice cream containing whey protein isolate and inulin. European Food Research and Technology, 227:889-895. http://doi.org/10.1007/s00217-007-0800-z

Akbari, M., Eskandari, M.H., Davoudi, Z. (2019). Application and functions of fat replacers in low-fat ice cream: A review. Trends in Food Science & Technology. 86:34-40. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2019.02.036

Alfaifi, M.S., Stathopoulos, C.E. (2009). Effect of egg yolk substitution by sweet whey protein concentrate on some Gelato ice cream physical properties during storage. Journal of Food and Nutrition Research, 48(4):183-188.

Batista, M.A., Arantes, N.C.C., Coelho, M.P.S. (2018). Whey and protein derivatives: Applications in food products development, technological properties and functional effects on child health. Cogent Food & Agriculture, 4:1509687. http://doi.org/10.1080/23311932.2018.1509687

Clarke, C. (2012). The Science of Ice Cream. 2nd Edition. Royal Society of Chemistry. Colworth Science Park, Bedford, UK.

Jeewanthi, R.K., Lee, N.K., Paik, H.D. (2015). Improved Functional Characteristics of Whey Protein Hydrolysates in Food Industry. Korean journal for food science of animal resources, 35(3):350–359. https://doi.org/10.5851/kosfa.2015.35.3.350

Le Maux, S., Nongonierma, A.B., Barre, C., FitzGerald, R.J. (2016). Enzymatic generation of whey protein hydrolysates under pH-controlled and non pH-controlled conditions: Impact on physicochemical and bioactive properties. Food Chem. 199:246-51. http://doi.org/10.1016/j.foodchem.2015.12.021

Mann, B., Kumari, A., Kumar, R., Sharma, R., Prajapati, K., Mahboob, S., Athira, S. (2014). Antioxidant activity of whey protein hydrolysates in milk beverage system. Journal of Food Science and Technology. http://doi.org/10.1007/s13197-014-1361-3

Meneses, R.B., Melo, C.W.B., Pires, T.C., Melo, T.S., Maciel, L.F., Rocha-Leao, M.H., Conte-Júnior, C.A. (2020a). Feasibility of utilising ricotta cheese whey in chocolate ice cream / Viabilidade de utilização do soro de queijo ricota em sorvete de chocolate. http://doi.org/10.34117/bjdv6n11-482

Meneses, R.B., Silva, M.S., Monteiro, M.L.G., Rocha-Leäo, M.H.M., Conte-Junior, C.A. (2020b). Effect of dairy by-products as milk replacers on quality attributes of ice cream. J. Dairy Sci. 103:10022-10035. https://doi.org/10.3168/jds.2020-18330

Naik, L., Mann, B., Bajaj, R., Sangwan, R.B., Sharma, R. (2013). Process optimization for the production of bio-functional whey protein hydrolysates: Adopting response surface methodology. Int J Pept Res Ther 19:231–237. https://doi.org/10.1007/s10989-012-9340-x

Muset, G., Castells, M.L. (2017). Valorización del lactosuero. Instituto Nacional de Tecnología Industrial. Ediciones INTI.

Nongonierma, A.B., FitzGerald, R.J. (2013). Dipeptidyl peptidase IV inhibitory and antioxidative properties of milk protein-derived dipeptides and hydrolysates. Peptides, 39:157–163. https://doi.org/10.1016/j.peptides.2012.11.016

Perea, A., Ugalde, U., Rodriguez, I., Serra, J.L. (1993). Preparation and characterization of whey protein hydrolysates: Applications in industrial whey bioconversion processes, Enzyme and Microbial Technology, 15(5):418-423. https://doi.org/10.1016/0141-0229(93)90129-P.

Pihlanto-Leppälä, A., Koskinen, P., Piilola, K., Tupasela, T., Korhonen, H. (2000). Angiotensin I-converting enzyme inhibitory properties of whey protein digests: Concentration and characterization of active peptides. Journal of Dairy Research, 67(1):53-64. http://doi.org/10.1017/S0022029999003982

Pintor, A., Escalona-Buendía, H.B., Totosaus, A. (2017). Effect of inulin on melting and textural properties of low-fat and sugarreduced ice cream: Optimization via a response surface methodology. International Food Research Journal. 24(4): 1728-1734.

Pintor Jardines, A., Arjona-Román, J.L., Severiano-Pérez, P., Totosaus-Sánchez, A., Fiszman, S., Escalona-Buendía, H.B. (2020). Agave fructans as fat and sugar replacers in ice cream: Sensory, thermal and texture properties. Food Hydrocolloids. 108:106032. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2020.106032.

Pintor-Jardines, A., Arjona-Román, J.L., Totosaus-Sánchez, A., Severiano-Pérez, P., González-González, L.R., Escalona-Buendia, H.B. (2018). The influence of agave fructans on thermal properties of low-fat, and low-fat and sugar ice cream. LWT, 93:679-685. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.03.060

Pintor-Jardines, M.A., Totosaus-Sánchez, A. (2013). Propiedades funcionales de sistemas lácteos congelados y su relación con la textura del helado: una revisión. CienciaUAT. 7(2):56-61.

Prindiville, E.A., Marshall, R.T., Heymann, H. (2000). Effect of milk fat, cocoa butter, and whey protein fat replacers on the sensory properties of lowfat and nonfat chocolate ice cream. Journal of Dairy Science. 83(10):2216-2223. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(00)75105-8

Soukoulis, C., Fisk, I.D., Bohn, T. (2014). Ice Cream as a Vehicle for Incorporating Health-Promoting Ingredients: Conceptualization and Overview of Quality and Storage Stability. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13(4): 627-655. https://doi.org/10.1111/1541-4337.12083

Van Der Ven, C., Muresan, S., Gruppen, H., De Bont, D.B.A., Merck, K.B., Voragen, A.G.J. (2002). FTIR spectra of whey and casein hydrolysates in relation to their functional properties. J Agric Food Chem. 50(24):6943-50. http://doi.org/10.1021/jf020387k