La zeína / ˈ z iː ɪ n / es una clase de proteína prolamina que se encuentra en el maíz . Por lo general, se fabrica como polvo a partir de harina de gluten de maíz . La zeína es una de las proteínas vegetales mejor comprendidas. [1] La zeína pura es transparente, inodora, insípida, dura, insoluble en agua y comestible, y tiene una variedad de usos industriales y alimentarios. [2] [3]
Históricamente, la zeína se ha utilizado en la fabricación de una amplia variedad de productos comerciales, incluidos recubrimientos para vasos de papel, revestimientos de tapas de botellas de gaseosas, telas para ropa, [4] botones, adhesivos, recubrimientos y aglutinantes. El uso histórico dominante de la zeína fue en el mercado de fibras textiles, donde se producía bajo el nombre de "Vicara". [2] [5] Con el desarrollo de alternativas sintéticas, el uso de la zeína en este mercado finalmente desapareció. Mediante el uso de electrohilado , las fibras de zeína se han vuelto a producir en el laboratorio, donde se realizarán investigaciones adicionales para volver a ingresar al mercado de fibras. [6] [7] Se puede utilizar como recubrimiento de agua y grasa para cartones y permite la reciclabilidad. [8]
Las propiedades de la zeína la hacen valiosa en alimentos procesados y productos farmacéuticos, en competencia con la goma laca para insectos . Ahora se utiliza como recubrimiento para caramelos, nueces, frutas, píldoras y otros alimentos y medicamentos encapsulados. En los Estados Unidos, puede etiquetarse como " glaseado de repostería " (que también puede referirse a los glaseados a base de goma laca) y usarse como recubrimiento en productos de panadería [9] o como "proteína vegetal". Está clasificada como Generalmente Reconocida como Segura ( GRAS ) por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos. Para el recubrimiento farmacéutico, se prefiere la zeína sobre la goma laca para alimentos, ya que es completamente natural y requiere menos pruebas según las monografías de la USP. [ cita requerida ]
La zeína se puede procesar posteriormente para obtener resinas y otros polímeros bioplásticos , que se pueden extruir o laminar para formar una variedad de productos plásticos. [10] [11] Con las crecientes preocupaciones ambientales sobre los recubrimientos sintéticos (como el PFOA ) y los precios más altos actuales de los productos petroquímicos basados en hidrocarburos, existe un mayor enfoque en la zeína como materia prima para una variedad de aplicaciones de polímeros no tóxicos y renovables, particularmente en la industria del papel. [12] [13] Otras razones para un renovado interés en la zeína incluyen la preocupación por los costos de los vertederos de plásticos y el interés de los consumidores en sustancias naturales. También hay una serie de nuevas aplicaciones potenciales en la industria alimentaria. [ cita requerida ]
Recientemente, investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y de la William Wrigley Jr. Company han estado estudiando la posibilidad de utilizar zeína para sustituir parte de la base de goma de mascar. [14] También están estudiando aplicaciones médicas como el uso de la molécula de zeína para "llevar biocompuestos a sitios específicos en el cuerpo humano". [15] Según varios investigadores, existen varias aplicaciones potenciales de seguridad alimentaria que podrían ser posibles para los envases basados en zeína. Un contratista militar está investigando el uso de zeína para proteger los envases de alimentos MRE . [16] Otras aplicaciones de envasado/seguridad alimentaria que se han investigado incluyen alimentos congelados, [17] pollo listo para comer, [18] y queso y huevos líquidos . [19] Los investigadores de alimentos en Japón han notado la capacidad de la molécula de zeína para actuar como barrera de agua. [20]
Si bien existen numerosos usos actuales y potenciales para la zeína, la principal barrera para un mayor éxito comercial ha sido su alto costo histórico hasta hace poco. El precio de la zeína ahora es muy competitivo con el de la goma laca para uso alimentario. La zeína se puede extraer como subproducto en el proceso de fabricación de etanol [21] o en una nueva fabricación en el extranjero. [ cita requerida ]
Las alfa-prolaminas son las principales proteínas de almacenamiento de semillas de las especies de la tribu de gramíneas Andropogoneae . Son inusualmente ricas en residuos de glutamina, prolina, alanina y leucina y sus secuencias muestran una serie de repeticiones en tándem que se presume son el resultado de una duplicación intragénica múltiple . [22] En Zea mays (maíz), las zeínas de 22 kDa y 19 kDa están codificadas por una gran familia multigénica y son las principales proteínas de almacenamiento de semillas que representan el 70% de la fracción total de zeína. Estructuralmente, las zeínas de 22 kDa y 19 kDa están compuestas por nueve hélices adyacentes, topológicamente antiparalelas agrupadas dentro de un cilindro distorsionado . Las alfa-zeínas de 22 kDa están codificadas por 23 genes ; [23] veintidós de los miembros se encuentran en una disposición aproximadamente en tándem que forma un denso grupo de genes . Los genes expresados en el grupo están intercalados con genes no expresados . Algunos de los genes expresados difieren en su regulación transcripcional . La amplificación génica parece estar en bloques de genes, lo que explica la rápida y compacta expansión del grupo durante la evolución del maíz. [24]