PRACTICA Nº 10

EXTRACCION DE AISLADOS PROTEICOS

I. INTRODUCCIÓN: Se puede obtener aislados proteicos con 92 % de proteína (expresados en base seca) a partir de diferentes fuentes proteicas, ya sean animales o vegetales. Se puede usar leche, soya, germen de tara, etc. El método que tradicionalmente se usa es el método de solubilización de las proteínas en medio alcalino y precipitación de las mismas en medio acido. Técnicamente resulta posible elaborar harina, concentrados y aislados de proteína de diferentes semillas (garbanzos, arvejas, maní, algodón, girasol, etc.), hasta ahora sin embargo, la soya es la fuente primordial de tales productos que se utilizan para el enriquecimiento y aportar propiedades funcionales a los alimentos a los que se incorporan. II. OBJETIVOS:

conocer el proceso de obtención de aislados proteicos Determinar el rendimiento proteico aislado a partir de la soya.

III. MATERIALES Y METODOS Harina de soya. Hidróxido de sodio 0.1 N Acido clorhídrico 2 N Agua destilada. Bureta. Centrifuga. Estufa. PH metro Vaso precipitado

IV: PROCEDIMIENTO DE OBTENCION DE AISLADO PROTEICO:Se mezclo 20gr. de harina de soya en 200ml. agua (1/20) y homogenizar. Ajustar lentamente el PH hasta 11 con hidróxido de sodio 0.1N, con agitación continua y centrifugar a 3400 rpm 18 min a una temperatura de 15ºC.seguidamente juntar el sobrenadante y separar los residuos.Ajustar el pH del sobrenadante a 4.5 con acido clorhídrico 2N, con agitación continua y centrifugar a 3400 rpm por 10 min a una temperatura de 4ºC Separar el sobrenadante y el precipitado será la proteína a obtener. Secar el precipitado en la estufa a una temperatura de 50 a 60º C al vacío y pesarlos.

V. REVISION BIBLIOGRAFICA:LA SOYA

La soya es una leguminosa anual que está presente en la cadena alimenticia desde hace más de 5.000 años. La soya es un ingrediente beneficioso para la salud. Es la única legumbre que contiene los nueve aminoácidos esenciales en la proporción correcta para la salud humana. La soya es una planta leguminosa, muy semejante a las habas verdes que llega a alcanzar los 80 cm. de altura y las vainas, donde se producen las semillas que miden entre 4 a 7 cm. de longitud.

Cada vaina contiene cerca de cuatro semillas que albergan el secreto de las bondades de la soya: su proteína, por su calidad y cantidad, son una de las más recomendables.

Por lo tanto, la proteína de soya está calificada como una proteína completa de alta calidad. Uno de sus beneficios nutritivos es que es una buena fuente de fósforo, potasio, vitaminas del Grupo B, cinc, hierro y la vitamina E antioxidante.

OBTENCION DE AISLADOS PROTEICOS

La obtención de estos aislados se fundamenta en el perfil de solubilidad que presenta las proteínas, en el que se puede observar un punto de mínima solubilidad (punto isoeléctrico) y que a partir de este, si nos desplazamos a la izquierda (adicionando ácido) o a la derecha (adicionado soda), se incrementa la solubilidad .El comportamiento ácido – básico de las proteínas determina muchas de sus propiedades en solución. La solubilidad de una proteína varía con el pH, la temperatura, fuerza iónica y la constante en aislar la proteína por tratamiento de la materia a pH alcalino, seguido por una precipitación en su punto isoeléctrico. Para la obtención del aislado de proteína se tiene que solubilizar las proteínas en medio alcalino y precipitar a Ph acido en su punto isoelectrico. Las proteínas solubilizadas en medio alcalino se liberan de los polisacáridos insolubles por centrifugación y los carbohidratos solubles y las sales se eliminan después por precipitación al punto isoelectrico (pH) seguido de centrifugación y lavado de la cuajada proteica. Las proteínas precipitadas se solubilizan por neutralización con soda para posteriormente secarla por atomización, obteniéndose así un aislado proteico que contiene no menos de un 90% de proteína. Fuente: Según (Devia Pineda, 2003)

PROTEÍNA DE SOYA: Se suele considerar proteína de soya a la proteína de almacenaje contenida en partículas discretas llamadas cuerpos proteicos, que es estiman contienen al menos el 60-70% del total de proteínas de la soja. Tras la germinación de la soya, la proteína será digerida por la planta y los aminoácidos liberados serán transportados a las partes de la plántula en crecimiento. Las proteínas de legumbres como la soya pertenecen a la familia de las globulinas almacenadas en semillas llamadas leguminas(11S) ,o vicilinas(7S) , o glicinia y beta-conglicinina en la soya. Los granos contienen un tercer tipo de proteína de almacenaje llamada gluten o «prolaminas». La soya también contiene proteínas biológicamente activas o metabólicas, como enzimas, inhibidores de tripsina, hemaglutininas y cisteína proteasas. Las proteínas de almacenaje de los cotiledones de soya, importantes para la nutrición humana, pueden extraerse de la forma más eficiente con agua, agua con álcali diluido (pH 7-9) o soluciones acuosas de cloruro sódico (0,5-2 M) a partir de soya descascarillada y desgrasada sometida a un tratamiento mínimo de calor, de forma que la proteína permanezca en un estado casi natural. La soja se procesa para obtener tres tipos de productos ricos en proteínas: harina de soya, soya concentrada y aislado de soya. Fuente: Según (Multon J. L.)

USOS ALIMENTICIOS: La proteína de soya se usa en variedad de comidas como aliños de ensalada, sopas, sustituto de la carne, bebidas en polvo, quesos, nata no láctea, postres congelados, sustituto de la crema batida, leches infantiles, panes, cereales para desayuno, pasta y comida para mascotas.

USOS INDUSTRIALES: La proteína de soja se usa para emulsionar y dar textura. Entre sus aplicaciones específicas se encuentran adhesivos, asfaltos, resinas, materiales de limpieza, cosméticos, tinta, cueros sintéticos, pinturas, recubrimientos de papel, pesticidas y fungicidas, plásticos, poliésteres y fibras textiles.

TIPOS DE PRODUCTOS

Aislados: La proteína aislada de soja es una forma altamente refinada o pura de proteína de soja con un contenido proteico mínimo del 90% sobre una base libre de humedad. Se elabora a partir de harina de soja desgrasada, a la que se elimina la mayor parte de sus componentes no-proteicos, grasas y carbohidratos. Debido a esto, tiene un sabor neutral y provoca menos gases debido a flatulencia bacteriana. Los aislados de soja se usan principalmente para mejorar la textura de los productos cárnicos, pero también para incrementar el contenido proteico, mejorar el sabor y como emulgente .La proteína aislada de soja tiene poco contenido graso cuando se compara con fuentes animales de proteína, si bien la FDA está examinando los efectos sobre la salud de la toxina furano presente en la proteína aislada de soja y otros alimentos. La proteína aislada de soja pura se usa primordialmente en la industria alimentaría. A veces está disponible en tiendas de alimentos dietéticos o en la sección de farmacia de algunos supermercados. Suele encontrarse combinada con otros ingredientes.

Concentrados: La proteína de soja concentrada contiene sobre un 70% de proteína y es básicamente la semilla de soja sin los carbohidratos solubles en agua. Se obtiene eliminando parte de los carbohidratos (azúcares) de las semillas descascarilladas y desgrasadas. La proteína de soja concentrada contiene la mayoría de la fibra presente originalmente en las semillas de soja. Se usa ampliamente como ingrediente funcional o nutricional en una amplia variedad de productos alimenticios, principalmente en comidas precocinadas, cereales de desayuno y en algunos productos cárnicos. La proteína de soja concentrada se emplean en los productos cárnicos y avícolas para incrementar la retención de agua y grasa y mejorar los valores nutricionales (más proteínas, menos grasas).Los concentrados de proteína de soja se comercializan en diferentes formatos: gránulos, harina y polvo seco. Debido a que son muy digeribles, resultan adecuados para niños, mujeres embarazadas y en periodo de lactancia, y ancianos. También se usan en comida para mascotas, sustitutos de la leche para terneros y cerdos, e incluso para algunas aplicaciones no alimentarías.

Harinas: La harina de soja se fabrica triturando semillas de soja hasta obtener un polvo fino. Se presenta en tres formas: natural o con toda la grasa (contiene aceites naturales), desgrasada (se retiran los aceites) con un 50% de contenido proteico y solubilidad en agua alta o baja, y lecitinaza (se añade lecitina). Al no tener la harina de soja gluten, los panes fermentados con levadura elaborados con ella son de textura densa.La arena de soja es parecida a la harina salvo en que las semillas de soja han sido tostadas y partidas en trozos gruesos. Fuente: Según (Multon J. L.)

HARINA DE SOYA SIN DESGRASAR: Esta harina se obtiene a partir del poroto entero sin previa extracción del aceite, por lo tanto no es un subproducto de la industria aceitera. Es un producto que se caracteriza por: Ser natural Tener todos los constituyentes válidos de la Soja

No generar residuos que no pueden volver a utilizarseFuente: Gómez Z, Juan, F. (1998). 

PROCESO DE OBTENCIÓN Se parte del poroto de Soja con cáscara, previo control de calidad para poder obtener un producto final de calidad y rendimiento uniforme. A grandes rasgos podemos diferenciar los siguientes pasos:

a.) Sistema de limpieza y clasificación: Separando todo tipo de impurezas. b).Tratamiento térmico: Inactiva factores antinutrientes, disminuye la población

microbiana, facilita el proceso de descascarado. Este es un tratamiento por calor seco (aire seco) y, la temperatura y tiempo de exposición varían dependiendo del producto final que se quiere obtener. 

c).Descascarado: Se produce por impacto, eliminándose el germen y las cascarillas. d).Sistema de molienda: En la primera etapa (molienda gruesa) se somete al poroto a

un molino a martillo, y por último a un proceso de micronización por un sistema de molinos a rodillos para llevar la partícula al tamaño deseado.  El producto final puede variar según: Tratamiento térmico recibido: Obteniéndose tres tipos de harinas con diferentes aplicaciones: Harina inactiva Harina activa Harina semiactiva El sistema de molienda al que se sometió el poroto, varía, según la aplicación de la harina se buscan diversos tamaños de partícula.

Cuadro nº 01: Composición Química de la Harina de Soja Entera

Composición Química de la Harina de Soja Entera  

Humedad 6,00 %

Proteína cruda (N x 6,25) B/S 43,00 %

Grasa cruda B/S 22,00 %

Fibra cruda B/S 2,80 %

Fibra alimenticia 11,00 %

Carbohidratos solubles 3,10 %

Cenizas B/S 4,80 %

Calcio 0,20 %

Fósforo 0,50 %

Sodio 4,4 %

Potasio 2,10 %

Colesterol 0,00 %

Energía disponible 1.445 %

Fuente obtenida (Quijano C. E.)

VALOR NUTRICIONAL DE LA SOYALa soya es un vegetal en el que se encuentran reunidos todos los aminoácidos esenciales, lo que determina su valor biológico en la alimentación humana. Tiene el aspecto de un poroto o arveja, pero en realidad  es distinto su comportamiento  también su valor y textura son diferentes. Se incorpora al menú familiar como uno de los alimentos más concentrados, nutritivos y de bajo costo. El valor nutritivo de la soja puede apreciarse comparándola con otros alimentos corrientes en la dieta humana:Cuadro nº 02: valor nutricional de la soya

  Calorías c/100 grs

H2O Proteínas Hidratos Carbono

Grasas

    % % % %

Grano soja 335 8 36 31,3 18

Poroto seco 345 8,7 18,6 05 1,1

Carne vaca magra 116 75,1 20 0 4

Carne vaca gorda 226 64 18,3 0 17

Huevos 258 74 12,8 0,7 11,5

Leche entera en polvo 498 2,5 27,5 38 2,6

 Fuente: (Nuria Cubero, 2002.).

El valor proteico de la soya, no sólo es considerable por la cantidad sino por su calidad, que la homologa a la proteína de origen animal (carne, leche, pescado y huevos).La proteína de soja contiene todos los aminoácidos esenciales para la vida del hombre y los animales, pero adolece de deficiencias en su contenido de cistina Ñ

Cuadro nº 03: Composición del grano de soja y sus productos derivados.

Productos comercializados (100 g)Germen de soja

Grano de soja(crudo)

Aceite de soja

Tofu(crudo)

Energía (Kcal) 122 416 884 76

Proteínas (g) 13,1 36,5 - 8,1

Lípidos (g) 6,7 19,9 100 4,8

poliinsaturados (g) 3,8 11,3 37,6 2,7

Glúcidos (g) 9,6 30,2 - 1,9

Fibras (g) - 9,3 - 1,2

Calcio (mg) 67 277 - 105

Hierro 2,1 15,7 - 5,4

Fuente obtenida (Quijano C. E.)

VI: CALCULOS Y RESULTADOS

Peso de la materia prima = 20gPeso de la placa vacía = 37.9g.Peso (proteína + placa) seco = 40.30 g.Peso de proteína seca total = 2.4 g.%Rendimiento= (pf/pi) x100%rendimiento= (2.4/15) x100Rendimiento = 16% de aislado proteico

VII: DISCUSIONES

Según (Multon J. L.) determina que la obtención del aislado de proteína de soya tiene un elevado tenor proteico no menos de 60-70 % en promedio por lo es una materia prima de reconocido valor para la obtención de aislados proteicos y lo que se hizo en la practica realizada no se realizo ningún estudio para verificar el porcentaje proteico contenido del aislado obtenido.

Según (Devia Pineda, 2003) nos indica que la obtención del aislado de proteína se tiene que solubilizar las proteínas en medio alcalino y precipitar a pH acido en su punto isoeléctrico. Finalmente las proteínas precipitadas se solubilizan por neutralización con soda para posteriormente secarla por atomización para obtener un aislado proteico con exactitud. En la práctica realizada no se utilizo la soda para neutralizar en dicho experimento,

Según (Nuria Cubero, 2002.) La proteína de la soya es el cereal de mayor y más completa composición en aminoácidos que existen. Contiene los 20 aminoácidos (incluyendo los 10 esenciales), especialmente la Lisina, que es de vital importancia para el desarrollo de las células del cerebro, los procesos de aprendizaje, memorización y raciocinio, así como para el crecimiento físico. La soya posee el 40% más de Lisina que la leche (considerada todavía como el alimento ejemplar de la humanidad). En este sentido la práctica se realizo para las comparaciones de dichos resultados obtenidos por autores como cubero

VIII. CONCLUSIONES:Al terminar la práctica se llego a las siguientes conclusiones. En la práctica realizada se pudo conocer el proceso de obtención de aislados

proteicos a partir de la harina de soya El porcentaje de rendimiento del aislado proteico fue del ……

IX. BIBLIOGRAFIA

Multon J. L. centro de estudios rurales andinos Acosta 1988 ( Cusco Perú ) Alcazar del Castillo, Jorge. 2002. Diccionario Técnico de Industrias Alimentarias.

Lima-Perú. Devia Pineda, Jorge E. 2003. Revista Universidad EAFIT. “Procesos Para aislar

proteinas”. Medellín-Colombia. Gomez Z, Juan, F. (1998). Factibilidad Técnica del Aislamiento de proteína para el

Sector Agroindustrial. (Trabajo de Grado). Medellín: Corporación Universitaria Lasallista, Facultad de Administración.

Nuria Cubero, A. Monferrer y J. Villalta. 2002. Tecnología de alimentos “aislamiento de proteinas”. Ediciones Mundi-Prensa.

X: CUESTIONARIO1¿Que proteínas se encuentran en mayor proporción en cereales y leguminosas?

Hay alimentos ricos en proteínas (carne, pescado, huevos, leche, leguminosas y frutos secos); otros las contienen en menor cantidad, (los cereales tienen un 10%), pero todos los alimentos naturales tienen algo de proteína (las frutas y verduras de 2 a 3%).

2:¿ como obtendría un aislado proteico de un producto que tiene importantes cantidades de globulinas y glutelinas? Muestre un posible procedimiento

Contenido en nitrógeno proteicoLa determinación de nitrógeno total se realizó según el método de Kjeldahl (AOAC 1975). El contenido en nitrógeno proteico se obtuvo por la diferencia con el no proteico. Se utilizó el factor 6.25 para obtener las cantidades proteicas correspondientes. Nitrógeno total. A continuación se tomaron alícuotas que se llevaron a diferentes PH desde 2.5 hasta 6.5 a intervalos de 0.5 unidades de pH. Se centrifugaron estas alícuotas a 4000xg durante 20 min. y se recuperaron los sobrenadantes en los que se determinó el nitrógeno. Con estos valores, referidos al extracto alcalino de partida, se determinó el punto isoeléctrico

Obtención del aislado proteico

El sistema de obtención de aislado de proteínas de colza. La HCD recibe primero un pre tratamiento con el objeto de reducir los contenidos de compuestos no deseables en el producto final tales como fibras, azúcares reductores, polifenoles, sales o lípidos. Dicho tratamiento consiste en cuatro lavados con agua, seguido de un proceso de flotación-sedimentación. A continuación se realizan dos lavados con etanol al 20%, para disminuir los contenidos en polifenoles. El concentrado proteico así obtenido es extraído en medio básico usando NaOH al 0.2% o H2SO3 al 0.25%. Con estas soluciones se extraen aproximadamente el 60% de las proteínas (Tabla I). En general, el rendimiento obtenido con los distintos sistemas probados es inferior al obtenido con otros productos, que ronda el 75%. Probablemente, el tratamiento previo para la extracción del aceite desnaturaliza parcialmente las proteínas, provocando un descenso de su solubilidad debido a la aparición en la superficie de grupos hidrófobos y a la agregación de moléculas desplegadas. Cuando se extraen las proteínas con NaOH en una relación 1:10, el rendimiento de la primera extracción es menor que usando la relación 1:20, debido probablemente a su alta viscosidad. Aunque el rendimiento del proceso es menor con H2SO3 mejora el proceso de extracción desde un punto de vista de la calidad del aislado obtenido. Impidiendo la formación de puentes disulfuro. Además , éste se oxida en lugar de los polifenoles previniendo la formación de quinonas

y el oscurecimiento del aislado proteico. A continuación, las proteínas solubles así extraídas se precipitan llevando la solución al punto isoeléctrico de éstas (pH 5). El rendimiento de esta precipitación se aproxima al 60% debido a que la colza presenta proteínas con un amplio rango de pH, obteniéndose a pH 5 una cantidad elevada de compuestos proteicos en solución. El precipitado obtenido es lavado sucesivamente con agua, etanol y acetona para eliminar los restos de compuestos solubles no proteicos que pudieran quedar en el mismo, obteniéndose un aislado de proteínas que es filtrado y secado, pudiendo ser utilizado directamente en la producción de hidrolizados proteicos.

ANEXOS