proceso y aplicaciones soja texturizada (tsp), análogos de ... · proceso y aplicaciones – soja...
TRANSCRIPT
Proceso y aplicaciones – Soja
texturizada (TSP), análogos de la
proteína de carne y torta integral
de soja
Caena, Seminario de extrusión, Buenos Aries, 18 de Septiembre de 2012
Joe Kearns
Wenger Manufacturing, Inc.
Productos
innovadores de soja
extruida
? Fundamentos del procesamiento por extrusión
? Productos de proteína de soja texturizada
? Snacks fortificados con proteína o a base de proteínas
Temas para analizar
Alimentación
Preacondicionamiento
Extrusión
• TSP en trozos Estructura aleatoria similar a la carne
• Estructura análoga a la carne (SMA) Estructura laminada similar a la carne
• Proteínas de soja fibrosa (FSP) Fibras largas similares a las fibras musculares
• Análogos de carne con alto contenido de
humedad (HMMA) La estructura fibrosa/laminada simula la textura y composición de los
músculos cárnicos completos
Productos de proteína de soja texturizada
Proteínas texturizadas
SMA
EN TROZOS
HMMA FSP
TSP en trozos
• La estructura aleatoria similar a la carne de este producto lo convierte en apto
para:
Alargador de carne
Análogo básico de la carne
• En general se seca después de la extrusión, lo que genera un producto con gran
estabilidad de almacenamiento
• La rehidratación del producto está a cargo del procesador del alimento o del
usuario final
• Los productos se suelen saborizar en el paso de la rehidratación
? Formas Trozos: > 6 mm
Triturado: > 2 mm
Copos: > 2 mm
Bastones
Fideos
? Absorción de agua Harina de soja: hasta 2,5 veces
Concentrado de soja: hasta 4,5 veces
TSP en trozos, triturado y en copos
? Harina de soja ? 60 a 70 PDI
? 50 a 55% de proteína
? Concentrado de soja ? Bajo tipo de solubilidad (lavado con alcohol)
? 70% de proteína
? Color caramelo (carnes rojas cocidas)
? Colorantes rojos (carnes curadas)
? Color natural (aves)
Materias primas para la opción en trozos
Proteína de soja texturizada
• Textura similar a la carne
• Tamaño compatible con la carne molida
• Producto con la coloración adecuada
Natural (aves)
Caramelo (carnes rojas cocidas)
Rojo (carnes curadas)
• Absorción de agua
• Absorción de aceite
PROPIEDADES IMPORTANTES
DE LOS ALARGADORES DE CARNE
Para retener los jugos después de la cocción
Efecto de la proteína texturizada en la pérdida de cocción de hamburguesas de carne picada
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 2,6 5,3 8
Agregado de concentrado de soja texturizada (%)
Pé
rdid
a d
e c
occió
n (%
)
Similitudes entre la proteína de soja texturizada hidratada y la carne
40 kg de TSP
con 52% de proteína 60 kg de agua + =
100 kg de producto hidratado
con 21% de proteína
30 kg de TSP
con 70% de proteína 70 kg de agua + =
100 kg de producto hidratado
con 21% de proteína
Este escenario representa una absorción de agua de 2,5 veces
Este escenario representa una absorción de agua de 3,3 veces
Ejemplo de aplicación de la proteína de soja texturizada triturada
100 kg de carne picada
(U$S 300)
70 kg de carne picada
(U$S 210)
12 kg de TSP
(U$S 25)
18 kg de agua
(U$S 0) + +
100 kg de carne alargada
(U$S 235)
IGUAL A
Ejemplo de aplicación de la proteína de soja texturizada triturada
Ingredientes: proteína de soja
texturizada, proteína de suero, aislado de
proteína de soja, aceite de soja, salsa de
soja, condimento vegetariano, rojo allura
AC.
www.hkkamkee.com
Salchicha de proteína de soja vegetariana
Ejemplo de aplicación de los bastones de proteína de soja texturizada
Ingredientes: proteína de soja
texturizada, hongos, proteína de suero,
aceite de soja, especias y condimentos
vegetarianos
www.hkkamkee.com
Carne de soja guisada y saborizada
• Aspecto similar a la carne
• Textura similar a la carne
• Absorción de agua
• Características de la cocción
similares a la carne
PROPIEDADES IMPORTANTES
DE LOS ANÁLOGOS DE CARNE
Estructura análoga a la carne
• La estructura laminada similar a la carne de este producto lo convierte en apto
para:
Platos vegetarianos con carne en cubos
"Guiso de carne" vegetariana
• En general se seca después de la extrusión, lo que genera un producto con gran
estabilidad de almacenamiento
• La rehidratación del producto está a cargo del procesador del alimento o del
usuario final
• Los productos se suelen saborizar en el paso de la rehidratación
• Estructura laminada similar a la
carne
• Tamaño: 6 – 20 mm
• Absorción de agua: hasta 3 veces
• Tiempo de rehidratación 30 minutos en agua hirviendo
Estructura análoga a la carne
? Harina de soja ? 60 a 70 PDI
? 50 a 55% de proteína
? Concentrado de soja ? Bajo tipo de solubilidad (lavado con alcohol)
? 70% de proteína
? El contenido de proteína debe diluirse para evitar la expansión
excesiva
? Gluten de trigo vital ? Vital: retiene la capacidad de moldeado de la masa
? 80% de proteína
? Se usa en combinación con ingredientes de soja en bajas
cantidades
Materias primas de SMA
Similitudes entre análogos de carne estructurada hidratada y la carne
40 kg de SMA
con 52% de proteína 60 kg de agua + =
100 kg de producto hidratado
con 21% de proteína
33 kg de SMA
con 52% de proteína 67 kg de agua + =
100 kg de producto hidratado
con 17% de proteína
Este escenario representa una absorción de agua de 2,5 veces
Este escenario representa una absorción de agua de 3 veces
Proteína de soja fibrosa
• La estructura fibrosa de este producto, similar a la fibra muscular, lo convierte en
apto para:
Carnes vegetarianas reestructuradas
Charqui de carne vegetariana reestructurada
• En general se seca después de la extrusión, lo que genera un producto con gran
estabilidad de almacenamiento
• El producto se rehidrata mediante el procesador de alimentos que elabora el
producto vegetariano reestructurado
• Los productos se saborizan durante el proceso de reestructuración
• El productos es similar a aquellos que utilizan el proceso de hilado de fibras pero mucho más económico
• Tamaño: 6 – 20 mm
• Estructura fibrosa
• Absorción de agua: 3 veces
• Usado para elaborar análogos de carne reestructurada
Proteína de soja fibrosa
? Concentrado de soja ? Alta solubilidad (lavado con ácido/agua)
? 70% de proteína
? Aislado de soja ? Alta solubilidad/alta viscosidad
? 90% de proteína
? Gluten de trigo vital ? Vital: retiene la capacidad de moldeado de la
masa
? 80% de proteína
? Almidón ? Maíz o trigo
Materias primas de FSP
Uso de la proteína de soja fibrosa
Se hidratan
el FSP
Se extraen
las fibras
Se agregan aglutinantes,
aceites, saborizantes, etc.
Se modela y
se cocina al vapor Se congela
Ejemplo de aplicación de la proteína de soja fibrosa
Ingredientes: fibra de soja (FSP), aceite
vegetal, condimento vegetariano puro
(proteína vegetal hidrolizada, azúcar, sal,
polvo de salsa de soja, polvo de
espirulina, condimento natural)
www.hkkamkee.com
Jamón vegetariano
Ejemplo de aplicación de la proteína de soja fibrosa
Ingredientes: fibra de soja (FSP), aceite
vegetal, sal, azúcar, condimento
vegetariano puro, algas marinas.
www.hkkamkee.com
Pescado vegetariano
Ejemplo de aplicación de la proteína de soja fibrosa
Ingredientes: Fibra de soja (FSP),
hidrolizado de proteína de soja, aceite de
soja, sal, condimentos vegetarianos.
www.veggieworld.com
Medio pollo vegetariano
Métodos de cocción:
• Abrir la bolsa y cocinar al vapor
durante unos minutos, cortar en
tajadas y servir
• Asar
• Saltar
• Freír
• Guisar
Análogos de carne con alto contenido de humedad
• La estructura fibrosa y laminada de este producto, similar a la fibra muscular
completa, lo convierte en apto para:
Análogo de la carne vegetariana de músculo completo
• El producto tiene una composición similar a la carne magra puesto que sale de la
extrusora
• En general, se congela después de la extrusión
• Existen limitaciones de capacidad para este proceso
• Tamaño: 12 mm de espesor x 80 mm ancho
• Estructura laminada y fibrosa
• Composición similar a la carne
60-70% de humedad
2-5% de aceite
10-15% de proteína
• Se deben congelar o envasar en bolsa
esterilizable
• Tamaño y forma similar a un corte de carne
• Se pueden saborizar en el proceso de
extrusión
Análogos de carne con alto contenido de humedad
? Concentrado de soja ? Alta solubilidad (lavado con agua)
? 70% de proteína
? Aislado de soja ? Alta solubilidad/alta viscosidad
? 90% de proteína
? Gluten de trigo vital ? Vital: retiene la capacidad de moldeado de
la masa
? 80% de proteína
? Almidón ? Maíz o trigo
? Aceite ? Normalmente aceite vegetal
Materias primas de HMMA
COMPOSICIÓN DE LOS HMMA TÍPICOS
EN COMPARACIÓN CON VARIAS CARNES
HMMA Pechuga Pata Costilla Falda Solomillo
típico de pollo de pollo Lenguado Bagre de cordero de vaca de ternera
% agua 65 75 75 81 80 52 61 68
% proteína 24 23 21 17 16 15 16 21
% grasa 2 1 3 1 3 32 21 10
? Limitaciones del proceso:
? Transferencia de temperatura en la extrusora
? Transferencia de temperatura en la boquilla
? Necesidad de otros equipos especializados distintos
de la extrusora
Análogos de carne con alto contenido de humedad
PROCESO POSTERIOR A LA EXTRUSIÓN PARA HMMA
Corte/modelado
Enfriado
Recubrimiento
Adición de aromatizantes
Adición de colorantes
Congelado
Esterilización
Envasado
• Mayor expansión que las proteínas texturizadas
• Textura más suave
• Saborizantes salados
Productos basados en
tecnologías de proteína texturizada
TROZOS PEQUEÑOS FORMA DE PASTA
• Menor expansión que los cereales expandidos
• Textura más dura
• Saborizantes dulces
Productos basados en
tecnologías de cereal expandido
CROCANTES DE PROTEÍNA FORTIFICADOS CON PROTEÍNA
SNACKS DE MAÍZ
50%
Proteína
Agregar proteína a los snacks amiláceos: • Dificulta el moldeado
60%
Proteína
70%
Proteína
80%
Proteína
Los porotos de soja son importantes
por su valor nutritivo
¿Por qué los porotos de soja
crudos requieren procesado?
Componentes porotos de soja Impacto nutricional
Compuestos biológicos conocidos:
- Inhibidores de la tripsina
(quimotripsina)
- Glicina y β-conglicinina
- Ureasa, lipasa, lipoxigenasa
- Lectinas (fitohemaglutinina)
Inhibidores del crecimiento
Alergenos
Suprime la ingesta de
alimentos
Cataliza reacciones no
deseadas
UGF (factores de crecimiento
desconocidos)
Igual que para "conocidos"
Maximiza la disponibilidad de aceite Baja utilización de energía
Pasa por alto proteína/grasa Rumiantes
Crédito de la imagen de glicina: ASNTO
Impacto del procesamiento de factores
antinutricionales en porotos de soja crudos
Componentes porotos de soja Impacto procesamiento
Compuestos biológicos conocidos:
- Inhibidores de la tripsina
(quimotripsina)
- Glicina y β-conglicinina
- Ureasa, lipasa, lipoxigenasa
- lectinas (fitohemaglutinina)
Termolábil
UGF (factores de crecimiento
desconocidos)
Termolábil
Maximiza la disponibilidad de aceite Calor y cizalla
Pasa por alto proteína/grasa Calor
Variables de procesamiento que impactan
en la mejora del valor nutricional
1) Temperatura
2) Tiempo de retención
3) Humedad
Beneficios del tratamiento con
temperatura optimizada
1) Destruye inhibidores de la proteasa y alergenos
2) Desnaturaliza la proteína de soja que conduce a una
mayor digestibilidad al aumentar la susceptibilidad a
los ataques enzimáticos
3) Produce un sabor suave y agradable al paladar
4) Genera una larga vida de almacenamiento
• "El calor húmedo es más eficaz
• que el calor seco"
Procesamiento térmico eficaz de los
porotos de soja integrales
• "Los porotos de soja integrales se procesan por calor mediante cocción por extrusión
• 1) para eliminar factores no nutricionales y
• 2) para aumentar la disponibilidad del aceite
• 3) a la vez que se preserva la calidad
nutricional de la proteína”.
“Efecto del inhibidor de tripsina sobre el
aumento de peso en pollitos de
0-21 días”*
300
320
340
360
380
400
420
440
460
480
500
0 20 40 60 80 100
TI Destroyed (%)
Weig
ht G
ain
(gra
ms)
* Araba & Dale, 1990b Al menos el 85% de la destrucción necesaria, por encima de la cual, no existe
ningún beneficio nutricional a menos que se preserve la calidad de la proteína (Schumacher).
Relación de los inhibidores de tripsina-ureasa para la extrusión
en seco (<10% de humedad)
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25
Actividad de la ureasa (aumento del pH)
Inh
ibid
or d
e la t
rip
sin
a d
estr
uid
o (
% d
e d
estr
ucció
n)
Relación de los inhibidores de tripsina-ureasa para
la extrusión con bajo contenido de humedad (10-
15% de humedad)
R 2 = 0,9798
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,00 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 2,00 2,25
Actividad de la ureasa (aumento del pH)
Inh
ibid
or d
e la t
rip
sin
a (
% d
e d
estr
ucció
n)
Preacondicionamiento
Guía de calidad nutricional
Grado de
procesamiento
Actividad de la
ureasa
(aumento del
pH)
Actividad de
la ureasa
(prueba de
color)
PDI (índice de
dispersa-
bilidad de la
proteína)
Calidad
nutricional
Crudo 1,90-2,10 Rojo 80-90 No seguro,
mediocre
Poca cocción 0,8-1,5 Rosa 45-80 En el límite de
aceptación
Cocción
moderada
0,05-0,3 Rosa 20-30 Seguro
Cocción
moderada a
elevada
0,05-0,10 Rosa claro 12-30 Seguro
Mucha cocción 0,02-0,05 Ámbar 8-12 Seguro
“Precision Processing of Soybean Meal” por el Dr. J.W. Hayward , publicado con el número del 28 de
abril de 1975 de FEEDSTUFFS, páginas 60-61
Efectos del procesamiento sobre la
energía metabolizable de la soja
integral en pollitos*
* Mezclador agrícola, Wiseman
Proceso EM (MJ/kg de
alimento consumido)
Cocinado al vapor y
extruido
17,88
Cocinado por extrusión en
seco
17,40
Micronizado 17,26
Tostado 15,82
Jet-Sploded 15,47
Efecto del
procesamiento sobre
el rendimiento de las
gallinas ponedoras*
* Waldrop & Hazen
Proceso % de
producción
(huevos/100
gallinas)
Peso huevo
(g)
Ingesta
alimento
(g/día)
Peso del
alimento
(g/huevo)
Extrusión al
vapor
80,14 61,21 98,9 123,5
Tostado en
seco
77,82 62,30 102,7 132,5
Crudo 53,84 58,10 87,0 164,0
Efecto del
procesamiento sobre los
pollos de engorde*
Proceso Aumento de peso en 28
días (g)
FCR (alimento
consumido/aumento
de peso)
Cocinado al
vapor y extruido
549 1,61
Extruido en
seco
501 1,60
Tostado en
seco
542 1,64
*Waldrop & Cotton
Métodos de procesamiento de los
porotos de soja integrales (FFS)
1) Autoclave
2) Tostado
3) Micronizado
4) Extrusión en seco (<10% de humedad)
5) Extrusión con bajo contenido de
humedad (10-15% de humedad)
6) Extrusión en húmedo (15-18% de
humedad)
Extrusión
1) Proceso continuo
2) Poco tiempo/alta
temperatura
3) Control de la humedad,
temperatura y tiempo
de retención del
proceso
Efecto del tamaño de
partícula sobre la
velocidad del proceso*
Tamaño de partícula
de poroto de soja
crudo
Índice de velocidad
Porotos integrales 1,0
4 mm de tamaño
máximo de partícula
1,2
1,5-3 mm de tamaño
de partícula
1,5
*La humedad y la temperatura del poroto de soja también afecta la velocidad
Procesamiento
por extrusión de
los porotos de
soja integrales
1) Extrusión con bajo
contenido de
humedad
2) Extrusión en seco
Costos de procesamiento de
varios sistemas de extrusión
Costos de procesamiento
(U$S/ton)
Extrusión en
seco (<10% de
humedad)
Extrusión con bajo
contenido de
humedad
(10-15% de
humedad)
Energía térmica 0 0,64
Energía mecánica 6,18 2,80
Desgaste 2,68 1,21
Total 8,86 4,65 Supuestos: U$S 0,08/kW suministro eléctrico; U$S 277/kW vapor
Post extrusión
Al salir de la boquilla de la extrusora
Fuera del ingreso a la
extrusora
Cinta transportadora hacia
la prensa
Entrada a la prensa
o a la cámara de refrigeración
Prueba de color posterior a la
extrusión en seco para la actividad de
la ureasa
Nivel de tripsina = 10.300 TIU/g Nivel de tripsina = 7.700 TIU/g
Antes en la prueba de color
Después en la prueba de color
Antes en la prueba de color
Después en la prueba de color
Levemente rosado Color ámbar
Análisis típico del proceso comercial de la soja integral a 4.000 kg/h
(extrusión en seco)
Ubicación de
la muestra
Humedad
(%)
Proteína
(%) Grasa, hidrólisis
ácida (%)*
Actividad ureasa,
aumento del pH
Antes de la
extrusión
8,3 37,9 20,8 2,07
Después de la
extrusión
6,0 39,2 22,5 0,54
Después de la
prensa
4,7 48,0 8,1 0,03
* El análisis de la grasa vía extracto etéreo será 2-3% menor que el
valor indicado