TECNOLOGÍAS DE PROCESAMIENTOS DE SUBPRODUCTOS DE SOJA INTRODUCCIÓN ACCORONI, C. AER INTA Totoras accoroni.cecilia@inta.gob.ar El cultivo de soja ha estado relacionado históricamente con la extracción industrial de aceite. El método de extracción de aceite más difundido y adoptado por empresas de gran capacidad de procesamiento, es el método de extracción con solvente dada su alta eficiencia. Sin embargo, en la última década se ha implementado el método físico de extrusado y prensado de soja, el cual es menos eficiente en rendimiento que el anterior pero adaptable a pequeñas escalas productivas. Los principales subproductos obtenidos son: flakes y harinas (extracción con solvente), y expeller (extracción física). Este último, posee un contenido lipídico superior y, por ende, su contenido proteico es inferior que las harinas obtenidas por extracción por solvente. En las últimas décadas, los avances tecnológicos en la extracción de aceite han permitido la producción de harinas de soja de alta calidad nutricional con una solubilidad óptima para la producción de concentrados, aislados y productos texturizados de soja. Desde entonces, se ha generado un gran desarrollo científico y tecnológico para el aprovechamiento integral de las proteínas. Estas proteínas vegetales poseen propiedades nutritivas que representan una alternativa muy importante para suplir la deficiencia existente de proteínas de origen animal, como las de la leche, la carne y el huevo (Baudi Dergal, 2013). La cadena de agregado de valor de la soja presenta un elevado número de productos que podrían utilizar dichas harinas como materia prima. Estos productos obtenidos a partir de la extracción y concentración de las proteínas de la harina de soja, además de incrementar el valor añadido de este subproducto, según Sunley (1995), brindan las siguientes ventajas: proveen una fuente de proteína más concentrada deseable para mejorar los requerimientos proteicos, mejoran las propiedades funcionales de las proteínas, ofreciendo aplicaciones en otros productos alimenticios, además, de aquellos vinculados a una fuente proteica para propósitos nutricionales, reducen las propiedades menos deseables de la fuente proteica (ej. factores antinutricionales y características de flavor indeseadas) al ser sometidos a procesos de concentración, aislación y texturización. PRINCIPALES PRODUCTOS PROTEICOS DE LA SOJA Harinas Las harinas de soja se clasifican en función de su contenido lipídico en harinas sin desgrasar, desgrasadas y reengrasadas. En el caso de las harinas de soja desgrasadas son preparadas mediante la molienda de la torta de soja obtenida de la
extracción del aceite, alcanzando un contenido final de proteínas de 46 % conocidas como harinas High-pro (Deak et al., 2008; FAO, 1992). Concentrados Los concentrados proteicos de soja son productos elaborados a partir de harinas desgrasadas y contienen como mínimo entre 65 y 70 % de proteínas. La legislación internacional basada en el CODEX considera que el porcentaje proteico mínimo debe ser del 65 %, mientras el Código Alimenticio Argentino y FAO proponen el 70 %. En su procesamiento se remueve la fracción de componentes solubles en agua o alcohol, especialmente los azucares promotores de flatulencias y compuestos con flavors fuertes. Los tres métodos básicos para la remoción de carbohidratos son: lixiviación ácida (ph isoeléctrico 4,5), extracción con etanol acuoso (60-80 %) y lixiviación con vapor. De todos ellos, la extracción con alcohol acuoso es el proceso más común (Deak et al., 2008; FAO, 1992; Liu, 1997). Aislados La legislación nacional e internacional define a los aislados proteicos como productos con las concentraciones más altas de proteína, alcanzando un 90 %. Estos productos son obtenidos por solubilización selectiva de la proteína (ej. extracción alcalina), seguida de purificación del extracto y concentración de la proteína mediante precipitación isoeléctrica, ultrafiltración o gelificación. El método ampliamente difundido es el de precipitación por acidificación hasta el punto isoeléctrico. Estos productos son los productos proteicos de soja más refinados y se adicionan a los sistemas alimenticios por sus propiedades funcionales específicas, principalmente, como emulsificadores o formadores de espuma (Remondetto, González & Añón, 2002). Uno de los subproductos del proceso de aislación de proteínas, formado por el residuo insoluble, es también comercializado por su notable capacidad de absorción de agua y como fuente de fibra dietaría (FAO, 1992; Liu, 1997). Productos proteicos de soja texturizados Las proteínas de soja texturizada o proteínas vegetal texturizada son producidas, generalmente, por el método de extrusión termoplástica. En dicho proceso, se somete a las harinas de soja desgrasada o a los concentrados, con un contenido de humedad específico, a fuerzas de cizalla (fuerza de corte) y temperaturas altas en un extrusor, obteniendo un producto con una estructura laminar característica. Después de la hidratación, este producto presenta una textura gomosa y elástica parecida a la carne. La proteína de soja texturizada con un alto contenido proteico es producida por extrusión de concentrados proteicos de soja (FAO, 1992; Liu, 1997, Rickert et al., 2004). Fibras hiladas de proteínas de soja Las fibras hiladas de proteína de soja son producidas a partir de la dilución de aislados de soja en una solución alcalina fuerte. Esta solución se deja reposar y, luego, este líquido viscoso es inyectado dentro de un baño ácido, en el cual la proteína precipita en forma de finas fibras, que son estiradas, lavadas y recolectadas. Este producto de soja es utilizado en la manufactura de una variedad de análogos de carne, a los cuales les imparte un aspecto fibroso y masticabilidad similar a la del musculo animal (FAO, 1992; Liu, 1997).
APLICACIONES DE LOS PRODUCTOS PROTEICOS En general, todos los sistemas alimenticios, incluyendo productos cárnicos, lácteos, panaderos, cereales de desayunos, alimentos para bebes, y bebidas, contienen proteínas de soja como un ingrediente, dado que su aplicación permite aumentar el valor proteico del producto final y sus propiedades funcionales (Liu, 1997). En la tabla 1 se detalla la funcionalidad de las proteínas en los productos alimenticios. Tabla 1. Funcionalidad de los productos proteicos en los alimentos Alimento Alimentos cárnicos procesados Sopas cremas y salsas Productos de panadería Bebidas Productos lácteos Sustituto de huevos Productos de confitería Funcionalidad Emulsificación, retención de agua, gelificación, texturización, dispersabilidad Viscosidad, emulsificación, retensión de humedad, blaqueamiento Formación de película, textura, gelificación, retención de agua, formación de espuma, coloración Solubilidad, viscosidad, estabilidad térmica Emulsificación, viscosidad, formación de espuma, gelificación, textura Formación de espumas, gelificación Dispersabilidad, emulsificación PROCESOS DE PRODUCCIÓN DE PRDUCTOS PROTEICOS DE SOJA En principio, se realizo un análisis del panorama mundial de solicitudes de patentes tecnológicas para los productos concentrado y aislado de proteínas de soja que tiene como principal objetivo conocer quiénes son los países líderes del sector, ver la evolución del desarrollo tecnológico y, a su vez, poder detectar posibles tecnologías emergentes. La Figura 1 presenta los principales países solicitantes de patentes para procesos y productos de concentrados y aislados de proteínas de soja, donde Estados Unidos lidera el sector de ambos productos en cuanto a la protección de los procesos y productos para su país, seguidos por los tratados PCT (Tratado de Cooperación en materia de Patentes), que consiste en una protección internacional para las invenciones en 148 países y en tercer lugar se encuentra Canadá. Para concentrados de proteínas de soja se encontraron 3034 solicitudes de patentes a nivel mundial y para aislados de proteínas de soja 2862 solicitudes, en la Figura 2 se muestra la tendencia de patentes. Del análisis se pudo observar que no hay protección de tecnologías para la fabricación de ambos productos en Argentina, por lo que marca que este tipo de productos consumidos en nuestro país son de importación.
Figura 1. Solicitudes de patentes para concentrados y aislados de proteínas de soja en los principales países tecnológicos Figura 2. Tendencia anual de solicitudes de patentes para concentrados y aislados de proteínas de soja Dada la situación importadora de Argentina, se realizó un análisis las posiciones arancelarias que involucran a estos productos mediante el uso de la herramienta NOSIS. A partir de los datos recabados, se determinó que en 2014 en Argentina el total de empresas importadoras de productos proteicos de soja fue de 19; concentrados y aislados, las cuales están relacionadas con la industria cárnica, farmacéutica y de aditivos alimentarios, que reúnen un volumen de importación de 4.438 toneladas de concentrado a un precio promedio de 2.100 dólares/tn y 2.251 toneladas de aislados a 3.700 dólares/tn promedio. En cuanto a la producción de texturizados de soja, los procesos de producción se restringen al uso de extrusores de doble tornillo. Sin embargo, varían las materias
primas a texturizar; harinas, expellers o concentrados. Por el contrario, la situación comercial es exportadora, siendo el volumen total de exportación en el 2014 de 26.000 tn con un valor promedio de 800 dólares/tn. De los principales productos proteicos presentados, vemos que en nuestro país se exportan texturizados de soja y, a pesar que se desconoce la situación de comercialización en el mercado interno, se denota una incipiente producción de concentrados y texturizados de soja. Al analizar dicha situación, se considera que las principales limitaciones de producción de estos productos en Argentina son: bajos contenidos proteicos en los subproductos de extracción de aceite, mercados demandantes de productos poco desarrollados, falta de desarrollo científico-tecnológico adaptado a escalas productivas de pequeña y mediana producción, falta de disponibilidad de equipos alimenticios adaptados a dichas escalas, CONSIDERACIONES FINALES Los subproductos de la molienda de soja, generados por los diversos métodos de extracción de aceite, representan la principal fuente de proteínas del mundo. Sin embargo, la valorización de dichas materias primas es un campo científico-tecnológico relativamente reciente y desarrollado por pocos países. El expeller sigue siendo una materia prima poco estudiada, no obstante, las pocas experiencias de producciones de productos proteicos han alcanzado resultados satisfactorios. Finalmente, se concluye que es un área interesante para desarrollar dado el amplio número de aplicaciones posibles que tienen este tipo de productos y su rentabilidad asociada. REFERENCIAS ANMAT (2010), Código Alimentario Argentino. Capítulo XIX: Harinas, Concentrados, Aislados y derivados proteínicos. Consultado en octubre 2013, http://www.anmat.gov.ar/alimentos/normativas_alimentos_caa.asp Baudi Dergal S (2013), Química de los alimentos (Quinta Edición). México, Editorial Pearson. Deak NA, Johnson LA, Lusas EW, & Rhee KC (2008), "Soy Protein Products, Processing and Utilization", en Soybeans: Chemistry, production, processing and utilization (pp. 661 724). Illinois, Estados Unidos. Editorial AOCS. Endress JG (2001), Soy Protein Products: Characteristics, Nutritional aspects and Utilization. Illinois, Estados Unidos. Editorial AOCS. FAO (1992), Technology of production of edible flours and protein products from soybeans. Consultado en http://www.fao.org/docrep/t0532e/t0532e00.htm IERAL (2011), Una Argentina competitiva, productiva y federal: Cadena de la soja y sus productos derivados, año 17 (Edición No108), Fundación Mediterránea, Córdoba. Londhe SV, Joshi MS, Bhosale AA, & Kale SB (2011), "Isolation of Quality Soy Protein from soya flakes", International Journal of Research in Pharmaceutical and Biomedical Sciences, 2 (3), 1175 1177. Sunley N (1995), Soya Protein Isolate Production by various methods. Tesis de Maestría. Durban, Departamento de Química aplicada, Universidad de Natal.