Extracción de proteínas y polisacáridos a partir de expeler de soja utilizando fluidos subcríticos

RODRÍGUEZ-RUIZ, A; CORDOBA, L.; MUFARI, ROMINA; ROVETTO, LAURA J.; VELEZ, ALEXIS R

Santa Fe

Congreso; X Congreso Argentino de Ingeniería Química (CAIQ 2019); 2019

Universidad Nacional del Litoral

Durante las últimas seis décadas, la soja se ha convertido en uno de los cultivos más importantes del mundo, con un incremento de producción anual continuo. Se estima que aproximadamente el 60% de los alimentos procesados contienen algún ingrediente derivado de la misma. Las semillas de soja presentan el contenido de proteínas más alto de todos los cereales y legumbres. Presentan aproximadamente 40% de proteínas, mientras que otras legumbres presentan entre 20% y 30%, y los cereales, aproximadamente entre 8% y 15%. Las semillas de soja también contienen aproximadamente 20% de aceite, siendo la materia seca restante mayoritariamente carbohidratos (35%) y cenizas (5%). Las proteínas de la soja son utilizadas en varios alimentos tales como productos lácteos, pastas, sopas y una variedad de suplementos nutricionales debido a sus excelentes propiedades funcionales, nutricionales y bioactivas. Los mayores inconvenientes de las técnicas convencionales de extracción de la fracción proteica de esta leguminosa, radica en el uso de solventes orgánicos y ácidos y bases fuertes, resultan laboriosas en la medida en que el proceso no puede ser acelerado, son ambientalmente inseguras, no totalmente automatizadas, demandan grandes cantidades de solventes, unidades extraoperacionales para la remoción de los mismos, y no son muy selectivas. Por otra parte, el agua es un solvente no inflamable, no tóxico, ambientalmente aceptable, fácilmente disponible y de bajo costo. El etanol, por su parte, es un solvente orgánico de baja toxicidad y es menos costoso que otro tipo de solventes orgánicos. Por lo tanto, la aplicación de mezclas de agua y etanol en los procesos de extracción podría contribuir a la producción de extractos sin solventes altamente tóxicos, disminuir el precio de los procesos de extracción y contribuir a la protección ambiental. El principal inconveniente del agua es su alta polaridad y baja selectividad para los componentes de mediana y baja polaridad, lo cual podría superarse mediante un aumento de la presión y de la temperatura. El punto crítico del agua está definido a la presión crítica de 22,1 MPa y temperatura crítica de 374,2 °C; se denomina agua subcrítica a aquella que se encuentra en estado líquido a una temperatura entre los 100°C (punto de ebullición) y los 374°C, bajo condiciones de presurización lo suficientemente altas para que se mantenga en dicho estado de agregación. Estas características hacen del agua un solvente interesante y viable para extracción ya que muchas de sus propiedades químicas y físicas cambian ampliamente cuando se varía la temperatura. La disminución de la constante dieléctrica por ruptura de las asociaciones intermoleculares y el aumento del producto iónico por mayor disociación molecular con la temperatura, le confieren al agua en estas condiciones la capacidad de solubilizar compuestos orgánicos no polares. El agregado de etanol puede modificar además la polaridad del agua pura sin necesidad de operar a temperaturas tan elevadas. El objetivo del presente trabajo es analizar la influencia de diferentes variables en la extracción en condiciones subcríticas de la fracción proteica y de polisacáridos partiendo de expeler de soja.Las variables analizadas fueron: temperatura y concentración de etanol en el solvente. Se utilizaron cinco temperaturas (T) diferentes: 140, 160, 180, 200 y 220 °C; y soluciones hidroalcóholicas de distintas concentraciones de etanol (CE) (0, 25, 50, 75 y 100% m/m). La presión del sistemase mantuvo constante a 70 bar en todo el tiempo de extracción, el caudal se fijó en 5 g/min y el tamaño de partícula era de 500 μm. Utilizando etanol absoluto (CE= 100%) como solvente de extracción se obtiene la mayor solubilidad de proteínas y polisacáridos a una temperatura de 180 ºC, mientras que a mayor temperatura se genera una alto porcentaje degradación de estas moléculas. Por otro lado, cuando se utiliza agua pura como solvente (CE= 0%), la mayor solubilidad de proteínas y polisacáridos sin un alto grado de descomposición de estas moléculas se da a los 140 °C.