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Introducción Las PyMEs en Argentina dedicadas a la extracción de aceite por extrusado-prensado manejan en general diferentes tecnologías, poco estandarizadas, sumando así variabilidad entre muestras tomadas de diferentes plantas (Juan et al., 2015), siendo que el expeller podría mejorar en valor agregado y así alcanzar amplios mercados en la industria de alimentos si sus propiedades funcionales fuesen mejoradas. En este contexto, el presente trabajo expone reales potencialidades en la revalorización del expeller de soja mediante la purificación y recuperación de las proteínas y fibras residuales, constituyéndose en una propuesta novedosa para la obtención de productos de valor agregado, obtenidos a partir de un subproducto de poco valor comercial en el mercado. El equipo de trabajo ha estudiado exhaustivamente en los últimos años los diferentes procesos patentados y/o publicados en la literatura para la elaboración de productos proteicos a partir de harina desgrasada. Consecuentemente, se propone aquí una estrategia para la adecuación de dichos procesos para el procesamiento del expeller, en vistas de lograr la recuperación de proteínas de soja y generación de un producto proteico. Asimismo, se ha trabajo arduamente en la revalorización de residuos del procesamiento de distintas matrices vegetales (Aimaretti et al., 2012, 2016), por lo que se propone aquí la puesta a punto del proceso de recuperación y caracterización de la fibra remanente en el expeller residual.2. Metodología experimental2.1. Proceso de recuperación de nutrientes Las muestras de expeller se procesaron en un molino de cuchillas. Luego, del producto molido, se separó la fracción de interés para la posterior recuperación de nutrientes, representada por el pasante por malla 25 hasta el retenido en malla 100 (D?Emanuele et al., 2017). Como primera etapa del proceso de recuperación, las proteínas se solubilizan para ser separadas del resto de los compuestos no solubles. El proceso de extracción se lleva a cabo en un extractor batch en 2 o 3 ciclos con agitación continua durante 15 minutos dentro de un baño termostático a temperaturas de 55ºC, 60ºC y 65ºC. En este tanque, se coloca el expeller previamente molido y tamizado, y se agregó agua para llevar la relación de extracción sólido-líquido a 1:20 (peso en peso). Antes de cada extracción, se ajusta el pH del medio con solución de hidróxido de sodio hasta un valor de pH 8.5. A pesar de que la mayor parte de las proteínas de la soja son solubles a pH próximos a la neutralidad, es recomendable realizar la extracción a pH alcalino para favorecer el fenómeno de solubilización de las proteínas (Badui Dergal et al., 2006; Endres, 2001). Al utilizarse 2 ciclos de extracción, se observa una cantidad considerable de proteínas solubles remanente en el expeller, por lo que se analizan los beneficios de incluir un tercer ciclo de extracción en el proceso, siendo que esta estrategia fue implementada exitosamente para la recuperación de proteínas a partir de pescado (Reinheimer et al., 2013). Mediante filtrado, el residuo insoluble es separado del extracto obtenido. Luego, se propone aquí su caracterización siendo que es de particular interés su contenido de fibra dietaria, dado que las mismas exhiben una amplia gama de propiedades fisicoquímicas, tales como solubilidad, capacidad de fermentación y viscosidad (Slavin, 2013). La segunda etapa tiene por objeto la concentración y purificación de las proteínas frente a otros compuestos (Vioque et al., 2001). Se utiliza el método tradicional de precipitación isoeléctrica de proteínas, proponiéndose dos temperaturas para llevarlo a cabo, identificadas como baja y alta (correspondiéndose a valores promedio de 0ºC y 20ºC, respectivamente). El pH del extracto se disminuye hasta el punto isoeléctrico de la proteína de alrededor de 4.5 bajo agitación constante y utilizando ácidos clorhídrico y fosfórico como acidulantes. A posteriori, se separa el precipitado de los componentes no solubles remanentes mediante filtración, obteniéndose una crema espesa que, en última instancia, será sometida a un proceso de secado (liofilización o spray). El producto resultante tiene forma de proteinato altamente purificado, de aspecto pulverulento, color crema y de baja densidad.2.2. Determinaciones analíticas Los procedimientos analíticos de la AOAC (2005) fueron utilizados para determinar el contenido de proteína, calculado como nitrógeno x 6.25 (método nro. 954.01), humedad (método nro. 925.10), lípidos (método nro. 920.39), cenizas (método nro. 942.05) y fibra dietaria total (método nro. 985.29). Todas las determinaciones se realizaron al menos por duplicado.2.3. Análisis estadístico Los resultados experimentales fueron procesados mediante análisis de varianza, utilizando los softwares estadísticos Minitab 18 y Statgraphics Plus 3.0.3. Resultados y discusión3.1. Evaluación de la performance del proceso de recuperación de proteínas La performance de esta etapa se evalúa mediante el rendimiento total de recuperación de proteínas Y_T (%) definido como la cantidad total de proteína recuperada mediante el proceso de extracción alcalina- precipitación isoeléctrica, respecto al contenido de proteína del expeller; así como mediante la productividad del proceso de recuperación de proteínas 〖Pr〗_T (kg producto/kg EE) definida como la cantidad de producto obtenido por unidad de expeller procesado. Los resultados del análisis de varianza para el rendimiento total Y_T y la productividad 〖Pr〗_T se presentan en la Tabla 1, donde asimismo se reporta el contenido de proteínas del producto obtenido considerando las diferentes condiciones de procesamiento mencionadas. Al analizar los resultados obtenidos, se observa que la temperatura operativa durante la extracción no ejerce un impacto significativo en la performance global de proceso, medida por el rendimiento de recuperación y la productividad. Como regla general, la temperatura no debería superar los 70ºC de manera de evitar la desnaturalización de las proteínas, por lo que operar a 60ºC representaría una solución de compromiso que permitiría implementar mejores estrategias para el control del proceso. Por su parte, utilizar un tercer ciclo de extracción mejora significativamente el rendimiento de recuperación y la productividad del proceso, debido principalmente a que la adición de un ciclo extra incrementa la cantidad de proteínas recuperadas durante la extracción. Por el contrario, la temperatura de precipitación no afecta significativamente el proceso de recuperación de proteínas, dado que se obtienen valores similares del rendimiento total y de la productividad para valores altos y bajos de dicho parámetro, habiéndose utilizado ácido clorhídrico como acidulante. Usualmente, una temperatura de precipitación menor implica una mayor velocidad de precipitación, pero no se traduce aquí en un aumento en la cantidad de proteínas recuperadas. Consecuentemente, resultaría preferible realizar la etapa de precipitación en el rango de temperaturas altas, ya que se requieren menos tiempo y recursos para el enfriamiento de la solución desde la temperatura de extracción hasta la de precipitación. De manera de evitar los riesgos potenciales asociados al uso de ácido clorhídrico en un producto alimenticio destinado a consumo humano, se determinó que resultaría factible utilizar ácido fosfórico como alternativa, ya que no se hallaron diferencias significativas con los rendimientos obtenidos utilizando ácido clorhídrico bajo iguales condiciones de procesamiento. Respecto del contenido de proteínas del producto C_T, no se observan diferencias significativas en función de las condiciones operativas utilizadas. Aun así, cabe destacar que se han alcanzado valores de la concentración de proteínas de hasta 75-78%, que se traducen en un producto de interés con alto valor agregado.Tabla 1. Performance del proceso de recuperación de proteínas.CondicionesY_T (%)〖Pr〗_T (kg/kg)C_T (%bs)55°C52.53 ± 1.59 (a)0.3062 ± 0.0034 (a)54.03 ± 1.59 (a)60°C46.22 ± 9.30 (a)0.2585 ± 0.0605 (a)62.83 ± 8.73 (a)65°C45.71 ± 7.77 (a)0.2545 ± 0.0476 (a)63.78 ± 10.0 (a)p0.5800.4900.6292 ciclos41.80 ± 7.48 (a)0.2316 ± 0.0412 (a)60.66 ± 6.45 (a)3 ciclos48.92 ± 8.14 (b)0.2764 ± 0.0588 (b)63.72 ± 10.2 (a)p0.0390.0450.528Alta-HCL41.33 ± 9.20 (a)0.2295 ± 0.0437 (a)60.93 ± 4.45 (a)Baja-HCL48.21 ± 8.08 (a)0.2701 ± 0.0582 (a)63.92 ± 10.0 (a)Baja-H3PO447.11 ± 8.01 (a)0.2715 ± 0.0496 (a)54.48 ± 8.01 (a)p0.2430.2890.574Media ± SEM. Letras diferentes en una columna indican diferencias significativas entre las muestras (p < 0.05).3.2. Caracterización del expeller residual Una vez extraídas las proteínas se separa mediante filtración el residuo constituido por la fracción insoluble de los componentes no extraídos. Este fue caracterizado químicamente mediante la determinación de su contenido de cenizas, proteínas, lípidos y fibra dietaria total. En la Tabla 2 se reportan los resultados del análisis de varianza de dichos parámetros, en función de la temperatura operativa y el número de ciclos utilizados en la etapa de extracción. La caracterización del efluente manifestó que el mismo contiene un remanente de proteínas significativamente superior cuando la extracción de proteínas se realizó a 65ºC, siendo en promedio 24% mayor que a 60ºC; observándose un comportamiento similar en el contenido de cenizas, cuyo valor es en promedio 27% superior a 65ºC. Asimismo, se observa un incremento del contenido de fibra dietaria total en el efluente cuando la extracción se realiza a 65ºC, aunque con una certeza levemente superior al nivel de significancia. Respecto al contenido de lípidos, no se observaron diferencias significativas. Al analizar el efluente en función del número de ciclos de extracción, no se observan diferencias significativas en el contenido de proteínas, lípidos y cenizas. No obstante, ocurre lo contrario con el contenido de fibra dietaria total, el cual se incrementa 21% al emplearse un ciclo adicional. Se refuerza así la existencia de soluciones de compromiso, donde la implementación de un tercer ciclo de extracción conlleva a un mayor contenido de fibra y minerales en el efluente sólido del proceso, implicando un potencial de revalorización superior para este flujo residual.Tabla 2. Caracterización del expeller residual efluente del proceso de extracción.CondicionesCenizas (%)Proteína (%)Lípidos (%)FDT (%)60°C4.67 ± 0.88 (a)40.92 ± 4.29 (a)7.46 ± 3.56 (a)55.75 ± 6.91 (a)65°C6.39 ± 2.76 (b)50.76 ± 4.46 (b)6.44 ± 2.84 (a)61.69 ± 8.30 (a)p0.0340.0010.5190.0782 ciclos5.52 ± 1.67 (a)44.39 ± 6.88 (a)7.14 ± 4.34 (a)52.29 ± 2.69 (a)3 ciclos4.94 ± 1.93 (a)43.13 ± 5.82 (a)7.10 ± 2.47 (a)63.05 ± 6.42 (b)p0.4630.6560.9760.011Media ± SEM. Letras diferentes en una columna indican diferencias significativas entre las muestras (p < 0.05).4. Conclusiones En el presente trabajo, se propone una estrategia que permite la revalorización del expeller de soja, mediante un proceso de purificación y recuperación, para así obtener nutrientes que permitan agregar valor a la cadena productiva de la soja. Para ello, se evaluó la performance del proceso propuesto, al utilizarse distintas condiciones operativas en las etapas de extracción alcalina y precipitación isoeléctrica. Asimismo, se realizó la caracterización del efluente residual de la etapa de extracción, a los fines de evaluar su potencial uso dado el alto contenido de fibra dietaria. En todos los casos, se alcanzaron valores aceptables de los indicadores de performance de proceso analizados. En este contexto, el escalamiento e implementación industrial del proceso propuesto permitiría el agregado de valor al expeller y efluentes residuales provenientes de la recuperación de proteínas en pymes de la región pampeana.

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