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Aplicación de alternativa de proceso mediante extracción dual para la producción de productos proteicos de expeller de soja: análisis de proteínas, grasas y eficacia del proceso.
(UNER, 2024) Andrín, María Nieves; Accoroni, Cecilia; Torresi, Pablo Antonio; Godoy , Ezequiel; Reinheimer, María Agustina
Este trabajo se basó en la aplicación de un método alternativo de recuperación proteica a partir de expeller de soja mediante un proceso de extracción dual utilizando hexano – solución hidroalcohólica, con el propósito de analizar la influencia del uso simultáneo de ambos solventes en la reducción tanto de aceite residual como de oligosacáridos, y así incrementar el contenido proteico y evaluar diferentes indicadores de proceso.
Desarrollo de procesos sustentables para la obtención de productos proteicos a partir de arveja amarilla y expeller de soja.
(2023) Guraya, María Ángeles; Torresi, Pablo Antonio; Godoy, Ezequiel; Reinheimer, María Agustina; Andrín, María Nieves
Transcripción video de dos minutos. En Argentina existe un gran interés en agregar valor a las cadenas productivas de diversas legumbres y productos derivados, disponibles en la región pampeana y poco industrializados. Por una parte, la arveja amarilla es particularmente atractiva debido a su baja alergenicidad, alto valor nutricional y disponibilidad, por lo que se desarrollan activamente nuevas variedades para su cultivo . Por otra parte, el expeller de soja es un subproducto derivado de la extracción mecánica del aceite de soja, que es el foco de la actividad productiva de pequeños y medianos productores de la región pampeana. En este contexto, el objetivo del proyecto es desarrollar procesos de recuperación de proteínas de legumbres, considerando la sustentabilidad técnica, económica y ambiental de las propuestas generadas, en vistas del agregado de valor en la cadena productiva de la industria alimenticia. Para ello, la metodología propuesta incluyó la definición de etapas convencionales y novedosas necesarias para obtener un producto proteico con las características demandadas por el mercado c,d. Se realizaron 60 corridas experimentales aplicando diferentes pH y relaciones sólido: líquido en la extracción alcalina, y tres acidificantes en la precipitación isoeléctrica (ácido clorhídrico, ácido láctico, y bacterias ácido lácticas). Con los resultados experimentales, se calcularon indicadores que permiten medir la performance técnica, económica y ambiental de las distintas estrategias de procesamiento analizadas, entre ellos los rendimientos de recuperación de proteínas, la productividad y el consumo específico de agua. Mediante análisis estadístico, es posible entonces generar estrategias de diseño y operación que podrán luego ser escaladas en vistas de su adopción como parte de la cadena productiva agroindustrial. En trabajos futuros, se prevé incorporar etapas de fermentación en estado sólido, hidrólisis enzimática y sus combinaciones a los efectos de mejorar las propiedades funcionales de los productos proteicos obtenidos y los indicadores de performance de los procesos propuestos.
Effects of spray drying and lactic acid fermentation on the technological characteristics of yellow and green pea (Pisum sativum L.) Protein products
(Agricultural and Food Science, 2024) Guraya, María Ángeles; Iguti, Antonia Miwa; De Ros Triboli, Edison Paulo; Ribeiro, Eliana Paula; Accoroni, Cecilia; Espósito, María Andrea; Torresi, Pablo Antonio; Reinheimer, María Agustina; Godoy, Ezequiel
This research evaluates a pH-shifting and drying process for producing powdered protein products from yellow and green peas (Pisum sativum L.), aiming to enhance their technological characteristics. In the precipitation stage, lactic acid bacteria (Lactobacillus Plantarum and Lactobacillus Lactis) served as a generally recognized safe precipitant agent. The fine fraction (<150 µm) from yellow and green peas milling acted as an encapsulant/adjuvant agent in the drying stage. Results showed high process productivity (0.41–0.51 kg protein product/kg pea flour) and low specific water consumption (52.58–62.39 kg water/kg protein product) with this approach. Variations in processing parameters affected protein content, yield, and specific water consumption. Significant differences were observed in wetting time, water activity, flowability (Carr index), cohesiveness (Hausner index), density, particle size, and colour of the protein products, depending on the processing alternatives. This flexibility allows tailoring the properties of the powdered protein product for various food technology applications.
Enhancing protein extraction from soybean expeller: exploring the impact of precipitating agents and flour-to-water ratios on functional properties
(2024-07) Andrín, María Nieves; Guraya, María Ángeles; Accoroni, Cecilia; Torresi, Pablo Antonio; Godoy, Ezequiel; Reinheimer, María Agustina
This study investigates sustainable methods for producing protein from soybean expeller via pH-shifting processes, aiming to reduce water usage in alkaline extraction by adjusting solid23 to-liquid ratios per cycle and employing isoelectric precipitants like lactic acid and lactic acid bacteria (Lactiplantibacillus plantarum and Lactococcus Lactis) to enhance functional and antioxidant properties over a wide pH range. Results indicate that the most efficient approach involves three 1:10 (w/v) extraction cycles with lactic acid bacteria as precipitants, demonstrating high productivity and low specific water consumption. Protein content and recovery yield showed no significant differences compared to alternatives with higher water consumption or less eco-friendly precipitants. Despite lower solubility, protein products precipitated with lactic acid bacteria formed stable emulsions, exhibiting superior free radical scavenging activity.
Evaluación de la perfomance de un proceso sustentable de recuperación de proteínas a partir de arvejas amarillas y verdes (Pisum Sativum L.)
(edUTecNe, 2024) Guraya, María de los Ángeles; Iguti, Antonia M.; Triboli, E. P.; Ribeiro, Eliana P.; Accoroni, Cecilia; Espósito, María andrea; Torresi, Pablo Antonio; Reinheimer, María Agustina; Godoy, Ezequiel
Esta investigación se centra en evaluar la performance de un proceso sustentable de recuperación de proteínas por extracción alcalina y precipitación isoeléctrica seguida de secado spray para producir productos proteicos en polvo a partir de arvejas amarillas y verdes (Pisum sativum L.). La etapa de extracción alcalina se llevó a cabo mediante tres ciclos de 15 minutos cada uno usando agua como disolvente a una temperatura de 60 °C. El pH se ajustó a 8,5 con hidróxido de sodio 1N. En cada ciclo de extracción se usó una relación sólido:líquido de 1:10 p/v (peso/volumen). Para la etapa de precipitación hasta pH 4,5, se utilizaron bacterias ácido-lácticas (Lactiplantibacillus Plantarum y Lactococcus Lactis) como agente precipitante generalmente reconocido como seguro (GRAS). En la etapa de secado, se utilizó como agente encapsulante la fracción fina (<150 µm) obtenida de la molienda de arvejas amarillas y verdes para mejorar la sustentabilidad global del proceso mediante la reducción del residuo de la molienda. Se comprobó que el uso de bacterias ácido-lácticas como agente precipitante y de la fracción fina de arvejas amarillas y verdes como agentes encapsulantes dieron lugar a un aumento de la productividad del proceso de recuperación del 30 al 50 % (0,41 a 0,51 kg de producto proteico/kg de harina de arvejas), con un bajo consumo específico de agua (52,58-62,39 kg de agua/kg de producto), siendo este un 50 % inferior que cuando no se usó la fracción fina. Asimismo, cuando el producto no se encapsuló en la etapa de secado, se observó menor contenido de proteínas en el producto final y rendimiento del proceso de recuperación, así como un mayor consumo específico de agua. De esta forma, la combinación de un agente precipitante GRAS y un coadyuvante mejora la productividad y sustentabilidad del proceso de recuperación.
Evaluación de la performance del proceso de obtención de productos proteícos a partir de arvejas amarillas.
(Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios, 2023) Guraya, María Ángeles; Torresi, Pablo Antonio; Reinheimer, María Agustina; Godoy, Ezequiel
El objetivo del presente trabajo fue generar y evaluar un diseño de experimentos para analizar el impacto de diversas variables del proceso de extracción alcalina y precipitación isoeléctrica, a los fines de obtener un producto proteico de valor comercial del tipo de concentrado o aislado proteico a partir de arvejas amarillas. La producción de concentrados o aislados de proteínas de legumbres es de creciente interés para la industria alimentaria, debido a su capacidad para mejorar la calidad nutricional y las propiedades funcionales de los productos alimenticios en que se incluyen. En contraposición, el consumo de proteína de arvejas es limitado por su baja solubilidad y su perfil sensorial poco aceptado (olores y sabores desagradables). En Argentina, se producen y consumen mayoritariamente variedades de arvejas verdes, mientras que se desarrollan otras alternativas en búsqueda de características específicas que se adapten a las condiciones de siembra de la región. En particular, se utiliza en este trabajo una nueva variedad de arvejas amarillas en etapa pre-comercial desarrollada por el INTA EEA Oliveros y FCA-UNR. Experimentalmente, la etapa de extracción alcalina se realizó utilizando un sistema batch con agitación utilizando agua como solvente a un pH de 8,5 y una temperatura de 60 ºC, mediante 3 ciclos con diversas combinaciones de relación sólido-líquido entre 1:10 y 1:20 a los fines de evaluar el impacto en el consumo específico de agua del proceso. La etapa de precipitación isoeléctrica se realizó alternativamente mediante acidificación con ácido clorhídrico, ácido láctico o bacterias ácido lácticas hasta un pH de 4,5 a una temperatura de 20 ºC, considerando que la utilización de dichos agentes precipitantes alternativos podrían mejorar las propiedades funcionales de los productos obtenidos. Se realizaron 15 corridas experimentales por duplicado, determinando el contenido proteico de los productos obtenidos mediante Kjeldahl, y luego computándose los rendimientos de recuperación de proteínas, la productividad y el consumo específico de agua a los fines de evaluar la performance técnica, económica y ambiental de las distintas estrategias de procesamiento analizadas. Mediante el análisis estadístico de los resultados obtenidos, se determinó que el ácido láctico y las bacterias ácido lácticas resultan en alternativas adecuadas al ácido clorhídrico comúnmente usado, a la vez que son aptas para uso en la industria alimentaria, con valores medios entre 55-70 % de rendimiento y 0,24-0,31 kg de producto/kg de materia prima de productividad. Adicionalmente, resultó posible proponer un proceso de extracción alcalina que tienda a minimizar el consumo específico de agua como solvente en el proceso, con valores medios alrededor de 113 l de agua/kg de producto proteico. De esta forma, se establecieron condiciones de procesamiento de referencia, a partir de las cuales se evaluará la performance de diversas alternativas propuestas para la mejora del proceso de obtención de productos proteicos a partir de arvejas amarillas, tales como fermentación en estado sólido, hidrólisis enzimática y sus combinaciones, con el objetivo de desarrollar procesos más sustentables.
Evaluación de las propiedades funcionales a diferentes ph de productos proteícos de expeller de soja obtenidos mediante diferentes agentes precipitantes.
(edUTecNe, 2024) Andrín, María Nieves; Guraya, María de los Ángeles; Accoroni, Cecilia; Torresi, Pablo Antonio; Godoy, Ezequiel
Esta investigación tiene como objetivo evaluar el comportamiento a diferentes pH de propiedades funcionales de productos proteicos obtenidos a partir de expeller de soja. La recuperación de proteínas fue realizada por extracción alcalina y precipitación isoeléctrica. La etapa de extracción alcalina se llevó a cabo mediante tres ciclos de 15 minutos cada uno usando agua como disolvente a una temperatura de 60 °C. El pH se ajustó a 8,5 con hidróxido de sodio 1N. En cada ciclo de extracción se usó una relación sólido:líquido de 1:10 p/v (peso/volumen). Para la etapa de precipitación hasta pH 4,5, se utilizaron tres alternativas, ácido clorhídrico (HCL), ácido láctico (LA) y bacterias ácido lácticas (Lactobacillus Plantarum y Lactobacillus Lactis) combinadas con ácido láctico (LAB). Los productos fueron secados en secadero spray previa neutralización con agua e hidróxido de sodio. Para los tres productos proteicos obtenidos, HCL, LA y LAB, se evaluaron la capacidad de retención de agua (WHC), capacidad de retención de aceite (OHC), capacidad emulsionante (EC), estabilidad de la emulsión (ES), capacidad espumante (FC) y estabilidad de la espuma (EF) a 30 y 60 minutos, a valores de pH de 2, 4,5, 7, 9,5 y 12. Por su parte, la solubilidad de los productos proteicos fue determinada a un pH de 7. Se comprobó que aquellos productos proteicos obtenidos por precipitación isoeléctrica con BAL formaron emulsiones estables en todos los valores de pH, incluso en el punto isoeléctrico. La solubilidad a pH 7 fue del 42,08 ± 0,00 %, mientras que la capacidad de retención de agua, la capacidad de retención de aceite, la capacidad espumante y la estabilidad de la espuma se mantuvieron constantes en las variantes probadas. Estos atributos funcionales mejorados posicionan a las bacterias lácticas como una alternativa sostenible a los ácidos inorgánicos como agentes precipitantes.
Impacto de la fermentación en estado sólido con Aspergillus niger en el contenido proteico de arvejas amarillas (Pisum Sativum L.)
(UNER, 2024) Guraya, María de los Ángeles; Batres, Rocío; Torresi, Pablo Antonio; Reinheimer, María Agustina; Godoy, Ezequiel
Esta investigación se centró en evaluar el impacto de un proceso de fermentación en estado sólido (FES) con Aspergillus niger sobre la concentración proteica de harina de arveja amarilla. El proceso de FES se llevó a cabo en un biorreactor de columna estéril.
Implementación de alternativas de proceso en la etapa de extracción alcalina para la producción de productos proteícos a partir de explellerde soja.
(Asociación Argentina de Tecnólogos Alimentarios, 2023) Andrín, María Nieves; Torresi, Pablo Antonio; Godoy, Ezequiel; Reinheimer, María Agustina
Este trabajo propone el aprovechamiento y revalorización del expeller de soja, subproducto obtenido de la extracción de aceite de soja por el proceso de extrusado y prensado, recuperando su fracción de proteínas para obtener un producto proteico apto para consumo humano, en vistas de la evaluación de sus propiedades funcionales y nutricionales. El proceso convencional de extracción proteica para la producción de aislados en harina desgrasada de soja consiste de una etapa de extracción alcalina con 2 ciclos consecutivos mediante la mezcla de la matriz con agua como solvente, con una relación sólido:líquido de 1:10, donde la temperatura se fija y mantiene a 60° C mediante un baño de agua, el pH de la mezcla se ajusta a 8,5 utilizando una solución de NaOH 0,1 N; y la etapa de precipitación isoeléctrica se realiza mediante acidificación con solución de HCl 1 N de grado alimenticio hasta un pH de 4,5 a una temperatura de 20 ºC. Dichas condiciones se deben adaptar para utilizar expeller como materia prima, teniendo en cuenta que el mismo tiene un menor contenido proteico con menor solubilidad y mayor contenido lipídico. Considerando dicho contexto, se realizaron aquí 12 corridas experimentales, donde se utilizaron 3 ciclos de extracción consecutivos con diversas combinaciones de relación sólido-líquido de 1:10 y 1:20 en la etapa de extracción alcalina, ajustando el pH de extracción alternadamente a 8,5 y 10, mientras que los valores del resto de las variables operativas se mantuvieron en los valores reportados en la bibliografía. La adición de un tercer ciclo de extracción, la variación de la relación sólido:líquido y el pH en la extracción proponen analizar la posibilidad de maximizar los rendimientos de extracción de proteínas desde la matriz del expeller, y a su vez encontrar una combinación de variables de proceso que minimicen el consumo de agua durante la extracción, en vistas a obtener un proceso más sustentable para el agregado de valor a este subproducto. Mediante el análisis estadístico de los resultados experimentales, se determinó que las condiciones más favorables para la etapa de extracción alcalina de proteínas a partir de expeller implican la utilización de 3 ciclos de extracción, con una relación sólido-líquido de 1:10 y un pH de 8,5, obteniéndose valores medios aproximados de 67 % de contenido proteico, 32 % de rendimiento de recuperación, y 0,2 kg de producto proteico/kg de materia prima de productividad, con un consumo específico de agua de 157 l de agua/kg de producto proteico. La continuación de las experiencias en búsqueda de la mejora del proceso de recuperación proteica a partir de expeller implicará la implementación de extracciones duales, utilizando una mezcla de hexano y etanol acuoso, y la consecuente evaluación de las propiedades nutricionales y funcionales de los productos obtenidos.
Influencia de la fermentación en estado sólido con Aspergillus Niger sobre las propiedades funcionales de productos proteícos de arveja amarilla.
(2025) Guraya , María de los ángeles; Accoroni, Cecilia; Espósito, María Andrea; Torresi, Pablo Antonio; Reinheimer, María Agustina
Las propiedades funcionales de las proteínas vegetales son determinantes en su aplicabilidad en la industria alimentaria. La arveja amarilla (Pisum sativum L.) se ha consolidado como una fuente proteica relevante debido a sus características nutricionales y baja alergenicidad. Sin embargo, sus propiedades funcionales pueden verse limitadas por su estructura proteica y la presencia de carbohidratos...
Protein recovery from yellow peas (Pisum sativum L.) for enhanced processing sustainability and functional properties.
(2024) Guraya, María Ángeles; Andrín, María Nieves; Batres, Rocío; Torresi, Pablo Antonio; Godoy, Ezequiel; Reinheimer, María Agustina
This research focuses on sustainable protein recovery methods from a new yellow pea variety by examining alternative pH-shifting processes. The study focuses on reducing water consumption during alkaline extraction by adjusting solid-liquid ratios, and evaluating the impact of various isoelectric precipitants, including lactic acid and lactic acid bacteria (Lactobacillus plantarum and Lactobacillus lactis), on the functional and antioxidant properties of products across a wide range of pH values. It was here found that the process alternative with three 1:10 (w/v) extraction cycles and lactic acid bacteria as precipitant agent achieved high process productivity (0.36 kg protein product/kg pea flour) and low specific water consumption (94.9 kg water/kg protein product). No significant differences were observed in protein content and yield when compared to other flour-water ratios with higher water consumption or less eco-friendly precipitants. Products precipitated with lactic acid bacteria formed stable emulsions even at the isoelectric point, exhibited superior free radical scavenging activity, although solubility and water holding capacity were lower, and no differences were noted in oil holding capacity, foaming capacity, and foam stability.

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