Productos derivados de la soja

Presentación del tema: "Productos derivados de la soja"— Transcripción de la presentación:

1 Productos derivados de la soja
Procesos Industriales I 2007 Universidad Nacional de Luján

2 Soja (Glycine max) Familia Fabaceae planta herbácea anual originaria de China gran diversidad morfológica la altura de las plantas varía entre 30 y 150 cm.

3 RAÍZ. Raíz pivotante con abundantes ramificaciones laterales y
RAÍZ. Raíz pivotante con abundantes ramificaciones laterales y un tallo principal también ramificado. HOJAS Sus dos primeras hojas son unifoliadas y las restantes, trifoliadas, de tamaño mediano, forma más o menos oval, largamente pecioladas. FLORES Las flores aparecen dispuestas en racimos axilares. Son pequeñas, y según el genotipo: blancas, rosadas o violetas. FRUTO El fruto es una vaina de 2 a 5 cm de largo. Puede contener entre 1 y 5 semillas. SEMILLA La semilla es redondeada con un diámetro de 5 a mm.

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5 Estructura de la Semilla de soja

6 Composición de aminoácidos de la proteína de soja (harina)
Esenciales Lisina 6,9 Metionina 1,6 Cisteína 1,6 Triptofano 1,3 Treonina 4,3 Isoleucina 5,1 Leucina 7,7 Fenilalanina 5,0 Valina 5,4 No Esenciales Arginina 8,4 Histidina 2,6 Tirosina 3,9 Serina 5,6 Ácido glutámico 21,0 Ácido aspártico 12,0 Glicina 4,5 Alanina 4,5 Prolina 6,3

7 Se destruyen por ph extremos, stes orgánicos y detergentes.
componentes Mediante la extracción de la harinade soja en agua a PH neutro, seguido de ultracentrifugación se obtienen 4 fracciones principales Se destruyen por ph extremos, stes orgánicos y detergentes.

8 Características de sus componentes: lípidos
Principalmente triglicéridos y fosfolípidos. El aceite de soja pertenece al grupo de aceites del ácido linolénico junto con el de lino y el de cáñamo. Además, tiende a modificar su sabor: “reversión”. Sabor a “pasto”, “pescado” o “pintura”. Principal precursor: ácido linolénico. También es “secante” (polimerización mediante reacciones de condensación).

9 Características de sus componentes: hidratos de carbono
Fracciones solubles e insolubles en agua. Hidratos de carbono solubles: sacarosa, rafinosa, estaquiosa y verbascosa (trazas). Hidratos de carbono insolubles: galactomanano, hemicelulosas y probablemente lignina. Sustancias pécticas.

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11 Características de sus componentes: flavonoides.
Isoflavonas: si bien se las considera fitoestrógenos se podrían clasificar con mayor precisión como SERM (moduladores selectivos de receptores de estrógeno)

12 Efectos favorables en la salud
Distintos estudios sugieren que el consumo frecuente de soja: Reduce el riesgo de ECV (enfermedades cardiovasculares). Reduce del riesgo de cáncer de mama (cuando se consume en etapas tempranas de la vida) y próstata. Reduce el riesgo de osteoporosis. Atenúa de síntomas menopáusicos. Tiene efectos protectores sobre el riñón, en particular en individuos diabéticos.

13 AGENTES ANTINUTRICIONALES
Inhibidores de la tripsina (IT). Otras sustancias biológicamente activas: ácido fítico, hemaglutininas, saponinas, isoflavonas. La actividad IT se puede eliminar calentando a 100°C durante 15 minutos E 7 y 10 Defensa contra insectos y bacterias Control de hidrólisis de proteína durante almacenamiento y germinación It de bowman birk termoestable Fitina (derivado hexafosfórico del inositol) calcio magnesio Hemaglutinina (glucoproteínas) agrupamiento de glóbulos rojos (posible inactivación por pepsina estomacal) Saponinas (glucósidos de alcoholes triterpenoides) inhibición inespecífica de enzimas no se absorberían Compuestos fenólicos actividad estrogénica.

14 Inhibidores trípsicos Reducción de la actividad quimo-tripsina
FACTORES ANTINUTRICIONALES PRINCIPALES EFECTOS “IN VIVO” Inhibidores trípsicos Reducción de la actividad quimo-tripsina Hipertrofia pancreática Aumento de la secreción de enzimas pancreáticas Lectinas Daño mucosa intestinal Respuesta inmunológica Aumento pérdidas proteína endógena Oligosacáridos Fermentación en el colon causante de flatulencia y diarreas Proteínas antigénicas Interferencia con absorción intestinal, respuesta inmunológica

15 Posible actividad estrogénica
FACTORES ANTINUTRICIONALES PRINCIPALES EFECTOS “IN VIVO” Fitatos Forman complejos insolubles con calcio y zinc inasimilables desde el punto de vista nutricional Saponinas Inhibición de enzimas Fitoestrógenos Posible actividad estrogénica

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17 Fosfolípidos Fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilinositol. Emulsionantes. Comercialmente se los denomina como “lecitina” (mezcla de fosfolípidos), se distinguen de la lecitina que es el éster de la colina. Insolubles en acetona.

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19 Antecedentes de la industria sojera
China: país de origen. Manuscritos de Tzar Gan mu (2838 AC). De allí se extendió a Manchuria, Japón, Corea e India. Europa: en 1901 llega el primer barco a Londres transportando soja. Estos primeros embarques fueron a sustituir la semilla de algodón en la industria jabonera. Estados Unidos: el cultivo de soja es fuertemente impulsado por Henry Ford.

20 Antecedentes de la industria sojera
Desde 1940 hasta la fecha la producción comercial asume un desarrollo notable, al punto de constituirse en una de las principales materias primas para aceites y harinas, considerado el consumo conjunto mundial.

21 Mercado Internacional
La soja es el cultivo oleaginoso de mayor importancia mundial. Estados Unidos, Brasil y la Argentina son los principales productores. Parte de la producción de la semilla se comercializa para su molturación en otros países. China es el principal demandante a nivel mundial. El aceite de soja es el de mayor producción mundial Fuente: Ing. Daniel Franco (SAGPyA)

22 La soja en la Argentina (antecedentes)
Bolsa de Cereales. En 1925, primeras publicaciones sobre la soja. Primeros ensayos. Estación experimental de Pergamino (1956). Estación experimental de Salta (1961). Primera exportación: 6000 t a Alemania (1960).

23 La soja en la Argentina (antecedentes)
Década del´60: arraigo del cultivo. Década del´70: despegue de la producción. Década del ´90: desarrollo de complejo agroindustrial oleaginoso.

24 Producción Nacional La soja ha modificado profundamente la estructura de la producción agropecuaria de la Argentina: La expansión del cultivo reemplazó a otros tradicionales. Numerosos productores ganaderos y lecheros abandonaron su actividad para dedicarse al cultivo de soja. Fuente: Ing. Daniel Franco SAGPyA

25 Producción Nacional La semilla transgénica tuvo amplia aceptación entre los productores. Casi la totalidad de la superficie sembrada corresponde a la semilla genéticamente modificada. En la producción primaria se verifica una marcada atomización, a medida que se avanza en los procesos de industrialización y exportación la actividad muestra una concentración creciente. Fuente: Ing. Daniel Franco SAGPyA

26 Indicadores sector sojero
INDICADORES DEL SECTOR SOJERO 2003/2004 • Producción Mundial: La Producción Total mundial de soja es de 190 millones ton, ocupando una superficie total de 86.3millones ha. • Producción MERCOSUR La producción del MERCOSUR es de millones ton, lo que representa el 46.40% del total mundial. Hacia dentro del Mercado Común, 49.7 millones de toneladas se producen en Brasil; 32 millones de toneladas en Argentina; 4 millones en Paraguay (50% transgénicos); 1.95 millones en Bolivia y 0.52 millones en Uruguay. • Producción USA: La Producción total de Estados Unidos es de 65.8 millones ton, lo que representa el 34.66% del total mundial, en una superficie de 29.7 millones ha, con un rendimiento promedio de 23 qq/ha.

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29 PRODUCCIÓN 2006/2007: 47,5 MILLONES DE TONELADAS

30 Producción por provincia (sagpya)

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32 Razones del aumento de la superficie sembrada
Adaptación a amplio rango de ambientes Gran rentabilidad relativa Simplificación de la producción del cultivo (siembra directa, cultivares tolerantes a glifosato).

33 Razones del aumento de la superficie sembrada
Crecimiento de la demanda internacional. “Transición dietética”: A medida que se incrementa el ingreso per capita de una sociedad, sube el consumo de proteínas animales. Existe una relación positiva entre PBI per capita y consumo de aceite vegetal. Fuente: Clarín Rural (ed. especial) 15/09/07

34 Esquema de mecanismo de la tolerancia al glifosato en la soja GM
EPSPS Azúcares + fosfoenolpiruvato Compuestos aromáticos GLIFOSATO CP4 EPSPS

35 ogm

36 ARGENBIO

37 OGMs: proceso de aprobación

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39 Información nutricional
Base de Datos Internacional del ILSI:

40 Aplicaciones de la soja en la tecnología alimentaria Derivados más utilizados en la alimentación humana

41 SEMOLÍN DE SOJA CON GRASA TOTAL HARINA DE SOJA CON GRASA TOTAL
Astillas Cáscaras Calentamiento Tratamiento con vapor Molido Tostado ALIMENTACIÓN ANIMAL Enfriamiento ESCAMAS DE SOJA DESGRASADAS MOLIDO Molido HARINA DE SOJA DESGRASADA Eliminación de goma Gomas SEMOLÍN DE SOJA CON GRASA TOTAL Agua Extracción LECITINA HARINA DE SOJA CON GRASA TOTAL Hidrogenación Extrusión CONCENTRADO AISLADO TSP Desodorización Desodorización Winteriización ACEITE PARA FRITURAS MARGARINAS ACEITE PARA ENSALADA

42 Separador magnético, tamices
12% de humedad Separador magnético, tamices Rodillos corrugados aspiración 11% humedad 63-74°C Rodillos Hexano, 50°C OBTENCIÓN DE ACEITE OBTENCIÓN DE HARINA

43 HARINA DE SOJA DESGRASADA
OBTENCIÓN DE HARINA DESGRASADA Y/O LECITINADA Tostador eliminador de solvente ESCAMAS DE SOJA DESGRASADAS MOLIDO GRUESO FINO SEMOLÍN DE SOJA DESGRASADO HARINA DE SOJA DESGRASADA Lecitina y/o aceite MEZCLADO HARINA DE SOJA LECITINADA Y/O DE BAJO CONTENIDO GRASO

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45 OBTENCIÓN DE ACEITE filtración Evaporación, inyección de vapor
micela Evaporación, inyección de vapor Eliminación solvente Agua caliente centrifugación Secado al vacío 30% aceite 70% fosfolípidos LECITINA Desgomado NaOH,Na2CO3 combinación 60-70°C Formación de jabones Se eliminan saponificables (ácidos grasos libres) Mejora color Estabilidad del sabor Bentonita carbón activado °C Estabilización desde el punto de vista oxidativo Grasas semiblandas °C 0,5 –3 atm Hidrogenación Gomas 25% de humedad Secado al vacío °C Hidrolizados parciales para aumentar dispersabilidad en agua Lecitina se puede blanquear con agua oxigenada antes del secado. 260°C Vacío (1-3 mm de Hg) Últimas etapas: ácido cítrico o fosfórico Luego, antioxidante Desodorización Lentamente a 13°C durante 12 hs Enfriamiento adicional: 5°C en 18 hs 5°C durante 12 hs ACEITE PARA FRITURAS MARGARINAS Cristalización triglicéridos de alto punto de fusión ACEITE PARA ENSALADA

46 Ag aceite de soja (ácido linolénico)

47 PRODUCCIÓN MUNDIAL DE ACEITES VEGETALES PARTICIPACIÓN
Fuente: SAGPyA

48 Produccion aceite de soja
Producción mundial de aceite de soja Produccion aceite de soja . 1999/00 2000/01 2001/02 2002/03 * 2003/04 ** Total Mundial (miles de ton) 24.640 26.750 28.870 30.490 32.010 Estados Unidos 8.090 8.360 8.570 7.430 Brasil 4.030 4.320 4.710 5.250 6.040 Argentina 3.120 3.190 3.850 4.390 4.740 China 2.480 3.240 3.580 4.730 5.300 Unión Europea 2.510 2.980 3.110 2.810 * Datos preliminares ** Datos estimados Fuente: Dirección de Industria Alimentaria sobre la base de datos del USDA y la SAGPyA

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50 DATOS REFERENTES A LA ARGENTINA

51 Industria aceitera en la Argentina
El proceso de reconversión agroexportadora comenzó en la década del 80, con la consolidación del cultivo de soja. Primer etapa: extracción con solvente reemplaza en parte a la prensa. Años 80: inversiones para generar nuevas instalaciones o expandir las ya existentes para un nivel mínimo de elaboración de 1500 toneladas de grano por día y ubicarse cerca de las vías de salida al exterior, contando en general con puertos de embarque propio.

52 Industria aceitera en la Argentina
En los 90: megafábricas con una capacidad de molienda superior a las 3000 toneladas por día. Dreyfus (Gral. Lagos): 12000t/día. La más grande del mundo. Inversiones proyectadas para los años : construcción de nuevas plantas y ampliaciones de las ya existentes.

53 (90% de proteínas) Producto: 90% proteínas
aislado (90% de proteínas) Solubilización proteínas (85%), azúcares, sales. NaOH, OH PH = 9 15-20 minutos 40-50°C Centrifugación (fibras) HCl, pH = 4,6 Separación de azúcares y cenizas Solubilización de antitripsina (70%) Centrifugación Lavado NaOH hasta PH = 7 Centrifugación Sustitución de caseína en la industria láctea Concentrado proteico Solubilización de azúcares y sales añadiendo agua y ajustando a PH = 4,5 Secador spray Secador spray 30% de antitripsina Producto: 90% proteínas

54 CONCENTRADO DE SOJA (70% DE PROTEÍNAS)
Escamas de soja desgrasadas Azúcares, cenizas, componentes menores, etc. Remoción de hidratos de carbono solubles Insoluble Secado Concentrado de proteínas de soja

55 Métodos para elaborar concentrados de soja
Lavado isoeléctrico: el carbohidrato es lixiviado de la proteína con una solución acuosa a un pH aproximado de 4,3 donde la proteína tiene su mínima solubilidad. Lixiviado: con solución acuosa de alcohol al 60-70%. En estas condiciones las proteínas son insolubles mientras que los carbohidratos son solubles. Calor: desnaturalización de la proteína hasta insolubilizarla seguida por una lixiviación con agua para remover los carbohidratos.

56 PROTEÍNAS DE SOJA TEXTURIZADAS: PREPARACIÓN DE ALIMENTOS PARA MASCOTAS SIMULANDO CARNE ALIMENTOS PARA CONSUMO HUMANO Las TSPs son harinas desgrasadas o concentrados de proteínas mecánicamente procesados por extrusores para obtener una textura elástica y masticable similar a la de la carne cuando se rehidratan y se cocinan.

57 Extrusión Las proteínas se “desenredan”.
La masa pasa por una zona de flujo ininterrumpido y las proteínas se alinean. El agua permanece en estado líquido a elevadas presiones. Cuando el producto sale por el agujero de la matriz el agua se evapora instantáneamente, ya que el producto sufre un brusco cambio de presión. Se produce la expansión.

58 Extrusión Se humedece la harina o concentrado hasta alcanzar 18-22% de humedad. Se pasar estos productos humedecidos a través de los agujeros de una matriz a presión por medio de un tornillo sinfín que gira a cierta velocidad. La temperatura va aumentando.

59 extrusión ALIMENTACIÓN CILINDRO DE MEZCLADO SALIDA HARINA DESGRASADA
O CONCENTRADO + AGUA

60 Cualidades funcionales de las proteínas
Influyen en los componentes de un alimento, pero no desde el punto de vista nutricional, sino sobre las características sensoriales y el comportamiento que puedan tener durante su preparación o procesamiento. PROPIEDADES DE HIDRATACIÓN PROPIEDADES DEPENDIENTES DE LA INTERACCIÓN PROTEÍNA-PROTEÍNA PROPIEDADES SUPERFICIALES

61 Acidificado pH cerca de pI Alcalinizado pH cerca de pI
INTERACCIÓN ENTRE LAS PROTEÍNAS Y EL AGUA SEGÚN EL PH (PROPIEDADES FUNCIONALES) pH<pI Acidificado pH cerca de pI pH = pI Alcalinizado pH cerca de pI pH>pI viscosidad (soja en salsas) espumas (clara de huevo, crema de leche). emulsificante (salsas) (salsas) precipitación (caseína pH 4.6) espuma (estructura gluten en bizcochuelo) (clara de huevo) (estructura del gluten en mezcla del panqueque) Estructura proteica abierta Estructura proteica cerrada Interacción proteína/agua (las proteínas se despliegan) proteína/proteína (cadenas laterales con carga de igual signo se repelen) Interacción proteína/proteína (la proteína es insoluble)

62 TIPOS DE INTERACCIONES QUE ESTABILIZAN LA ESTRUCTURA PROTEICA

63 INTERACCIÓN ENTRE EL AGUA Y LAS MOLÉCULAS PROTEICAS

64 Propiedades funcionales (gelificación)
Etapas: desnaturalización agregación (interacción proteína- proteína): enlaces cruzados intra e inter moleculares. Formación y agregación del gel: puentes disulfuro Estabilización y ordenamiento: puentes de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas.

65 PROPIEDADES FUNCIONALES
(productos de soja) Propiedad funcional Modo de acción Sistema alimentario Productos de soja Solubilidad Solvatación de la proteína dependiente del PH Bebidas Harinas Concentrados Aislados Hidrolizados Absorción y retención de agua Formación de puentes de hidrógeno con el agua Carnes, salchichas, panes, tortas Viscosidad Espesamiento, Sopas, salsas

66 PROPIEDADES FUNCIONALES
(productos de soja) Propiedad funcional Modo de acción Sistema alimentario Productos de soja Gelificación Formación de una matriz proteica y endurecimiento Carnes Quesos Concentrados Aislados Emulsificación Formación y estabilización de emulsiones o/w Salchichas Sopas Tortas Harinas Absorción de grasa Retención de grasa libre Donas

67 PROPIEDADES FUNCIONALES
(productos de soja) Propiedad funcional Modo de acción Sistema alimentario Productos de soja Formación de espuma Formación de films que atrapan aire Productos batidos Rellenos Hidrolizados Aislados Cohesión-adhesión La proteína actúa como material adhesivo Carnes Salchichas Productos horneados Harinas Concentrados

68 PROPIEDADES FUNCIONALES
(productos de soja) Propiedad funcional Modo de acción Sistema alimentario Productos de soja Elasticidad Enlaces disulfuro en geles deformables Carnes Productos de panadería Harinas Concentrados Aislados Control de color Blanqueado (lipoxigenasa) Panes

69 Desnaturalización por calor
Factores que afectan a las propiedades funcionales de las proteínas de soja Solubilidad Fuerza iónica Desnaturalización por calor