Expeller de soja : acondicionamiento de materia prima, eficiencia de extracción, composición, calidad y almacenabilidad del producto extrusado

Abstract

El expeller de soja es uno de los principales subproductos obtenidos de la extracción de aceite por extrusado-prensado (E-P) del poroto. Su calidad es muy variable y se carece de una norma que sirva de referencia para su comercialización. Se sabe que el proceso de E-P y la calidad de la materia prima son las principales fuentes de variación en la calidad del expeller. El expeller se utiliza como ingrediente en la formulación de raciones para animales y por lo tanto su composición puede afectar los rendimientos productivos (ej. ganancia de peso, producción de leche, etc.). Además, es conocido su creciente uso en la industria de alimentos para consumo humano a través de la producción de proteínas texturizadas y micronizadas. Por estos motivos es indispensable comprender el efecto de los procesos previos de acondicionamiento sobre la eficiencia de extracción de aceite y las propiedades funcionales de las proteínas, como así también conocer las condiciones de almacenamiento seguro del subproducto con el fin de conservar su calidad. En el capítulo I se caracterizó la composición y calidad del poroto de soja y del expeller producido en las principales zonas productoras de soja en Argentina. Para ello se recolectaron pares de muestras de poroto y expeller de soja en once plantas de E-P y se analizaron en laboratorio. Los resultados permitieron caracterizar física, química y microbiológicamente el expeller de soja, destacándose que se encontró una importante variabilidad tanto en la materia prima como en el producto extrusado. Se establecieron relaciones entre parámetros de composición del poroto de soja y parámetros de calidad del expeller. Una de las principales conclusiones prácticas de este capítulo es que la eficiencia de extracción de aceite, y por lo tanto la composición del expeller de soja, se vieron claramente afectadas particularmente por el contenido de humedad del poroto de soja. En el capítulo II se estudió el efecto de la humedad del grano acondicionado en la eficiencia de extracción de aceite por E-P. Para ello se realizó un ensayo a escala real en una planta de E-P. Se utilizaron lotes diferentes de poroto de soja a los que se les realizó un tratamiento de secado con aire a 115 °C hasta alcanzar diferentes humedades (9, 11 y 13% b.h.). Posteriormente se realizó el tratamiento de E-P con la finalidad de evaluar la humedad que permite alcanzar los mayores niveles de eficiencia de extracción de aceite. Otros lotes de soja fueron secados a temperaturas del aire de 80 y 115 °C hasta alcanzar una humedad de 9% (b.h.). En todos los tratamientos se midió la temperatura alcanzada por el grano de soja y la variabilidad en la humedad de granos individuales. La composición del poroto obtenido y del expeller resultante y la eficiencia de extracción de aceite por E-P fueron evaluadas. Se pudo confirmar que la eficiencia de extracción de aceite se favorece a medida que disminuye la humedad del poroto de soja (de 13 a 9% b.h.). Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en la eficiencia de extracción de aceite cuando se evaluó el efecto de la temperatura del aire de secado. En el capítulo III se abordó la temática del almacenamiento del expeller de soja. En primer lugar se determinaron las isotermas de sorción de agua del expeller de soja. Para esto, se evaluó el efecto del contenido de aceite residual en las curvas de humedad de equilibrio, se ajustó el modelo de Halsey Modificado utilizado para oleaginosas y se propuso un nuevo modelo (Halsey Mejorado), que incorpora al modelo base el contenido de aceite con su correspondiente parámetro. Este modelo tiene la versatilidad de predecir el contenido de humedad de equilibrio del expeller (y la humedad de almacenamiento segura) en función de contenido de aceite residual, aspecto sumamente importante dado la gran variabilidad observada en este parámetro composicional. Seguidamente se evaluó la almacenabilidad del producto a través de la determinación de su tasa de respiración para diferentes condiciones de temperatura y humedad. En función de los resultados se pudieron establecer las condiciones de almacenamiento seguro del expeller y predecir las pérdidas de materia seca en el tiempo. Por otra parte se evaluó el efecto del almacenamiento hermético y convencional a diferentes condiciones de humedad (6, 9 y 12% b.h.) con y sin agregado de gomas. El ensayo se realizó en bolsas plásticas confeccionadas con silo bolsa con una capacidad de 2,5 kilos de expeller. En todos los casos se realizaron muestreos a los tiempos t0, t1, t2, t3 y t4, correspondientes a la muestra control y luego de 28, 56, 112 y 189 días de almacenamiento, luego de los cuales se evaluaron diversos parámetros de calidad. Los resultados indicaron que a 6 y 9% (b.h.) de humedad el expeller se pudo almacenar por 189 días sin cambio en ninguno de los parámetros de calidad evaluados. Mientras que el almacenamiento a 12% (b.h.) de humedad resultó en un incremento de la acidez y en altos recuentos de unidades formadoras de colonias de hongos xerófilos, que se vio reflejado en altos niveles de dióxido de carbono medidos. El sistema de almacenamiento hermético permitió retardar el desarrollo de hongos y el deterioro del aceite residual (acidez) a la humedad de almacenamiento más alta (12% b.h.). El agregado de gomas “per se” no tuvo consecuencias sobre los indicadores de calidad del expeller. En el capítulo IV se realizó una caracterización de los cambios estructurales y el estado de desnaturalización de las proteínas de las muestras de poroto y expeller de soja provenientes de las plantas de E-P evaluadas en el capítulo I. Esta caracterización se realizó mediante calorimetría diferencial de barrido modulada y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier. Por otro lado, se abordó el acondicionamiento de la materia prima y su efecto en aspectos de calidad funcional de las proteínas presentes en el expeller de soja. Para ello se realizó un experimento a escala de laboratorio donde un lote de poroto de soja se sometió a tratamientos de secado con una temperatura del aire de secado de 25°C (control), 40, 55, 70 y 90 °C hasta alcanzar una humedad final de 10,5% (b.h.). En la muestra inicial y en las obtenidas de todos los tratamientos de secado se analizó composición y el índice de dispersabilidad de la proteína (PDI). Posteriormente se realizó un experimento a escala real en una planta de E-P donde se realizaron tratamientos con una temperatura del aire de secado de 80 y 115 °C a diferentes lotes de poroto de soja y se evaluó el efecto del secado sobre la composición y funcionalidad de la proteína de soja. Los resultados del ensayo de laboratorio indicaron que la solubilidad/dispersabilidad y por lo tanto la funcionalidad de las proteínas se vio afectada a partir del tratamiento térmico realizado a 70 °C, siendo el de 90 °C el que mayor efecto presentó. Los tratamientos de secado realizados a escala real no presentaron un importante efecto en el PDI del poroto, mientras que el posterior proceso de E-P presentó un efecto significativo en dicho parámetro. Esta reducción en la funcionalidad proteica fue mayor en las muestras tratadas a 115 °C que podría indicar un posible efecto “sensibilizador” sobre la proteína de soja.