ES2938878T3 - Un método de fabricación de un producto procesado de proteína de soya - Google Patents
Un método de fabricación de un producto procesado de proteína de soya Download PDFInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un producto de proteína de soja sólida procesada derivado de la harina de soja (SBM), cuyo producto de proteína comprende 65-75 % de proteína en peso de materia seca, tiene una relación en peso de proteína a potasio de al menos al menos alrededor de 50:1 y un contenido de materia seca de al menos alrededor del 90 %, cuyo producto está sustancialmente libre de sodio, y en el que se ha eliminado al menos alrededor del 65 % en peso del contenido de oligosacáridos no digeribles del SBM del que se deriva la proteína ; el método comprende los siguientes pasos: 1) proporcionar una mezcla inicial que comprende harina de soja molida o en copos o desintegrada de otro modo (SBM) y agua; 2) lixiviar la mezcla inicial en condiciones donde la cantidad de materia seca en la mezcla inicial esté entre 8 y 20 % en peso, para 0. 15 a 6 horas a una temperatura de 5 a 65°C ya pH neutro; 3) separar la mezcla de lixiviación en una fracción líquida y una primera fracción sólida; 4) ajustar el pH de la fracción líquida de la mezcla de lixiviación inicial con ácido a un valor de 3,5 a 5,5; 5) transportar la fracción líquida acidificada a través de medios de separación tales como una centrífuga decantadora o medios similares, separando así el líquido de desecho y recolectando una fracción sólida adicional; 6) combinar la fracción sólida de la mezcla de lixiviación inicial con la fracción sólida recolectada de los medios de separación; 7) secar la fracción sólida combinada hasta un contenido de materia seca de al menos aproximadamente el 90 %; 8) en el que la cantidad total de agua gastada en el método calculada a partir del material inicial de SBM inicial es aproximadamente 10 veces la cantidad de SBM o menos. También se relaciona con un procesado, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Un método de fabricación de un producto procesado de proteína de soya
Campo de la Invención
La presente invención se refiere a un método para la fabricación de un producto de proteína de soya sólido, procesado que tiene un azúcar modificado y perfil mineral modificado en comparación con harina de soya y un producto fabricado por el método.
Antecedentes de la invención
Existe una necesidad de bio-productos que principalmente pueden ser usados como ingredientes en alimentación animal o alimentos. Los constituyentes básicos en los productos son proteínas, grasas y carbohidratos. Las biomasas adecuadas para los productos son grasas y pastos y cultivos que contienen aceite, como semillas, cereales y legumbres. Una legumbre particularmente interesante es el frijol de soya debido a su alto contenido de proteínas, que puede ser de hasta el 45%, basado en la materia seca.
El frijol de soya Merrill [Glycine max (L.) pertenece a la familia Leguminosae o Fabaceae, subfamilia Faboidae] originada en Asia oriental, véase http://www.fao.org/docrep/t0532e/t0532e02.htm. Los frijoles de soja han sido cultivados como un cultivo alimenticio durante miles de años en China u otros países del este y sureste de Asia y aún hoy constituyen un componente importante de la dieta popular tradicional en estas regiones. Los frijoles de soya son principalmente un cultivo industrial, cultivado para aceite y proteína. Tiene un contenido relativamente bajo de aceite de la semilla (aproximadamente 20% en base a humedad), pero aún los frijoles de soya son una gran fuente de aceite comestible. Con cada tonelada de aceite de soya crudo, se producen aproximadamente 4.5 toneladas de harina de soya (SBM) con un contenido proteico de aproximadamente 44%. Por cada tonelada de frijoles de soya procesados, el valor comercial del alimento obtenido generalmente excede aquel del aceite.
La composición química promedio aproximada de frijoles de soya, medido en base a la humedad, es 40% de proteína; 20% de grasa en su mayoría triglicéridos y algunos fosfolípidos; 35% carbohidratos en la forma de oligosacáridos solubles (sacarosa, rafinosa, estaquiosa, verbascosa) y fibra insoluble; y 5% de cenizas que comprenden los minerales, en particular potasio, calcio y magnesio. Sin embargo, la composición mineral de los frijoles de soya es afectada por la composición del suelo donde es cultivado.
La calidad nutricional de la proteína medida por su puntuación química como composición de aminoácido esencial puede ser encontrada en http://www.fao.org/docrep/t0532e/t0532e02.htm. Las proteínas se pueden caracterizar por su solubilidad en varios medios. La solubilidad en agua de la proteína de frijoles de soya es afectada fuertemente por el pH. Aproximadamente el 80% de la proteína en semillas crudas puede ser extraído a un pH neutro o alcalino. Cuando la acidez aumenta, la solubilidad cae rápidamente y se encuentra en un mínimo en la región isoeléctrica de pH 4.2-4.6. Esta propiedad ha sido usada en métodos de la técnica anterior para la fabricación de productos de proteína de soya.
Algunas proteínas de soya, como inhibidores de tripsina, alérgenos y lectinas, son conocidos como factores antinutricionales. Ellos ejercen efectos fisiológicos específicos. Los inhibidores de la tripsina afectan la digestión de proteínas al inactivar la tripsina y son considerados dañinos para el valor nutricional de la soya y son responsables del deterioro del crecimiento en los pollos. p-conglicinina es un alérgeno de soya que induce la inflamación y disfunción intestinal.
Un problema general relacionado con la soya es el alto contenido de oligosacáridos no digeribles que causan flatulencia cuando se fermentan en el intestino. La presencia de los oligosacáridos, en particular, rafinosa, estaquiosa, verbascosa, se puede reducir remojando en agua o de manera enzimática mediante hidrolisis con a-galactosidasa. Un problema asociado con esto es que aumenta el costo del producto final debido al uso de agua en remojo o mediante un tratamiento enzimático que ha sido tradicionalmente realizado con un contenido de agua relativamente alto de 80% o más.
US 6.238.725 B1 revela un método para preparar una legumbre donde los oligosacáridos que provocan flatulencia son eliminados remojando en agua. WO 2013/171259 revela un método para la producción de un producto de soya sólido donde al menos 80% de los oligosacáridos no digeribles originales ha sido eliminado enzimáticamente mediante hidrólisis con a-galactosidasa. AU 765679 B2 revela un proceso de lixiviación para producir un material de proteína rico en isoflavona dicho proceso incluye precipitación de la proteína a una temperatura fría, por lo que se puede recuperar una gran cantidad de isoflavonas deseadas en el material proteico. WO 03/079806 revela un proceso de lixiviación para la preparación de concentrado de proteína de soya a partir de escamas de soya desgrasadas con propiedades funcionales mejoradas.
Cuando la soya es transformada en harina y aceite, la mayoría de los constituyentes minerales, incluyendo el potasio y magnesio, se combinan con la harina de soya (SBM) y algunos con el aceite. Cuando la soya es procesada en un alimento por ejemplo, pollos, el contenido de potasio, sodio y magnesio debe ser reducido lo más posible con el fin de mejorar el valor nutricional del alimento y elevar el bienestar de los pollos. Los pollos toman menos agua cuando el contenido de potasio, sodio y magnesio es reducido en el alimento, por lo que se reducen las incidencias de lesiones en los pies causadas por heces húmedas. Por otro lado, es importante mantener el contenido de otros minerales, en particular de hierro, zinc y calcio, alto y al menos tan alto como en la soya.
US2010/0068336 A1 tiene relación con un método de hidratación para procesar harina de soya que comprende la reducción del tamaño de partícula del material hidratado y la separación física de la "harina de semilla oleaginosa mejorada" de la semilla oleaginosa de tamaño reducido, aplicando opcionalmente el ajuste de pH durante la etapa de hidratación. El método parece ser una granulación húmeda. Los productos resultantes son caracterizados por un contenido de proteína de aproximadamente 78 - 84% de proteína, y el contenido de humedad parece ser bajo, aproximadamente 3 -4 % , sin embargo no se revela el perfil mineral.
El documento de patente US 3.635.726 se refiere a un método de hidratación donde el material de soya es hidratado con varias adiciones de agua a un pH cercano a 7 seguido por separación en una fase líquida y una fase de proteína sólida. La fase líquida es ajustada en un pH con ácido en el punto isoeléctrico (pH 4 a 4.8), y luego es centrifugada o decantada para recuperar la proteína en una fase sólida. Dos o más fracciones de aislado de soya son recogidas y tratadas posteriormente mediante secado. El producto resultante es caracterizado por un contenido de proteína de aproximadamente 73 - 85% de proteína, sin embargo, no se menciona el perfil mineral.
El documento de patente US 2013/183429 A1 da a conocer un material de soya procesado preparado a partir de soya entera con un contenido lipídico del 25% y caracterizado por un contenido proteico del 48-51% de proteína en peso, menos del 1% de potasio, y una relación de proteína a potasio de al menos 50:1
Ninguno de los métodos de la técnica anterior se enfoca en proporcionar un producto de proteína sólido que tiene un perfil modificado y ventajoso combinado con un contenido reducido de oligosacáridos y al mismo tiempo un contenido bastante alto de proteínas. En particular, ninguno de los métodos se enfoca en proporcionar productos que tengan una proporción ventajosa de proteína y potasio y un contenido reducido de potasio y magnesio a un costo mínimo.
El objetivo de la presente invención es proporcionar un método para la fabricación de un producto de proteína de soya sólido procesado que tiene un contenido relativamente alto de proteína de alta calidad y al mismo tiempo un perfil de azúcar modificado y un perfil mineral modificado en comparación con harina de soya (SBM) y en particular bajo contenido de potasio. Otro objetivo es proporcionar un método mejorado para la producción de dichos productos, los cuales se pueden llevar a cabo a bajo costo debido al ahorro en la cantidad de ácido usado para ajustar el pH, procesamiento a bajas temperaturas y en bajas relaciones de agua, incluyendo posiblemente la recirculación de agua, y ahorrando así en consumo de ácido, consumo de agua y en aplicación de calor en comparación con los métodos de la técnica anterior.
Aún otro objetivo es proporcionar un producto de proteína de soya sólido procesado que tiene una capacidad de retención de agua adaptada para fines específicos.
Estos objetivos se cumplen con el proceso y los productos de la presente invención.
Resumen de la Invención
En consecuencia, la presente invención tiene relación en un primer aspecto a un método para la fabricación de un producto de proteína de soya sólido derivado de harina de soya (SBM), dicho producto de proteína comprende 65 -75% de proteína en peso de materia seca, tiene una relación de peso de proteína a potasio de al menos aproximadamente 50:1 y un contenido de materia seca de al menos aproximadamente 90%, dicho producto está sustancialmente libre de sodio, y donde al menos aproximadamente 65% en peso del contenido de oligosacáridos no digerible de SBM de donde se deriva la proteína ha sido eliminado; el método comprende las siguientes etapas:
1) proporcionar una mezcla inicial que comprende una harina de soya molida o en escamas o de otro modo harina de soya desintegrada (SBM) y agua;
2) lixiviar la mezcla inicial bajo condiciones donde la cantidad de materia seca en la mezcla inicial es entre 8 y 20% en peso, durante 0.15 a 6 horas a una temperatura de 5 a 65°C y un pH neutro;
3) separar la mezcla de lixiviación en una fracción líquida y una primera fracción sólida;
4) ajustar el pH de la fracción líquida de la mezcla de lixiviación inicial con ácido a un valor de 3.5 a 5.5; 5) transportar la fracción líquida acidificada a través de medios de separación como una centrífuga decantadora o medio similar separando así el líquido residual y recogiendo una fracción sólida adicional; 6) combinar la fracción sólida de la mezcla de lixiviación inicial con la fracción sólida recogida del medio de separación;
7) secar la fracción sólida combinada a un contenido de materia seca de al menos 90%;
8) donde la cantidad total de agua gastada en el método calculado del material de partida de SBM inicial es aproximadamente 10 veces la cantidad de SBM o menos.
La invención en un segundo aspecto tiene relación con un producto de proteína de soya sólido derivado de harina de soya (SBM) que se obtiene por el método de la invención, dicho producto de proteína comprende 65 - 75% de proteína en peso de materia seca, tiene una relación de peso de proteína a potasio de al menos aproximadamente 50:1 y un contenido de materia seca de al menos 90% dicho producto está sustancialmente libre de sodio, y donde al menos 65% en peso del contenido de oligosacárido no digerible del SBM de donde se deriva la proteína ha sido eliminado.
Es sorprendente que sea posible proporcionar productos de proteína de soya mediante un proceso de lixiviación bastante simple donde las características del proceso son seleccionadas de tal manera que los costos de producción se reducen considerablemente. Por lo tanto, el proceso de lixiviación se puede llevar a cabo sin calentamiento y/o usando agua del grifo o agua a temperatura ambiente. Además, dado que el pH es ajustado con ácido en la fracción líquida obtenido después de la lixiviación, la cantidad de ácido requerido para ajustar el pH es reducido considerablemente en comparación con la cantidad requerida si el pH ha sido ajustado en la mezcla inicial; por ejemplo, se puede ahorrar hasta 50%. Además, el proceso se realiza mediante el uso de un solo paso de lixiviación y mediante la adición de una sola porción de agua. Finalmente, el proceso puede ser adaptado para recircular el agua de manera de lograr un mayor ahorro de agua.
Además es sorprendente que sea posible proporcionar productos de proteína de soya que tienen al mismo tiempo un contenido bastante alto de proteína de una calidad donde una gran cantidad de oligosacáridos no digeribles ha sido eliminada y un perfil mineral ventajoso en particular en relación con el potasio. Por tanto, una gran parte del potasio en SBM de donde se deriva la proteína ha sido eliminada del producto, dejando así un producto con una relación de proteína a potasio de al menos aproximadamente 50:1. El contenido de potasio en SBM varía dependiendo de la fuente y la composición del suelo de cultivo. SBM típicos de diferentes suelos de cultivo varían desde 1.8 - 2.7%, véase por ejemplo, Batal et al., Poultry Science Association (2010): “Mineral composition of corn and soybean meal”.
El producto también tendrá un alto contenido beneficioso de isoflavonas.
Otro beneficio es que el producto resultante del método sólo contiene menores cantidades de agua debido al bajo contenido de agua durante el proceso, y en consecuencia, el secado del producto se puede llevar a cabo a un bajo costo debido a la menor cantidad de agua a ser eliminada.
Definiciones
En el contexto de la presente invención, se entiende que los siguientes términos comprenden lo siguiente, a menos que se definan en otra parte de la descripción.
Los términos “aproximadamente”, “alrededor”, “aproximadamente”, o “~” están destinados a indicar la incertidumbre de medición comúnmente experimentada en la técnica, que puede ser del orden de magnitud de por ejemplo /-1,2, 5 o incluso 10%.
El término “comprendiendo” debe ser interpretado como especificando la presencia de la parte, etapa, característica, composición, sustancia química o el componente enunciado, pero no excluye la presencia de una o más partes adicionales, etapas, características, composiciones, productos químicos o componentes. Por ejemplo, una composición que comprende un compuesto químico puede por tanto comprender compuestos químicos adicionales, etc.
El término no digerible se debe interpretar como no digerible por humanos y animales monogástricos/no rumiantes.
El término “al menos aproximadamente 65% en peso del contenido de oligosacáridos no digeribles de harina de soya de donde se deriva la proteína ha sido eliminada” debe ser interpretado como especificando que el contenido total de oligosacáridos no digeribles ha sido reducido por al menos 65% y también incluye productos donde un tipo de oligosacáridos puede ser reducido en mayor medida que otro tipo de oligosacárido, y aún donde un tipo de oligosacárido puede ser reducido sólo en menor medida, siempre y cuando el contenido total del oligosacárido en SBM de donde se deriva la proteína ha sido reducido según se especifica por al menos 65%.
El contenido de oligosacáridos no digeribles en SBM varía con la fuente de SBM y el suelo de cultivo, y es normalmente 6 - 9%.
Biomasa:
Comprende material biológico producido por la fotosíntesis y que puede ser usado en producción industrial.
En este contexto, la biomasa se refiere a la materia vegetal en forma de pastos, cereales, semillas, nueces, frijoles y guisantes, etc., y mezclas de los mismos.
Además, una biomasa que comprende legumbres es preferida debido al contenido de proteína y composición. También contienen carbohidratos que comprenden alfa-galactosidas.
Productos de soya:
Se refiere a material vegetal en la forma de productos de soya y mezclas de los mismos. La harina de soya (SBM) puede ser de cualquier fuente de soya, como de Sur o Norte América o Asia o Europa, y puede ser de origen genéticamente modificado (GMO) o de origen genéticamente no modificado (no-GMO).
También contienen carbohidratos que comprenden a-galactosidas. En general, la a-galactosida principal es estaquiosa.
De otra manera desintegrado:
Significa desintegrado por cocción y/o por maceración y/o cocción a presión ácida o alcalina o tratamiento ultrasónico. Oligosacáridos y polisacáridos:
Un oligosacárido es un oligómero sacárido que contiene un pequeño número de azúcares monoméricos componentes, también conocidos como azúcares simples. Ejemplos típicos son trisacárido rafinosa (D-galactosa-a1,6-D-glucosaa1,p2-D-fructosa), tetrasacárido estaquiosa (D-galactosa-a1,6-D-galactosa-a1,6-D-glucosa-a1,p2-D-fructosa) y pentasacárido verbascose (D-galactosa-a1,6-D-galactosa-a1,6-D-galactosa-a1,6-D-glucosa-a1,p2-D-fructosa). Los polisacáridos son polímeros sacáridos que contienen una gran cantidad de azúcares monoméricos componentes, también conocidos como carbohidratos complejos. Si los azúcares monoméricos son del mismo tipo, el polisacárido se llama homopolisacárido, pero cuando hay más de un tipo presente, se les llama heteropolisacáridos.
Los ejemplos incluyen polisacáridos de almacenamiento tales como almidón y polisacáridos estructurales tales como celulosa y arabinoxilano.
Productos alimenticios procesados:
Comprende productos lácteos, productos cárneos procesados, dulces, postres, postres de helados, productos enlatados; comidas secas, aderezos, sopas, comidas de conveniencia, pan, pasteles, etc.
Productos alimenticios procesados:
Comprende alimentos listos para usar o ingredientes de alimentación para animales como lechones, terneros, aves de corral, animales de peluche, ovejas, gatos, perros, peces y crustáceos, etc.
pH neutro:
Significa un valor pH de aproximadamente 6.5 a aproximadamente 7.5.
Descripción detallada de la invención:
El método para la fabricación de un producto sólido, procesado en el primer aspecto de la invención:
La harina de soya puede ser de cualquier origen y pueden ser GMO o no-GMO.
El producto de proteína de soya sólido, procesado fabricado por el método de la invención comprende aproximadamente 65 - 75% de proteína en peso de materia seca, como 65.5%, 66%, 66.5%, 67%, 67.5%, 68%, 68.5%, 69%, 69.5%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74% o 75%.
La relación de proteína a potasio en el producto fabricado por el método de la invención es al menos aproximadamente 50:1, por ejemplo al menos 55:1, al menos 60:1, al menos 65:1, al menos 70:1, al menos 72:1, al menos 75:1, al menos 80:1, al menos 85:1, o incluso al menos 90:1.
El porcentaje de materia seca en el producto fabricado por el método de la invención es al menos aproximadamente 90%, como al menos 92%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97%, o al menos 98%.
El producto fabricado por el método de la invención está sustancialmente libre de sodio, lo que significa que comprende menos de aproximadamente 0.2%, como menos de 0.01% o menos de 0.005% o menos de 0.001%.
Los oligosacáridos no digeribles originales de soya, dicho contenido es eliminado en el producto fabricado por el método de la invención, son principalmente rafinosa, estaquiosa y verbascosa. Al menos aproximadamente 65% en peso del contenido de oligosacárido no digerible original de la harina de soya de donde se deriva la proteína ha sido eliminado, como al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90% o 95%. El contenido de oligosacáridos no digeribles en SBM varía con la fuente de SBM y el suelo de cultivo, y es típicamente 6 - 9%, del cual al menos 65% ha sido eliminado en el producto de soya sólido, procesado de la invención. Por tanto, el contenido de los oligosacáridos no digeribles en el producto es normalmente 2 - 3% o menos.
El contenido de agua en la mezcla de reacción inicial del método para la fabricación del producto de proteína de soya sólido, procesado no excede aproximadamente 92% en peso, lo cual implica que el contenido de materia seca en la mezcla es al menos 8%. Más específicamente, es entre 8 y 20%, como entre 8 y 15%, como entre 10 y 15%, como entre 10 y 12%.
El tiempo de reacción es 0.15 -6 horas a una temperatura de 5 - 65°C. La temperatura puede por ejemplo variar desde 7 - 60°C, desde 10 - 55°C, desde 15 - 50°C, 20 - 45°C, o desde 30 a 40°C; y al mismo tiempo el tiempo de reacción puede variar por ejemplo desde 10 minutos a 6 horas, desde 20 minutos a 6 horas, desde 1 a 6 horas, desde 2 a 5 horas, desde 2 a 4 horas, desde 3 a 5 horas, o desde 3 a 4 horas. El método se puede llevar a cabo a baja temperatura utilizando agua del grifo o agua a temperatura ambiente, por tanto los costos de producción se reducen porque no se requiere la aplicación de calor. La lixiviación se puede realizar por agitación o por medios similares.
Realizaciones adicionales del método de fabricación de la invención
En cualquiera de las realizaciones del método de la invención, la mezcla inicial que comprende SBM molida o en escamas o de otro modo desintegrada puede comprender además material biológico de otras fuentes de biomasa, como pastos, cereales, semillas, nueces, frijoles o guisantes, o mezclas de los mismos, y/o en cantidades hasta por ejemplo, 5%, 10%, 15%, 20% o 25%.
En cualquiera de las realizaciones del método, la etapa de lixiviación puede ser llevada a cabo bajo condiciones anaeróbicas y/o aeróbicas.
En cualquiera de las realizaciones anteriores del método, la mezcla lixiviada es separada en una fracción líquida y una fracción semi-líquida por cualquier medio de separación, como transferencia a través de una tela, o un tamiz o una prensa de tornillo o por medio de una decantadora centrífuga.
En cualquiera de las realizaciones del método, el pH en la fracción líquida, separada después de la lixiviación, es ajustada a aproximadamente 3.5 - 5.5, por ejemplo, a un pH aproximadamente 3.5, 3.6, 3.7, 3.8, 3.9, 4.0, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7, 4.8, 4.9, 5.0, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4 o 5.5. El pH puede ser ajustado por cualquier ácido orgánico o inorgánico, como ácido fórmico, ácido acético, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido fosfórico.
En cualquiera de las realizaciones anteriores del método, la fracción líquida puede ser transportada a través de medios para una separación adicional de sólidos, como la centrifugación del decantador, ultrafiltración y/u ósmosis inversa, y el agua es recogida y recirculada a la mezcla de lixiviación inicial y/o a una mezcla de lixiviación adicional.
La deshidratación de la fracción sólida o las fracciones sólidas combinadas, si se aplica, es realizada mediante exprimido o medios similares. El secado a una materia seca de al menos el 90% es llevada a cabo por medios bien conocidos, como el secador de lecho fluido, secador de anillo, deshidratador KIX o secador de centrifugado.
En cualquiera de las realizaciones anteriores del método, la lixiviación puede ser llevada a cabo en cualquier tipo de contenedor con mezcla/agitación, y suficiente tiempo de retención, como uno o más transportadores de tornillos de paleta interconectados no verticales o transportadores de tornillo sin fin o un reactor de tanque agitado continuo con medios de entrada para la mezcla de reacción y aditivos y medios de salida para el producto, y puede incluir medios de control para velocidad de rotación, temperatura y pH. El transportador de tornillo sin fin puede ser un tipo opcionalmente modificado de un tornillo de hoja única o de múltiples hojas o un transportador de tornillo intersectado diseñado para transportar la mezcla de reacción y al mismo tiempo levantar el material para que sea transportado y agitado sin compactarlo.
En cualquiera de las realizaciones anteriores la etapa de lixiviación puede ser llevada a cabo como un proceso por lotes, alimentado por lotes, continuo o contraflujo.
En cualquiera de las realizaciones anteriores del método puede comprender una etapa adicional de deshidratación de las fracciones sólidas combinadas a un contenido de materia seca de al menos 30% antes del secado.
Productos sólidos, procesados de la invención en el segundo aspecto de la invención:
La harina de soya puede ser de cualquier origen o puede ser GMO o no-GMO.
Los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención comprenden aproximadamente 65-75% de proteína en peso de materia seca, como 65.5%, 66%, 66.5%, 67%, 67.5%, 68%, 68.5%, 69%, 69.5%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74% o 75%.
La relación de proteína a potasio en los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención es al menos aproximadamente 50:1, por ejemplo, al menos 55:1, al menos 60:1, al menos 65:1, al menos 70:1, al menos 72:1, al menos 75:1, al menos 80:1, al menos 85:1, o incluso al menos 90:1.
El porcentaje de materia seca en los productos de proteína de soya sólidos procesados de la invención es al menos aproximadamente 90%, como al menos 92%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97% o al menos 98%.
Los productos de proteína de soya sólidos procesados de la invención están sustancialmente libres de sodio, lo que significa que comprende menos de aproximadamente 0.2%, como menos de 0.01%, o menos de 0.005% o menos de 0.001%.
Los oligosacáridos no digeribles originales de soya, dicho contenido es eliminado en el producto fabricado en los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención, son principalmente rafinosa, estaquiosa y verbascosa. Al menos aproximadamente 65% en peso del contenido de oligosacárido no digerible original de la harina de soya de donde se deriva la proteína ha sido eliminado, como al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90 o 95%. El contenido de oligosacáridos no digeribles en SBM varía con la fuente de SBM y el suelo de cultivo, y es típicamente 6-9%, del cual al menos 65% ha sido eliminado en el producto de soya sólido, procesado de la invención. Por tanto, el contenido de los oligosacáridos no digeribles en el producto es normalmente 2-3% o menos.
El producto sólido, procesado de la invención en su tercer aspecto:
En su tercer aspecto la invención relacionada con un producto de proteína de soya sólido, procesado se puede obtener mediante un método de acuerdo con la invención.
La harina de soya puede ser de cualquier origen y puede ser GMO o no-GMO.
Los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención comprenden aproximadamente 65-75% de proteína en peso de materia seca, como 65.5%, 66%, 66.5%, 67%, 67.5%, 68%, 68.5%, 69%, 69.5%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74% o 75%.
La relación de proteína a potasio en los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención es al menos aproximadamente 50:1, por ejemplo, al menos 55:1, al menos 60:1, al menos 65:1, al menos 70:1, al menos 72:1, al menos 75:1, al menos 80:1, al menos 85:1, o incluso al menos 90:1.
El porcentaje de materia seca en los productos de proteína de soya sólidos procesados de la invención es al menos aproximadamente 90%, como al menos 92%, al menos 94%, al menos 95%, al menos 96%, al menos 97% o al menos 98%.
Los productos de proteína de soya sólidos procesados de la invención están sustancialmente libres de sodio, lo que significa que comprende menos de aproximadamente 0.2%, como menos de 0.01%, o menos de 0.005% o menos de 0.001%.
Los oligosacáridos no digeribles originales de soya, dicho contenido es eliminado en los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención, son principalmente rafinosa, estaquiosa y verbascosa. Al menos aproximadamente 65% en peso del contenido de oligosacárido no digerible original de la harina de soya de donde se deriva la proteína ha sido eliminado, como al menos 70%, 75%, 80%, 85%, 90 o 95%. El contenido de oligosacáridos no digeribles en SBM varía con la fuente de SBM y el suelo de cultivo, y es típicamente 6-9%, del cual al menos 65% ha sido eliminado en el producto de soya sólido, procesado de la invención. Por tanto, el contenido de los oligosacáridos no digeribles en el producto es normalmente 2-3% o menos.
Realizaciones adicionales de los productos de la invención en su segundo y tercer aspectos
En cualquiera de las realizaciones de los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención, puede comprender además material biológico de otras fuentes de biomasa, como pastos, cereales, semillas, nueces, frijoles o guisantes, o mezclas de los mismos, en cantidades hasta por ejemplo, 5%, 10%, 15%, 20% o 25%.
En cualquiera de las realizaciones de los productos de proteína de soya sólidos, procesados de la invención, al menos aproximadamente 35% en peso del contenido de potasio original en la SBM de donde se deriva la proteína puede ser eliminado por el método de la invención. Esto normalmente puede proporcionar un producto de proteína de soya sólido, procesado que comprende aproximadamente 1.5% de potasio o menos medido en la materia seca.
La cantidad de potasio en la harina de soya (SBM) depende del suelo de cultivo y puede normalmente variar desde 1.8 a 2.7%. En realizaciones adicionales de los procesos, los productos de soya sólidos de la invención, al menos 40%, al menos 45%, al menos 50%, al menos 55%, al menos 58%, al menos 60%, al menos 65%, al menos 70%, al menos 75% o al menos 80% en peso del potasio original ha sido eliminado en el producto. En dichas realizaciones, o en realizaciones alternativas, el producto de proteína de soya sólido comprende 1.5% de potasio o menos de 1.5%, por ejemplo, 1.4% o menos, 1.3% o menos, 1.2% o menos, 1.1% o menos, 0.9% o menos, 0.8% o menos, 0.7% o menos, 0.6% o menos, 0.5% o menos, 0.4% o menos, 0.3% o menos, 0.2% o menos, o 0.1% o menos.
En cualquiera de las realizaciones anteriores de los productos de proteína de soya sólidos procesados pueden además comprender material biológico de otras fuentes de biomasa, como pastos, cereales, semillas, nueces, frijoles o guisantes, o mezclas de los mismos, y/o en cantidades hasta por ejemplo, 5%, 10%, 15%, 20% , 25%, 30% o 40%.
La cantidad de magnesio en la harina de soya (SBM) depende del suelo de cultivo y puede normalmente variar desde 0.3 a 0.4%. En cualquiera de las realizaciones anteriores al menos aproximadamente 30% del contenido de magnesio original de la fuente de SBM puede ser eliminado en el producto de proteína de soya sólido, procesado, por ejemplo, al menos 35%, 40%, al menos 45% o al menos 50%, ha sido eliminado. En dichas realizaciones, o en realizaciones alternativas, el producto de proteína de soya sólido procesado en el contenido de materia seca puede comprender aproximadamente 0.3% de magnesio o menos, como 0.25% o menos, por ejemplo, 0.2% o menos, 0.15% o menos, o 0.1% o menos.
En cualquiera de las realizaciones anteriores del método de la invención o los productos de la invención, las cantidades de calcio y cobre se mantendrán sustancialmente sin cambios en comparación con la harina de soya, por tanto la cantidad de calcio es aproximadamente 0.2 - 0.5%, por ejemplo, aproximadamente 0.3 - 0.4% y la cantidad de cobre es aproximadamente 10 - 25 mg/kg, por ejemplo aproximadamente 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22 o 25 mg/kg, ambos dependiendo del suelo de cultivo para la soya. La cantidad de calcio y cobre en harina de soya (SBM) depende en el suelo de cultivo y puede normalmente variar desde 13 - 25 mg/kg de cobre y 0.2- 0.5% de calcio.
En cualquiera de las realizaciones anteriores de los productos de la invención la cantidad de hierro puede ser aumentada por al menos aproximadamente 10%, por ejemplo al menos 15%, al menos 20%, al menos 25%, al menos 30%, al menos 35%, al menos 40%, al menos 45%, o incluso al menos 50%. Al mismo tiempo o en la alternativa, la cantidad puede ser al menos aproximadamente 100 mg/kg, por ejemplo, desde aproximadamente 100-200 mg/kg, por ejemplo, 110, 120, 130, 140, 1509, 160, 170, 180 o 190 mg/kg, dependiendo del suelo de cultivo para la soya. La cantidad de hierro en la harina de soya (SBM) depende en el suelo de cultivo y puede variar normalmente desde 80 -300 mg/kg.
En cualquiera de las realizaciones anteriores de los productos de la invención los productos de proteína de soya sólidos comprenden en una base de materia seca al menos aproximadamente 20 mg/kg de zinc, por ejemplo al menos 30 mg/kg, al menos 35 mg/kg, al menos 40 mg/kg, al menos 45 mg/kg, al menos 50 mg/kg o al menos 60 mg/kg de zinc.
En cualquiera de las realizaciones anteriores de los productos de la invención los productos de proteína de soya sólidos comprenden en una base de materia seca al menos aproximadamente 15 mg/kg de manganeso, por ejemplo al menos 20 mg/kg, al menos 25 mg/kg, al menos 30 mg/kg, al menos 35 mg/kg, al menos 40 mg/kg, o al menos 50 mg/kg.
En cualquiera de las realizaciones anteriores de los productos de la invención los productos de proteína de soya sólidos comprenden en una base de materia seca aproximadamente 0.1% isoflavona, por ejemplo al menos 0.12%, al menos 0.14%, al menos 0.15%, al menos 0.18%, al menos 0.2%, al menos 0.22%, al menos 0.25%, al menos 0.27%, o al menos 0.30%. Ejemplos de isoflavona son Daidzein, Daidzin, Genistein, Genistin, Glycetein y Glycetin.
En cualquiera de las realizaciones anteriores de los productos de la invención, la capacidad de retención de agua puede ser baja o alta, dependiendo de la aplicación final prevista. En una de dichas realizaciones la capacidad es baja, por ejemplo menos de 5 ml/g o menos de 4 ml/g o menos de 3 ml/g o menos de 2 ml/g o menos de 1 ml/g.
La invención en este cuarto aspecto también tiene relación con el uso de un producto de soya sólido procesado de acuerdo con la invención en un producto alimenticio procesado o como un ingrediente a ser usado en un producto de alimentación para consumo animal o como un ingrediente en un suplemento nutricional.
Ejemplos
Materiales y Métodos
La harina de soya (SBM) se obtuvo de diferentes fuentes, incluyendo el lote Non-GMO de Brasil (SBM395), lote GMO de Brasil (SBM466) y lote GMO de Paraguay (SBM478).
El contenido de oligosacáridos no digeribles en los extractos acuosos del producto de biomasa/proteína sólida puede ser analizado mediante cromatografía de capa fina en placas de gel de sílice TLC 60 (Merck). Los diferentes componentes fueron cuantificados para comparación con los estándares de concentración conocida. El carbohidrato soluble fue determinado por “Phenol-sulphuric assay” como se describe en Carbohydrate analysis - A practical approach; IRL Press, Oxford, Ed. M. F. Chaplan & J. F. Kennedy, 1986 p 2.
Ejemplo 1
Lixiviación en un proceso por lotes a temperatura ambiente seguido de un ajuste de la fracción líquida a pH 4.5 de SBM desde "SBM395"
100 g de harina de soya fue suspendido en agua a temperatura ambiente a un volumen total de 1000 ml para crear una suspensión de materia seca al 10% a un pH neutro, y la suspensión fue agitada durante 30 minutos a temperatura ambiente.
La mezcla lixiviada fue transferida a una tela, y las fracciones líquidas y sólidas fueron recogidas separadamente. La fracción sólida se mantuvo para una mezcla posterior con la fracción sólida a continuación.
El pH en la fracción líquida se ajustó a aproximadamente 4.5 con ácido sulfúrico, por lo que un producto sólido que comprende proteína precipita.
La fracción fue centrifugada a 3000 x g durante 10 minutos, y la fracción sólida que comprende la proteína precipitada fue recogida y combinada con la primera fracción sólida de la primera separación, y las fracciones combinadas fueron secadas en un secador de lecho de fluido a un contenido de materia seca de aproximadamente 95%.
El producto fue analizado para el contenido de proteínas, minerales, elementos de traza y materia seca. Los resultados se muestran en la tabla 1.
Ejemplos 2 y 3
Lixiviación en un proceso por lotes a temperatura ambiente seguido de un ajuste de la fracción líquida a pH 4.5 de SBM desde "SBM466" o “SBM478”.
El proceso del ejemplo 1 fue repetido con harina de soya de otras fuentes. El producto fue analizado para contenido de proteínas, minerales, elementos de traza y materia seca.
Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1
*La composición es la composición de un SBM típico
A partir de los resultados se puede apreciar que un producto de la invención obtenido después de la extracción a un pH neutro seguido por precipitación de la fracción líquida separada así obtenida tiene un contenido de proteína de 67 - 69% en peso de materia seca y un perfil mineral modificado. En particular, el contenido de potasio se reduce a aproximadamente la mitad del contenido en SBM. La relación de peso de proteína a potasio es desde 62 - 93. El magnesio se redujo a aproximadamente dos tercios del contenido original mientras el calcio no es afectado. El contenido de zinc y manganeso es afectado sólo moderadamente por la lixiviación.
Ejemplo 4
Determinación de eliminación de oligosacáridos en cada uno de los productos de proteína obtenidos en ejemplos 1 a 3, donde la proteína es derivada de SBM de tres fuentes diferentes [SBM395, SBM466, SBM478]
Se realizaron 10% de suspensiones acuosas de cada uno de los productos resultantes de los Ejemplos 1, 2 y 3 anteriores, y una referencia de SBM en bruto. Las suspensiones se dejaron en agitación durante 30 minutos a temperatura ambiente. La fracción líquida en cada suspensión se recogió por centrifugación 3000 x g durante 10 minutos, y su contenido de oligosacáridos se determinó mediante análisis por TLC. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2
Estos resultados indican que la extracción de oligosacáridos es muy efectiva.
Ejemplo Comparativo
Lixiviación en un proceso de acuerdo con WO 03/079806 de escamas de soya y SBM; determinación de la eliminación de oligosacáridos.
200 g de escamas de soya desgrasadas fueron extendidas sobre bandejas de aluminio y se autoclavaron a 110°C durante 15 minutos. Las escamas fueron remojadas en 800 mL de agua (viz. En una relación de 1:4 (p/v)) durante 2 horas y drenado a través de un mantel (por gravitación, sin aplicar presión) hasta que no se produzca un nuevo drenaje.
La extracción se repitió remojando las escamas húmedas remojadas en 600 mL adicional de agua (viz. En relación de 1:3 (p/v)) durante 2 horas y drenado a través de un mantel hasta que no se produzca un nuevo drenaje.
Luego las escamas húmedas se secaron a 90°C en un secador de lecho fluido.
Para comparación, el procedimiento se repitió para harina de soya M466.
El material en bruto y los productos secos fueron analizados para proteína, materia seca, minerales y oligosacáridos. Los resultados se muestran en las Tablas 3 - 4.
Tabla 3
El análisis de proteína muestra que el proceso ilustrado en Ejemplo 4 de WO 03/079806 no es muy efectivo para obtener un producto con alto contenido de proteína. Se obtuvo un producto que contiene sólo 58%, mientras que los productos que se pueden obtener de acuerdo con el presente proceso es 65 - 75% como lo ilustran los ejemplos en Tabla 1, donde se obtienen cantidades de proteína de aproximadamente 67 - 70%.
El proceso de WO 03/079806 tampoco produjo una reducción satisfactoria del contenido de potasio; la reducción fue sólo del 18% con escamas de soya desgrasada y del 29% con SBM M466, y la cantidad final fue de 1.7 - 2% del contenido de materia seca. En consecuencia, la relación de proteína a potasio fue de 28:1 - 34:1.
Tabla 4
El análisis en la Tabla 4 muestra que el proceso ilustrado en Ejemplo 4 de WO 03/079806 no es muy efectivo para reducir el contenido de oligosacáridos en el material de partida, en bruto. El proceso funciona ligeramente mejor con SBM que con escamas de soya desgrasada, pero no es tan efectivo como el presente proceso donde al menos el 65% de los oligosacáridos son eliminados, y los ejemplos que se presentan ilustran que se puede eliminar hasta el 77% (Tabla 2).
Para completar, el contenido de proteína en los líquidos de drenaje también se determinó y los resultados se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5
Por tanto, es claro que una gran parte de la proteína en las escamas de soya desgrasadas y también en SBM es disuelta por el proceso de remojo que deja un producto sólido que tiene un contenido inferior de proteína.
Claims (19)
1. Un método para la fabricación de un producto de proteína de soya sólido, procesado derivado de harina de soya (SBM) dicho producto de proteína comprende 65 - 75% de proteína en peso de materia seca, tiene una relación de peso de proteína a potasio de al menos 50:1 y un contenido de materia seca de al menos 90%, dicho producto contiene menos del 0,2% de sodio, tal como menos del 0,01% o menos del 0,005% o menos del 0,001% en peso, y al menos 65% en peso del contenido de oligosacáridos no digeribles de SBM de donde se deriva la proteína ha sido eliminado; el método comprende las siguientes etapas:
1) proporcionar una mezcla inicial que comprende harina de soya molida o en escamas o de otro modo desintegrada (SBM) y agua;
2) lixiviar la mezcla inicial bajo condiciones donde la cantidad de materia seca en la mezcla inicial es entre 8 y 20% en peso, durante 0.15 a 6 horas a una temperatura de 5 a 65°C y un pH neutro;
3) separar la mezcla de lixiviación en una fracción líquida y una primera fracción sólida;
4) ajustar el pH de la fracción líquida de la mezcla de lixiviación inicial con ácido a un valor de 3.5 a 5.5; 5) transportar la fracción líquida acidificada a través de medios de separación, como una centrífuga decantadora o medios similares, separando así el líquido de desecho y recogiendo una fracción sólida adicional;
6) combinar la fracción sólida de la mezcla de lixiviación inicial con la fracción sólida recogida del medio de separación;
7) secar la fracción sólida combinada hasta un contenido de materia seca de al menos un 90%; 8) donde la cantidad total de agua gastada en el método calculado a partir del material de partida inicial de SBM es aproximadamente 10 veces la cantidad de SBM o menos.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la mezcla inicial que comprende SBM molido o en escamas o de otro modo desintegrada comprende además material biológico de otras fuentes de biomasa, como pastos, cereales, semillas, nueces, frijoles o guisantes o mezclas de los mismos.
3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que dicha lixiviación en la etapa (2) se lleva a cabo bajo condiciones anaeróbicas y/o aeróbicas.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha lixiviación se lleva a cabo en uno o más transportadores helicoidales de tornillo de paleta interconectados o en un reactor de tanque agitado continuo con medios de entrada para el SBM y el agua y medios de salida para el producto, como un tipo opcionalmente modificado de un tornillo de una sola hoja o de múltiples hojas o un transportador de tornillo intersectado diseñado para transportar la mezcla de reacción y al mismo tiempo levantar el material para que sea transportado y agitado sin compactarlo.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha lixiviación en la etapa (2) se lleva a cabo a una temperatura de 5 a 50°C, por ejemplo de 10 a 40°C, de 20 a 35°C, o de 20 a 30°C, y/o en el que dicha etapa de lixiviación (4) se lleva a cabo a un pH de 3.5 a 5, por ejemplo de 3.5 a 4.5, o de 3.8 a 4.0.
6. Un producto de proteína de soya sólido, procesado derivado de harina de soya (SBM) obtenido por el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicho producto de proteína comprende 65 - 75% de proteína en peso de materia seca, tiene una relación de peso de proteína a potasio de al menos aproximadamente 50:1 y un contenido de materia seca de al menos 90%, dicho producto contiene menos del 0,2% de sodio, tal como menos del 0,01% o menos del 0,005% o menos del 0,001% en peso, y donde al menos aproximadamente 65% en peso del contenido de oligosacáridos no digeribles del SBM de donde deriva la proteína ha sido eliminado.
7. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con la reivindicación 6, que además comprende material biológico procesado de otras fuentes de biomasa, tales como pastos, cereales, semillas, nueces, frijoles o guisantes, o mezclas de los mismos.
8. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 7, en el que la relación de proteína a potasio es de al menos 55:1, por ejemplo al menos 60:1, al menos 70:1, al menos 75:1, al menos 80:1 o al menos 90:1.
9. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, cuyo el producto medido en el contenido de materia seca comprende 1.5% de potasio o menos, tal como 1.4% o menos, 1.3% o menos, 1.2% o menos, 1.1% o menos, 1.0% o menos, 0.9% o menos, 0.8% o menos, 0.7% o menos, 0.6% o menos, 0.5% o menos, 0.4% o menos, 0.3% o menos, 0.2% o menos, 0.1% o menos.
10. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, cuyo producto medido en el contenido de materia seca comprende 0.3% de magnesio o menos, como 0.25% o menos, por ejemplo 0.2% o menos, 0.15% o menos o 0.1% o menos.
11. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en el que el contenido de oligosacáridos no digeribles medidos en el contenido de materia seca es de 3.0% o menos, tal como 2.5% o menos, por ejemplo 2.0% o menos, 1.5% o menos, o 1.0% o menos.
12. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en el que:
- al menos el 35% en peso del contenido de potasio original del SBM de donde deriva la proteína ha sido eliminado; y/o
- al menos el 30% en peso del contenido de magnesio original de SBM de donde deriva la proteína ha sido eliminado.
13. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, en el que:
- la cantidad de calcio es de 0.2 - 0.5%, por ejemplo, de 0.3 - 0.4% y
- la cantidad de cobre es de 10 - 25 mg/kg, por ejemplo 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22 o 25 mg/kg.
14. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, en el que el producto medido en el contenido de materia seca comprende:
- al menos 20 mg/kg (ppm) zinc; y/o
- al menos 15 mg/kg (ppm) manganeso.
15. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 14, en el que el producto medido en el contenido de materia seca comprende al menos 0.1% isoflavonas, por ejemplo al menos 0.12%, al menos 0.14%, al menos 0.15%, al menos 0.18%, al menos 0.2%, al menos 0.22%, al menos 0.25%, al menos 0.27%, o al menos 0.30% isoflavonas.
16. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15, en el que la cantidad de hierro aumenta por lo menos un 5% en peso en comparación con el contenido de SBM de donde se deriva la proteína, y/o donde el producto medido en el contenido de materia seca comprende al menos aproximadamente 110 mg/kg de hierro.
17. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 16, que se obtiene mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
18. Un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 17, en el que la capacidad de retención de agua es menos de 10 mL/g, menos de 5 mL/g, menos de 4 mL/g, menos de 3 mL/g, menos de 2 mL/g, o menos de 1 mL/g.
19. Uso de un producto de proteína de soya sólido, procesado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 18 en un producto de alimento procesado o como un ingrediente a ser usado en un producto alimenticio para consumo animal o como un ingrediente en un suplemento nutricional.
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