Tehnici de Obținere a Izolatelor Proteice

1. Izolatul proteic din soia

Soia poate fi valorificată în mod complex în făinuri normale şi făinuri extrudate, concentrate proteice tradiţionale si funcţionale, concentrate sub formă de texturate, izolate din soia normale şi izolate din soia structurate prin granulare inclusiv derivate proteice filate.

Izolatele proteice din soia reprezintă forma cea mai rafinată a derivatelor proteice, conţinutul de proteine putând ajunge în acestea la 95 – 96 %.

Obţinerea izolatelor proteice implică două etape principale :

- în prima etapă, proteinele din făina de soia sau paietele sunt solubilizate pentru a putea fi separate de compuşii insolubili, în special poliglucide Extractul obţinut conţine 5-8% s.u. reprezentat de proteine solubile şi alţi constituenţi solubili (compuşii azotaţi neproteici, glucide solubile, polifenoli, săruri);

- în a doua etapă are loc concentrarea proteinelor şi, mai ales, purificarea lor de componentele nedorite

Cea de a doua etapă se poate realiza pe două căi:

- precipitarea proteinelor la punctul izoelectric şi separarea lor prin centri¬fugare (izolatul sub formă de pastă are 10-20% s.u.). După spălare cu apă, izolatul se poate usca direct sau este neutralizat înainte de uscare ;

- ultrafiltrare, în care caz moleculele neproteice trec prin membrane, retenatul fiind constituit din proteine care sunt trimise la uscare. [1]

1.1. Schema tehnologică de obţinere a izolatelor proteice din soia

Apă, NaOH

Polizaharide insolubile

(reziduu insolubil)

HCl

Ultrafiltrare

ZER

NaOH

1.2. Descrierea etapelor din cadrul

tehnologiei de obţinere a izolatelor proteice din soia

În cele ce urmează se fac referiri numai la unele operaţii din prima şi din a doua etapă.

Extracţia proteinelor

Extracţia, respectiv solubilizarea proteinelor, va depinde de NSI, granulaţia materiei prime şi de condiţiile de lucru (pH, temperatu¬ră, solvent, raport solvent/materie primă, durata şi numărul de extracţii). Se reco¬mandă folosirea de făină sau de paiete de soia cu NSI mare, adică materii prime la care proteinele nu au fost denaturate puternic, randamentul la extracţie şi, respectiv, randamentul global după precipitarea la pH = 4,6 fiind dependente de NSI. Granulometria materialului de start influenţează randamentul în extracţie după diferite perioade de timp.

În ceea ce priveşte pH-ul la extracţie, este cunoscut faptul că proteinele din soia sunt solubile la pH = 7,0, dar în fabricaţie se foloseşte un pH mai alcalin, avându-se în vedere conţinutul în săruri al apei de extracţie şi un oarecare grad de denaturare al proteinelor din materialul de start în timpul desolventizării paietelor degresate. De regulă se foloseşte un pH de aproximativ 9,0 şi temperatura de 55°C. Aceşti parametri conduc la o creştere a randamentului şi limitează dezvoltarea microorganismelor. Dacă se lucrează la un pH mai mare, se modifică caracteristicile senzoriale ale izolatului şi se pot forma şi aminoacizi de tipul lizinoalaninei (aceasta se formează la pH > 10 şi la temperatură ridicată). Durata de extracţie recomandată este de 30 min.

De regulă, producătorii de izolate folosesc 3 module şi anume:

- modulul 1,20/1, cu centrifugare extract în centrifuge verticale;

- modulul II, 10/1, cu centrifugare extract în centrifuge orizontale;

- modulul III, 5/1, cu centrifugare extract în centrifuge orizontale.

Reziduul insolubil rezultat la centrifugarea extractului va avea următoarea compoziţie (raportare la % s.u.): proteine 13-36; substanţe minerale 4-6; lipide totale 0,5-1; fibră brută 9-13; compuşi fibroşi totali 45- 75. Compuşii fibroşi sunt alcătuiţi din celuloză, hemiceluloză, gume şi mucilagii. [1]

Recuperarea proteinelor prin precipitare

În etapa a doua, proteinele din extractul centrifugat se precipită discontinuu sau continuu prin adaos de HCI sau PO4H3 până la pH = 4,5-4,6, potenţialul electric al proteinelor din soia fiind nul la pH=4,86. La 30°C, potenţialul nul este la pH 4,30.

Proteinele precipitate sunt separate de zer în centrifuge verticale cu duze de evacuare a precipitatului. Crema proteică evacuată are 30% s.u. Izolatul proteic sub formă de izolat la pH, sau proteinat (de Na, K, Ca) are un conţinut de proteine de aproximativ 93,7% faţă de s.u.

În cazul folosirii ultrafiltrării, din extractul centrifugat se pot recupera atât proteinele precipitabile la pH„ cât şi cele care nu precipită la acest pH, ceea ce înseamnă o creştere a randamentului de 5-10%. Retenatul de la ultrafiltrare ar trebui să fie diafiltrat pentru a fi bine purificat de compuşi cu masă moleculară mică. Extractul pentru ultrafiltrare trebuie să aibă un conţinut de 5,0-13% s.u. La folosirea de membrane de ultrafiltrare "Ucarsep" se poate obţine un debit de permeat de 140 l/hm2. După ultrafiltrare, retenatul se diluează cu un volum egal de apă şi, apoi, se ultrafiltrează din nou, obţinându-se un retenat cu 13% s.u.

Pentru a obţine randamente superioare (creştere cu aproximativ 18%) se recomandă folosirea combinată a diafiltrării şi osmozei inverse.