En este trabajo de investigación se optimizaron los parámetros de extracción de proteínas en medio alcalino utilizando como materia prima harina de tarwi (Lupinus mutabilis) delupinizada y parcialmente desgrasada, aprovechando el alto contenido proteico de la leguminosa. El análisis aproximado de la materia prima muestra que el contenido de proteínas y lípidos se destaca en 43,31 y 16,83%, mientras que en la harina delupinizada y semidesgrasada los resultados fueron 49,87 y 3,23%, respectivamente.
ASPECTOS AGROBOTÁNICOS DEL TARWI
Descripción botánica
Los niveles de floración y las partes de las semillas de tarwi se muestran en la Figura O l. La presencia de alcaloides en el tarwi es natural, son tóxicos y dan un sabor amargo a la semilla, por lo que el desarrollo de un proceso de depuración es prioridad en muchas investigaciones.
AISLADO DE PROTEÍNA 1. Las proteínas
Todas las proteínas tienen la misma estructura química central, que consta de una cadena lineal de aminoácidos. La estructura primaria de una proteína determina la función que cumplirá posteriormente. Así, las proteínas estructurales (como las que forman tendones y cartílagos) tienen una mayor cantidad de aminoácidos rígidos que crean fuertes enlaces químicos entre sí para proporcionar fuerza a las proteínas. Estructura proteica que forman.
J. Estructura terciaria
Estructura cuaternaria
Clasificación de las proteínas
Las heteroproteínas constan de una fracción proteica y un grupo no proteico, llamado grupo protésico. Glicoproteínas: Son moléculas formadas por una fracción de carbohidratos (del 5 al 40%) y una fracción de proteínas unidas por enlaces covalentes.
Funcionalidad de las proteínas en alimentos
AISLAMIENTO DE PROTEÍNAS
La solubilidad de la mayoría de las proteínas globulares se ve profundamente afectada por el pH del sistema. La mayoría de las proteínas globulares muestran una solubilidad mínima, aunque esto depende del pH y del tipo de proteína (Nelson y Cox, 2001). El método incluye la extracción básica de proteínas solubles seguida de precipitación ácida en el punto isoeléctrico.
Extracción de compuestos no proteicos utilizando agua adaptada al punto isoeléctrico de las proteínas.
Extracción de compuestos no proteicos mediante el uso de agua ajustada al punto isoeléctrico de las proteínas
PARÁMETROS DE OBTENCIÓN DE AISLADO PROTEICO
Las proteínas generalmente tienen una carga neta negativa, por lo que cuando el pH aumenta, los iones OH- se absorben en el sistema, lo que hace que la carga neta sea aún más negativa. Este fenómeno hace que las moléculas de proteínas se repelan entre sí y las hagan solubles. Paralelamente, las moléculas de agua se incorporan mediante enlaces de hidrógeno, lo que aumenta la solubilidad. Por ejemplo, la solubilidad de las proteínas del anacardo (Anacardium accidenta/e L) se puede aumentar elevando el pH por encima de 7,0; Por encima de pH 11, sin embargo, la solubilidad de las proteínas no se ve afectada significativamente. Los iones W y OH del agua provocan efectos similares, pero además de influir en la envoltura acuosa de las proteínas, también influyen en la carga eléctrica de los grupos ácidos y básicos de las cadenas laterales de los aminoácidos.
Este cambio en la carga superficial de las proteínas elimina las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura terciaria y provocan su precipitación.
Temperatura
Los tratamientos altamente alcalinos (pH > 9) afectan negativamente a los aminoácidos azufrados y otros aminoácidos esenciales como la lisina, produciendo lisino-alanina, además de provocar la desnaturalización e hidrólisis de las proteínas, aumentando la reacción de Maillard con oscurecimiento de las proteínas y aumentando la extracción de no -componentes proteicos que se coprecipitan con proteínas y reducen así la calidad del aislado de proteínas. Cheftel et al. (1989) mencionan que la desnaturalización suele ir seguida de agregación y que la solubilización de la proteína desnaturalizada es menor que la de la proteína nativa. Este resultado difiere del reportado por Sathe (1994) y citado por Ventura et al. (2005) quienes obtuvieron mayor extracción de proteínas a 25 °C con harina de anacardo desgrasada.
Las etapas iniciales de la coagulación por calor de una solución acuosa de proteína son: (a) la disociación reversible de la estructura cuaternaria en subunidades y (b) la desnaturalización irreversible de las estructuras secundaria y terciaria (Rodríguez et al., 2002).
Efecto de la polaridad del disolvente
A continuación se muestran las relaciones harina:solvente para la extracción de proteínas de castaña de cajú (Anacardium occidentale L), los resultados muestran que las relaciones a considerar son significativas, por lo que niveles cercanos a 1:15 parecen ser suficientes (Ventura et al. , 2005). Sin embargo, las proporciones utilizadas en la harina de soja son 1:1 O con Ja, dando como resultado aislados con una alta concentración proteica (Ramírez, et al., 2007).
Fuerza iónica
Recuperación de las proteínas por precipitación
TIEMPO Y ESPACIO
El presente trabajo de investigación se realizó en los laboratorios de química, operación unitaria y microbiología de la Escuela Académica Profesional de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional Micaela Bastidas en Apurímac, realizado entre los meses de marzo y octubre de 2010. Por otro Por otro lado, análisis proximales de harina de tarwi, soluciones, muestras de extracción alcalina y aislado proteico final en los laboratorios de la Facultad de Ciencias Químicas, Físicas y Matemáticas de la Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco.
MATERIA PRIMA
MATERIALES Y REACTIVOS 1. Materiales y utensilios
MÉTODOS DE ANÁLISIS
Los cálculos se realizan sobre la base de un estándar (muestra en blanco) y se cuantifica la diferencia de valorante utilizado en la muestra (método de referencia AOAC. 960.52-Micro-KjeldahJ). Donde: Gb: Emisión en la muestra en blanco G: Emisión en la muestra analizada f: Factor de conversión (6.25). Método AOAC 923.03, incinerar la muestra a 600 oc para incinerar toda la materia orgánica, la materia inorgánica no destruida se denomina como.
962.09, que incluye la determinación del residuo luego de la eliminación de carbohidratos solubles por hidrólisis a.
DESLUPINIZACIÓN Y OBTENCIÓN DE HARINA 1. Deslupinización
Cocción: En esta parte se cocinaron los granos de tarwi por un periodo de 1 hora (60 minutos) según lo recomendado. Incluye la deshidratación del tarwi desamargado, para su posterior transformación en harina, que es la materia prima para la extracción del tarwi. La operación se inició inmediatamente después de realizar el desgranado, secado y molienda, la harina se disolvió en una solución de etanol al 95% en una relación harina:solución de 1:3 con tres extracciones consecutivas durante 5 horas cada una, finalmente se desgrasó la harina. fue lijado según sea necesario.
El análisis proximal se realizó según los métodos de la AOAC, tal como se realizó en el análisis proximal de la materia prima (ver métodos analíticos, punto 3.4).
OPTIMIZACIÓN DE LA EXTRACIÓN ALCALINA
- SCREENING
- ESCALAMIENTO
- OPTIMIZACIÓN FINAL
Para el diseño factorial (2k) del primer paso de optimización se seleccionaron los dos niveles de los factores que permitieron mayor resolución. En la mayoría de los casos, se desconoce la forma de la relación entre la respuesta y las variables independientes. En todas las etapas de optimización se ha utilizado el método Micro-Kjeldahl para determinar la proteína solubilizada.
El procedimiento general para la obtención del aislado proteico se muestra en el diagrama de flujo de la Figura 12.
ANÁLISIS PROXIMAL DEL AISLADO
CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DEL AISLADO
El contenido se agitó durante 1 minuto con un alambre fino para dispersar la muestra en el aceite, después de 30 minutos de reposo, el tubo de ensayo se centrifugó durante 25 minutos a 3200 revoluciones por minuto. La absorción de aceite se expresó como porcentaje de la cantidad de aceite absorbido/100 g de muestra. El método fue desarrollado por Lin y Humbert (1974), el cual consiste en pesar 6 g de una muestra de 14% de humedad y colocarla en un recipiente con 200 ml de agua destilada, luego mezclar con un agitador durante 6 minutos. Los datos se obtuvieron antes y después de la agitación.
Después de medir el volumen total del batido, se registró el volumen de espuma del recipiente para estudios de estabilidad de la espuma a 1, 10, 20, 60 y 90 minutos.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
RESULTADOS Y DISCUSIONES
- ANÁLISIS PROXIMAL DEL TARWI
- ANÁLISIS PROXIMAL DE LA HARINA DE TARWI
- OPTIMIZACIÓN EN LA EXTRACCIÓN ALCALINA 1. SCREENING
- ESCALAMIENTO
- OPTIMIZACIÓN DE LOS PARÁMETROS
- ANÁLISIS PROXIMAL DEL AISLADO
- PROPIEDADES FUNCIONALES DEL AISLADO PROTEICO
- RENDIMIENTO
Sin embargo, Bejarano (2008) realizó una extracción alcalina a 50 oc, no reportando efectos negativos sobre las proteínas extraídas. De manera similar, Iraní (1981) utilizó NaOH al 0,2% para solubilizar proteínas de ricino (Ricinus communis). 45 oc, en el cual la solubilidad de las proteínas fue la más alta. Según estudios realizados en pruebas anteriores, cada factor afecta de forma diferente a la solubilidad de las proteínas, pero los efectos de la interacción de los factores tienen un efecto muy significativo en la cantidad de proteína obtenida. El aislado de proteína de soja es un insumo muy utilizado en la industria alimentaria; el análisis proximal del concentrado muestra que se puede obtener un aislado con 84.6% de proteína (Chavarria et al., 2005).
Estas propiedades se tienen en cuenta a la hora de incorporar concentrados proteicos a la tecnología alimentaria (Cori et al. 2006).
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
- CONCLUSIONES
- RECOMENDACIONES
Determinación de las propiedades funcionales de un aislado proteico de semillas de sésamo (Sesamum indicum). Obtención, caracterización estructural y determinación de las propiedades funcionales de un aislado proteico de Quinua orgánica (Chenopodium quinoa. Efecto de la temperatura sobre películas de un aislado proteico de suero bovino (WPI) adsorbido en la interfaz aceite-agua.
Obtención, caracterización y relación estructura-funcional de un aislado proteico de quinua orgánica (chenopodium quinoa) procedente de la VI región de Chile.
ANEXOS Y APENDICES
ANEXOS
Composición química de los principales productos de lupino en comparación con la harina de pescado y la soja (todos los valores están expresados en g/kg MS, salvo que se especifique lo contrario). El siguiente gráfico muestra el diagrama de flujo de los valores de balance de masa, los cuales se realizaron en base a rendimientos, análisis proximales y pesajes. El ajuste del pH se realiza con HCl O, IN y NaOH O, IN después de realizar la dilución.
APÉNDICES
- HUMEDAD
- GRASA
- PROTEINAS
- FffiRA
- CENIZA
Alunclum cn1cil>le~ or eq.uivalem gnumle~ (RR Ahmdum 90 mesh.. equipment plate, manufactured by l\alge Co. acconunmhlte filter apparatus,;. Insert the scree into the beaker and keep the fuel from "A:reen<.t below the surface of the liquid until all the liquid is removed.
2J Filter content<> of beaker by::h Büdmer (viewed v.-ith ce- mic fibo·if extremely fine material<> is aualized).r1n-se beaket.·.
