Preguntas y respuestas sobre la fabricación de proteínas vegetales
P: ¿Se ha estudiado el uso de enzimas para extraer proteínas, en lugar de álcalis y ácidos?
R: Alfa Laval está realizando un estudio al respecto. Cabe resaltar que las enzimas pueden tener dos usos: el primero sería utilizar enzimas para la hidrólisis, y el segundo, para la extracción propiamente dicha. El producto más importante que resulta de la hidrólisis enzimática son los hidrolizados, que carecen de las propiedades naturales de las proteínas. Por eso la hidrólisis enzimática no se denomina extracción. En el segundo uso de las enzimas se descomponen los componentes de la harina o los copos para liberar más proteínas; este tipo de enzimas produce proteínas nativas. Hay que tener en cuenta que el método de extracción mediante alcalinos es más económico, y las fuerzas de atracción de las enzimas son mayores cuando la extracción alcalina estándar presenta complicaciones, como sabores o colores no deseados.
P: ¿El tratamiento de los ácidos con dióxido de carbono es una buena opción para controlar el contenido de cenizas del aislado final?
R: Es una idea interesante, pero poco usado hasta la fecha para precipitar proteínas. El tratamiento con dióxido de carbono tiene algunas limitaciones: En primer lugar, parece complicado reducir el pH por debajo de 6, que no suele ser suficiente para precipitar proteínas, por lo que se necesitaría otra dosis de ácido. En segundo lugar, parece que reducir el pH del dióxido de carbono tiene un efecto más lento que el de otros ácidos comunes, lo que incrementa los gastos de una instalación de este tipo.
P: ¿Se puede conseguir proteína vegetal de calidad alimentaria?
R: Sí.
P: ¿Trabajan con un sistema de filtración por membrana de Alfa Laval o de otra marca?
R: Alfa Laval tiene un departamento específicamente dedicado a la filtración por membrana que cuenta con una amplia experiencia en este tipo de sistemas para todas las industrias que utilizan membranas.
P: ¿Por qué no se utilizan los sistemas de filtración por membrana para extraer proteínas en lugar de precipitación y decantador? ¿La precipitación con ácido no afecta a la funcionalidad de las proteínas?
R: Los sistemas de membrana se pueden utilizar para precipitar proteínas en vez de ácidos y de hecho se han utilizado en algunos casos. Hay que tener en cuenta que un sistema que combina precipitación ácida y separación por decantador suele ser más robusto y, por tanto, preferible. Para que la precipitación por membrana sea viable, se necesita optimizar el proceso al detalle.
Y sí, la funcionalidad de las proteínas puede verse afectada, sobre todo si se trabaja con un pH de extracción alto. Por un lado, depende del pH utilizado en el proceso y del tiempo de permanencia. Por otro, se ha descubierto que en algunos casos la proteína precipitada tiene menos compuestos antinutricionales en comparación con la proteína precipitada por membrana.
P: ¿Cómo valoran la calidad de las proteínas? ¿Alfa Laval es capaz de calificar su calidad?
R: Hay numerosos parámetros para definir la calidad de la proteína, como la composición de aminoácidos esenciales, la cantidad de antinutrientes, la digestibilidad de la proteína, las propiedades funcionales y las propiedades organolépticas. Alfa Laval suele colaborar con laboratorios certificados para que evalúen estos parámetros.
P: ¿Colaboran con alguien para conocer estos parámetros? Queremos investigar un nuevo producto en este ámbito.
R: Si la pregunta es continuación de la anterior, ver respuesta anterior.
P: ¿Qué opciones existen para eliminar el color y el sabor típicos de las proteínas vegetales?
R: Normalmente, la eliminación del color solo interesa en proteínas vegetales que presentan un color verde oscuro, como la de girasol. Tenemos varias soluciones para evitarlo. Le invitamos a ponerse en contacto con nosotros para saber más. En cuanto a eliminar el sabor, Alfa Laval está estudiando varias opciones. Actualmente utilizamos el proceso "flash" (o relámpago) después de la pasteurización. Pero también existen otros métodos actualmente en fase de estudio, como el uso de enzimas.
P: ¿Cuál es el pH de los copos blancos antes de llegar al decantador de proteínas?
R: Normalmente alrededor de 4,5, aunque puede variar en función de la materia prima.
P: ¿Cómo se evita la pérdida de proteínas durante la fase de lavado con agua, por ejemplo, de las proteínas hidrosolubles?
R: Normalmente, las proteínas hidrosolubles no llegan a la fase de lavado. La mayoría de ellas se habrán eliminado en el decantador de proteínas. Las pérdidas son bastante reducidas puesto que el pH sigue siendo bastante bajo.
P: En cuanto a la evaporación con intercambiador de calor de placas (ICP) que hemos mencionado, ¿solo proponéis AlfaVap o también otros ICP convencionales?
R: Ofrecemos AlfaVap porque estos intercambiadores se han diseñado específicamente para procesos de evaporación.
P: ¿Cuáles son las fuentes de proteínas vegetales más prometedoras en Europa?
R: No es fácil dar una respuesta sin tener en cuenta un amplio abanico de factores. Si hablamos de cultivos locales, las fuentes más prometedoras parecen ser los guisantes amarillos y las habas (por el almidón) y la colza y el girasol (por las semillas oleaginosas).
P: En el procesado de suero UF + NF (ultrafiltración + nanofiltración), ¿cuál es la proporción típica de permeado/concentrado en todas las fases del sistema?
R: Normalmente, en un sistema de NF, el factor de concentración volumétrica es de aproximadamente 2, mientras que en el sistema de UF ronda los 7. Una vez más, estas cifras son solo estimaciones ya que dependen de la materia prima.
P: ¿Puede Alfa Laval seguir separando el aislado proteico en diferentes componentes principales?
R: Actualmente no es una cuestión en la que estemos trabajando.
P: ¿Podría adelantar alguna cifra aproximada del consumo de energía por tonelada de productos?
R: Póngase en contacto con nosotros con su caso concreto, ya que el consumo de energía depende de muchos factores, como la materia prima y el grado de procesado
P: ¿Cuál es la solubilidad del copo blanco de semilla de girasol? ¿y del copo blanco de aceite de colza? ¿La proteína está aislada de los copos?
R: Los copos en sí son insolubles, pero podemos hablar de la solubilidad de las proteínas. Normalmente, la solubilidad aumenta con el pH y, una vez alcanzado un pH óptimo, la solubilidad disminuye. La solubilidad óptima basada en los copos blancos parece estar entre el 60-70%.
P: ¿Qué materias primas se han probado en el proceso de fraccionamiento húmedo de Alfa Laval?
R: La materia prima más probada en este momento es la soja, de hecho Alfa Laval cuenta con más de 40 años de experiencia en su procesamiento. Sin embargo, nuestra tecnología también ha demostrado su eficacia con proteínas de girasol, guisante amarillo, judía mungo y otras proteínas vegetales.
P: ¿Alfa Laval es capaz de eliminar los componentes que generan aromas y sabores no deseados de las proteínas (proteínas de soja y del guisante) en procesos húmedos y secos? Si es así, ¿cómo?
R: En la actualidad, los sabores y olores desagradables se eliminan parcialmente mediante tratamientos térmicos. Su eliminación total sigue siendo un reto pendiente.
P: ¿Qué tipo de molienda recomendáis para subproductos "de madera" como el escobajo de la uva?
R: No es una materia prima que se haya valorado hasta ahora. Necesitaríamos más estudios para conocer sus particularidades, como si es posible extraerle proteínas.
P: ¿Disponéis de equipos de laboratorio para procesar las proteínas?
R: Sí.
P: ¿Hasta qué punto son compatibles las líneas de extracción para cultivos similares en una de las dos categorías (oleaginosas y féculas)?
R: Las líneas de extracción para la precipitación y el lavado de proteínas son bastante similares. También hay similitudes en la extracción, pero la mayor diferencia radica en cómo se tratan los sólidos del decantador de extracción. También hay que destacar que las semillas oleaginosas con bajo contenido en aceite (1-2%) tienen un mayor contenido en proteínas, por lo que proporcionan más proteínas por tonelada de materia prima.
P: ¿La precipitación con ácido no afecta a la funcionalidad de las proteínas?
R: Aunque Alfa Laval no lo ha estudiado a fondo, las proteínas pueden verse afectadas hasta cierto punto.
P: Si quiero procesar X toneladas de guisantes amarillos, ¿puede Alfa Laval construirme la fábrica entera y entregarme la instalación lista para usar?
R: Póngase en contacto con nosotros e infórmenos de su proyecto concreto.
P: ¿Disponéis de procesos para extraer proteínas funcionales manteniendo la temperatura por debajo de 60-70° Celsius, es decir, sin fases de calor?
R: Sí, Alfa Laval puede encargarse de ello. Aunque realizaríamos una etapa de pasteurización, reduciríamos al mínimo su duración y, por tanto, también la desnaturalización.
P: ¿Disponéis de equipos de intercambio iónico para reducir las sales?
R: No, Alfa Laval no ofrece actualmente estos equipos, pero si un cliente compra un sistema de Alfa Laval, podemos incluirlo en el pack.
P: ¿Tenéis experiencia en la extracción de proteínas de las fibras de avena?
R: Depende de dónde se obtengan las fibras. Si las fibras de avena se han obtenido de un proceso de leche de avena, los estudios indican que parece bastante difícil extraer las proteínas con una extracción enzimática o alcalina porque las proteínas quedan muy desnaturalizadas por los pasos enzimáticos previos.
P: ¿Qué tipos de membranas fabrica Alfa Laval (de fibra hueca o HF, cerámicas o en espiral)?
R: Alfa Laval fabrica membranas en espiral y de placa y bastidor.
P: ¿Es posible combinar tratamientos en húmedo y en seco para obtener el aislado proteico (primero el tratamiento en seco y, después, aislar la proteína mediante el tratamiento en húmedo)?
R: Sí, es posible, pero no lo recomendamos porque el tratamiento en seco muele la harina tan finamente que no la hace apta para un tratamiento en húmedo. Alfa Laval ha descubierto que este método plantea dos problemas:
Los gránulos de almidón parecen estar gravemente dañados, lo que reduce la eficacia de la etapa de extracción y también parecen inadecuados para el posterior lavado del almidón. Es probable que este producto tenga menos valor que el obtenido manipulando adecuadamente los gránulos de almidón.
El fraccionamiento en seco también tiene un efecto secundario, concentra las grasas, lo que significa que puede haber problemas para alcanzar ciertos niveles de pureza de las proteínas aisladas en el proceso húmedo.
P: ¿Es posible procesar más de un producto en la misma línea? ¿Afecta esto a la calidad del producto incluso después de realizar la limpieza in situ (CIP)?
R: Es posible, pero hay que tener en cuenta que el rendimiento de la línea será diferente. Si la CIP se hace bien, no debería haber problemas de calidad.
P: ¿El desolventizado flash tiene limitaciones de porcentaje de alimentación? ¿Cuál es su eficiencia energética en comparación con el secado por pulverización?
R: Alfa Laval no vende equipos ni líneas de proceso de desolventizado flash, por lo que esta pregunta debe dirigirla a una empresa especializada en este campo. Probablemente no sea justo comparar estas dos tecnologías, ya que el desolventizado flash se utiliza para eliminar el disolvente de la extracción del aceite, mientras que el secado por pulverización se emplea para secar el producto final, como el aislado producido.
P: De las dos opciones (semillas oleaginosas o cereales con almidón), ¿cuál es el más costoso en cuanto a gastos de capital?
R: Depende del alcance del tratamiento, por lo que debe estudiarse caso por caso.
P: La siguiente etapa, tras aislar la proteína, es fabricar por extrusión las migas de proteína, que son el ingrediente principal de la carne vegetal. ¿Vende Alfa Laval equipos o tecnologías que realicen este último paso?
R: Cabe señalar que la extrusión es solo una de las muchas salidas del aislado proteico. Podría tener otros usos, como la proteína en polvo, bebidas, hamburguesas de alternativas a la carne, etc. Alfa Laval no ofrece actualmente equipos de extrusión.
P: ¿Se ha estudiado el uso de enzimas para extraer proteínas, en lugar de álcalis y ácidos? En caso afirmativo, ¿cómo se evita la pérdida de proteínas (como las hidrosolubles) durante la fase de lavado con agua?
R: Las enzimas se utilizan sobre todo en la fase de extracción. Las enzimas no sustituyen a la precipitación, a menos que se hidrolicen las proteínas, lo que produce un producto proteico completamente diferente al de la etapa de extracción. El uso de enzimas para la extracción se está estudiando. Las pérdidas durante lavado serían menores si las enzimas se utilizaran para la extracción seguido de precipitación ácida, ya que en este punto la proteína todavía tiene un pH bajo. Si se producen hidrolizados, hay otras tecnologías de lavado para minimizar la pérdida, como las membranas de diafiltración.
P: ¿Por qué no se utilizan los sistemas de membrana para extraer proteínas en lugar de precipitación y decantador?
R: Se utilizan en algunos casos, pero es importante garantizar la robustez y hacer un buen análisis sobre el funcionamiento de las membranas en comparación con la extracción/precipitación cáustica/ácida con decantador.