OBTENCION DE AISLADO PROTEICO DE SOYA I.
OBJETIVO: Establecer el flujo para la obtención de proteínas a partir de soya mediante la precipitación. II. FUNDAMENTO: Se fundamenta en la solubilización de las proteínas en agua alcalinizada. La solución se filtra y centrifuga para eliminar los polisacáridos insolubles. Los carbohidratos solubles y las sales se eliminan después por precipitación al punto isoeléctrico, seguida de centrifugación y lavado de la cuajada proteica. Después de la deshidratación, generalmente por atomización, se obtiene un aislado de proteínas que contiene no menos de un 90% de proteína. III. MARCO TEÓRICO: 1. La Soya: El nombre de género Glycine fue introducido originalmente por Linnaeus (1737) en la primera edición de Genera de Genera Plantarum. La Plantarum. La palabra glycine deriva del griego - glykys (dulce) y se refiere, probablemente al dulzor de los tubérculos comestibles con forma de pera de pera (apios en Griego) producidos por la enredadera leguminosa enredadera leguminosa o herbácea trepadora, Glycine apios, que ahora se conoce como Apios como Apios americana. La americana. La soja cultivada primero apareció en Species Plantarum, Plantarum, Linnaeus, bajo el nombre de Phaseolus max L. La combinación, Glycine max (L.) Merr., Merr., fue propuesta por Merrill en 1917, ha llegado a ser el nombre válido para esta planta. 2. Descripción y Características Físicas: La soja varía en crecimiento, hábito, y altura. Puede crecer desde 20 cm hasta 2 metros de altura y tarda por lo menos 1 día en germinar. Las vainas, tallos y hojas están cubiertas por finos pelos marrones o grises. Las hojas son trifoliadas, tienen de 3 a 4 prospectos por hoja, y los prospectos son de 6-15 cm de longitud y de 2-7 cm de ancho. Las hojas caen antes de que las semillas estén maduras. Las flores grandes, inconspicuas, autofértiles nacen en la axila de la hoja y son blancas, rosas o púrpuras. El fruto es una vaina pilosa que crece en grupos de 3-5, cada vaina tiene 3-8 cm de longitud y usualmente contiene 2-4 (raramente más) semillas de 5-11 mm de diámetro. La soja se da en varios tamaños y la cáscara de la semilla es de color negro, marrón, azul, amarillo, verde o abigarrado. La cáscara del poroto maduro es dura, resistente al agua y protege al cotiledón e hipocótilo (o "germen") de daños. Si se rompe la cubierta de la semilla, ésta no germinará. La cicatriz, visible sobre la semilla, se llama hilum (de color negro, marrón, gris y amarillo) y en uno de los extremos del hilum está el micrópilo, o pequeña apertura en la cubierta de la semilla que permite la absorción de agua para brotar. Algo para destacar es que las semillas que contienen muy altos niveles de proteína, como las de soja, pueden sufrir desecación y todavía sobrevivir y revivir después de la absorción de agua.
3. Composición Química de la Semilla: Juntos, aceite y contenido de proteínas cuentan son el 60% aproximadamente del peso seco de la soja; proteína 40% y aceite 20%. El resto se compone de 35% de carbohidratos y cerca del 5% ceniza. Los cultivares comprenden aproximadamente 8% cáscara de semilla, 90% cotiledones y 2% ejes de hipocótilo o germen. La soja es un alimento muy rico en proteína. Algunos de sus derivados se consumen en substitución de los productos cárnicos, ya que su proteína es de muy buena calidad, casi equiparable a la de la carne. Los adultos necesitan ingerir con la dieta 8 aminoácidos (los niños 9) de los 20 necesarios para fabricar proteínas. Las proteínas más completas, es decir, con todos los aminoácidos necesarios, suelen encontrarse en los alimentos de origen animal. Sin embargo la soja aporta los 8 aminoácidos esenciales en la edad adulta, aunque el aporte de metionina sea algo escaso; pero esto puede compensarse fácilmente incluyendo cereales, huevos o lácteos en la alimentación diaria. La mayoría de la proteína de soja es un depósito de proteína relativamente estable al calor. Esta estabilidad al calor permite resistir cocción a temperaturas muy elevadas a derivados de la soja tales como el tofu, el jugo de soja y las proteínas vegetales texturizadas para ser hechas. Los principales carbohidratos solubles, sacáridos, de soja madura son: el disacárido sacarosa (2,50 – 8,20%), el trisacárido rafinosa (0,10 – 1%) compuesto por una molécula de sucrosa conectada a una molécula de galactosa, y el tetrasacárido estaquiosa (1,40-4,10%) compuesto por una sucrosa conectada a dos moléculas de galactosa. Los oligosacáridos rafinosa y estaquiosa protegen la viabilidad de la semilla de soja de la desecación pero no son digeribles y por lo tanto contribuyen a la flatulencia y molestias abdominales en humanos y otros animales monogástricos. Los oligosacáridos no digeridos son degradados en el intestino por microbios nativos produciendo gases tales como dióxido de carbono, hidrógeno, metano, etc. Carbohidratos
30.16 g
•
Azúcares
7.33 g
•
Fibra alimentaria
9.3 g
Grasas
19.94 g
Proteínas
36.49 g
Agua
8.54 g
Vitamina A
1 μg (0%)
Vitamina B6
0.377 mg (29%)
Vitamina B12
0 μg (0%)
Vitamina C
6 mg (10%)
Vitamina K
47 μg (45%)
Calcio
277 mg (28%)
Hierro
15.70 mg (126%)
Magnesio
280 mg (76%)
Potasio
1797 mg (38%)
Sodio
2 mg (0%)
Zinc
4.89 mg (49%)
4. Proteína de soya: Se suele considerar proteína de soya o soja a la proteína de almacenaje contenida en partículas discretas llamadas cuerpos proteicos, que se estiman contienen al menos el 6070% del total de proteínas de la soja. Tras la germinación de la soja, la proteína será digerida por la planta y los aminoácidos liberados serán transportados a las partes de la plántula en crecimiento. Las proteínas de legumbres como la soja pertenecen a la familia de las globulinas almacenadas en semillas llamadas leguminas (11S) o vicilinas (7S), o glicinina y beta-conglicinina en la soja. Los granos contienen un tercer tipo de proteína de almacenaje llamada gluten o «prolaminas». La soja también contiene proteínas biológicamente activas o metabólicas, como enzimas, inhibidores de tripsina, hemaglutininas y cisteína proteasas. Las proteínas de almacenaje de los cotiledones de soja, importantes para la nutrición humana, pueden extraerse de la forma más eficiente con agua, agua con álcali diluido (pH 7-9) o soluciones acuosas de cloruro sódico (0,5-2 M) a partir de soja descascarillada y desgrasada sometida a un tratamiento mínimo de calor, de forma que la proteína permanezca en un estado casi natural. La soja se procesa para obtener tres tipos de productos ricos en proteínas: harina de soja, soja concentrada y aislado de soja. 5. Aplicaciones de la soya en la industria alimentaria: Las proteínas juegan un papel mayoritario en las propiedades funcionales de los alimentos. Las proteínas son aproximadamente el 40% del peso seco de la soya. La mayor parte de la proteína de soya es clasificada como flobulinas. Las proteínas de soya contienen numerosas cadenas polares laterales con lo cual se vuelve hidrofílica tal proteína, por lo tanto, las proteínas tienden a absorber y retener agua cuando están presentes en sistemas de alimentos. Ciertos sitios polares en las moléculas de las proteínas de soya tales como los grupos carboxilo y amino son ionizables así que la polaridad es cambiada por las condiciones de pH. La harina de soya desgrasada, por
ejemplo, a un pH de, 8.5 absorbe el doble de agua que absorbería a un intervalo de pH de 4 o 3. En productos cárnicos desmenuzados, las proteínas de soya promueven la absorción y retención de grasa, por lo tanto se disminuyen las pérdidas durante la cocción y se mantiene la estabilidad dimensional. Los aislados de soya se ha reportado que absorben del 50-90% de aceite de su peso seco. IV. PARTE EXPERIMENTAL: - Verter en un vaso precipitado muestra y agua en una proporción de 1/15 respectivamente. - Con un pH patrón de 8,7; se procede a medirlo, y si este es menor se ajusta con NaOH hasta acercarlo hasta el pH mencionado. 3 g soya
-
-
45 ml de agua
Se procede al centrifugado, dándose este a 5000 rpm, durante 10 minutos en un tubo de ensayo, al centrifugarlo se observa el sobrenadante, el cual debe tener un pH de 4.5, si no se diese entonces, se ajusta dicho pH con HCl . Se procede a filtrar la muestra, previo pesado del papel filtro.
Peso del papel filtro= 1,0474 g. Luego se lleva lo filtrado a una estufa a 60 oC durante 30 minutos, y por diferencia del peso inicial y el final, estaríamos obteniendo la cantidad de proteínas presentes en la muestra. V. RESULTADOS: - pH inicial= 6, ajustamos este valor y llegamos a 9. - Ajustando el sobrenadante con HCl, obtuvimos un Ph de 4. - Peso inicial del papel= 1.0474 g. - Sobrenadante= 20 ml. Operando: -
1…………………..15
3g-------------45ml X-------------20ml
X= 1.333 peso de la muestra. Obtención en la estufa: 1,6295-1.0474=0,6 1,3 – 0,58=0,75 La cantidad de proteínas en la muestra de soya es 0,75. VI. DISCUSIONES: - La característica hidrofílica de las proteínas de soya se debe a que, las proteínas de la soya presentan numerosas cadenas polares laterales. - Las proteínas de la soya tienden a absorber y retener agua debido a las numerosas cadenas polares que presentan. - Los alimentos generados a partir de la soya: como la carne de soya, permiten desarrollar una dieta sana, esta genera a la dieta denominada vegetariana. - Los productos que proceden de la soya contiene un mínimo del 70% de proteínas, los cuales se conocen como concentrados proteicos de soya. Se prepara a partir de harina de soya desengrasada, eliminando los oligosacáridos, la materia mineral y otros. Miller D. - En la nutrición diaria, sería ideal el consumo de proteínas de soya, por ser de origen vegetal. - Según Stryer (2008) el pH del medio afecta la solubilidad de las proteínas, pues cuando es igual al punto isoeléctrico de la proteína, esta pierde su carga eléctrica neta y con ello su solubilidad, llegando a precipitar en algunos casos; esto se puedo evidenciar en el laboratorio pues la proteína se desnaturalizaba en presencia de ácidos y bases fuertes. - Nelson (2007) La presencia de solventes orgánicos como la acetona, etanol y metanol, afecta también la solubilidad de las proteínas, porque en su presencia disminuye la capacidad de los solventes acuosos para separar y solubilizar a los grupos cargados de las proteínas; es por eso que cuando la albumina y el alcohol reaccionaban formando precipitado. - Según A. Pumarola, sostiene que la coagulación y desnaturalización de las proteínas, con lo que el coloide citoplasmático queda alterado y los sistemas enzimáticos inactivados .Este es el mecanismo de acción de las sales de metales pesados, calor, fenol y alcohol, esto se pudo evidenciar en el desarrollo de la practica de laboratorio, utilizando soluciones de metales pesados y alcohol. - Según Walter William Linstromberg, sostiene que las proteínas coagulan o precipitan al ser calentadas .La albumina proteína existente en la clara de huevo, constituye un ejemplo muy conocido de proteína fácilmente coagulable por el calor.
-
Según Walter William Linstromberg, sostiene que las sales de ciertos metales pesados (plomo, plata, mercurio) también precipitan las proteínas y las proteínas también son precipitadas por ciertos ácidos. La precipitación de una proteína mediante cualquier agente es irreversible y se dice que la proteína esta desnaturalizada, esto se realizo y se evidencio en la practica de laboratorio. - Según Melo, V. & Oscar Cuamatzi (2007) un aumento inusual de la temperatura provoca mutación en la proteína y de esta forma una pérdida en su estabilidad y actividad. A una temperatura normal de hasta 37ºC la proteína conserva su estabilidad y forma activa, sin embargo, cuando esta temperatura aumenta por encima de los 40ºC o los 50ºC la proteína se vuelve inestable e inactiva. Por lo que se produce la coagulación de la proteína, lo que coincide con lo observado en la práctica ya la temperatura de coagulación fue de 75ºC. - Según CHEFTEL (1989). El Ph del medio en el cual está la proteína, tiene una influencia considerable en el proceso de desnaturalización generalmente cuando son valores muy altos o muy bajos. Por ende deberíamos tener mucho cuidado en la temperatura en que se trabaja el huevo - Según ORDOÑEZ (1998). la principal ventaja de una buena solubilidad es que permite una dispersión rápida completa de las moléculas proteicas, lo que produce a un sistema coloidal y con una estructura homogénea. VII. CONCLUSIONES: - A más extracciones del sobrenadante, después del proceso de centrifugación, se obtendrá un mejor aislado de proteínas. - El proceso de aislar las proteínas de soya es muy importante puesto que, ello nos permite fortificar mejor un alimento, con la extracción proteica de dicho vegetal.. -
Las proteínas como los aminoácidos presentan varias propiedades y características que se deben a su naturaleza iónica anfoterica acido – base.
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El carácter anfótero que presentan las proteínas y los aminoácidos se debe a la presencia de los grupos ácidos (-COOH) y básicos (-NH2) simultáneamente en las misma molécula.
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La acción de los metales pesados sobre las proteínas proteinatos de los metales pesados insolubles.
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La precipitación de las proteínas por acción de los metales pesados (cationes) como son el fierro, cobre y plomo; presentes en las soluciones de cloruro férrico, sulfato de cobre y nitrato de plomo; en la practica de laboratorio se experimento con muestras de albumina, caseína, glicina y agua destilada de las cuales solo reaccionar positivamente (formaban precipitado) fueron la albumina y la caseína que son proteínas.
dan la formación de
-
La carga total de la molécula proteica depende pues, del pH de la solución y del número relativo de cada aminoácido en la molécula. Así, cuando el pH de la solución es tal que la carga neta de la molécula proteica es cero, se llama a este valor de pH, punto isoeléctrico o pH isoeléctrico de la proteína.
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Las proteínas debido al gran tamaño de sus moléculas forman con el agua soluciones coloidales que pueden precipitar formándose coágulos al ser calentadas a temperaturas superiores a 70ºC o al ser tratadas con soluciones salinas, ácidos, alcohol, etc.
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La energía necesaria para causar la desnaturalización suele ser pequeña, quizá equivalente a la desorganización de tres o cuatro puentes hidrógeno.
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Las proteínas pueden ser desnaturalizadas de diferentes formas ya sea por aumento del calor, irradiación o por contacto con agentes químicos.
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Según Ordoñez (1998): Proteína: son moléculas complejas constituidas por carbono, hidrogeno, oxigeno y nitrógeno y, a veces, también otros elementos como azufre, hierro, cobre, fósforo y zinc. Están formadas por aminoácidos unidos entre si mediante enlaces pepitico. Las propiedades de una proteína y su funcionalidad dependen de su composición
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Según Cheftel (1989) : La conformación de una proteína basada en sus estructuras segundaria y terciaria es frágil. Por ellos, el tratamiento de las proteínas por los ácidos, bases, soluciones salinas concentradas, disolventes, calor, radiaciones, etc., puede modificar, de una forma más o menos importante, esta conformación. La desnaturalización proteica puede definirse como cualquier modificación d su conformación (a nivel de estructura segundaria, terciaria, cuaternaria) que no vaya acompañada por la ruptura de los enlaces pectínicos implicados en la estructura primaria.
BIBLIOGRAFIA: http://www.argentinawarez.com/peticiones-warez/126190-libros-de-recetas-consoya.html http://www.cosechaypostcosecha.org/data/pdfs/soja2005.asp TEXTOS:
- Stryer, L. Berg, J.M. y Tymoczko, J. (2008), Bioquímica. 6ª ed., Ed. Reverté. Existe traducción al Catalán. - Nelson, D. L., y Cox, M. (2007), Lehninger: Principios de Bioquímica. 5ª edición, Ed. Omega. - Devlin, T.M. (2004), Bioquímica. Libro de texto con aplicaciones clínicas. 4ª edición, Ed. Reverté. - Mathews, C.K, van Holde, K.E. y Ahern, K.G. (2002), Bioquímica. 3ª edición, Ed. Addison Wesley. -
Pumarola .Microbiología y parasitología médica
-
Walter William Linstromberg .Curso breve de química orgánica
-
Peña, Arroyo, Tapia & Gómez (2004) Bioquímica. México: Ed. Limusa.
-
Teijon, José. (2006) Fundamentos de bioquímica estructural. Madrid: Ed. Tebar.
-
Pardo Mindan (1996) Anatomía patológica. España: Ed.Elsevier.
- Virginia Melo, Virginia Melo Ruiz & Oscar Cuamatzi (2007) Bioquímica de los procesos metabólicos. España: Ed. Reverte.
CUESTIONARIO: 1. Presentar el flujograma de obtención de la proteína:
RECEPCION
SOYA 3g
MEZCLAR
AGUA 45 ml
NaOH 0,1NA
JUSTAR Ph
pH final: 9
pH inicial: 6
5000 rpm
CENTRIFUGAR
SOBRENADANTE
pH 9 (HCl)
AJUSTA pH
t= 15 min.
AGITAR
FILTRAR
SECAR T= 60 C.
20 ml- 1.33g
pH 4.5
obtención de proteina
2. Usos y Aplicaciones de los aislados de proteínas: - Empleo en variedad de alimentos, como sopas, quesos, sustituto cárnico en la alimentación vegetariana, etc. - Harinas de soya, representan un buen producto funcional. - Nos permite reducir la grasa, puesto que una alimentación a base de soya es saludable. - Las proteínas de soya promueven la absorción y retención de grasa, por lo tanto se disminuyen las pérdidas durante la cocción y se mantiene la estabilidad dimensional. - Los aislados de soya se han reportado que absorben entre 50 y 90 % de aceite de su peso seco. 3. Diferencia entre concentrados y aislados de proteína: a) Concentrado de proteína: - Contiene el 70% de proteína. - Su obtención es eliminando parte de los carbohidratos de las semillas descascarilladas. - Para su ingestión necesitan un proceso especial de cocinado. De lo contrario su consumo sería perjudicial. b) Aislado de proteína: - Sobrepasa un contenido proteico del 90%. - Es elaborada a partir de harina desgrasada. - Tiene un sabor neutral.
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE OCENOGRAFÍA, PESQUERÍA Y CIENCIAS ALIMENTARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ALIMENTARIA ASIGNATURA: Bioquímica de los Alimentos-Práctica. TEMA
: Obtención de Aislado Proteico de Soya.
INTEGRANTES: - Huarcaya Quijano Jaime. - Linares Martínez Miguel Felipe. GRUPO
:
Sábado (10-12)
DOCENTE
:
Ing. Bardales.
M ir aflores, 05 de Noviembr e del 2011
