Recuperación de proteínas del proceso de fabricación de extractos de malta para la elaboración de un concentrado proteico

Abstract

La búsqueda de fuentes proteicas de origen vegetal ha aumentado en los últimos años, esto debido a la dependencia de proteínas de origen animal y al aumento de la población. Algunos cereales se han estudiado como fuente proteica para salmones, siendo uno de los principales, la cebada. Maltexco, empresa dedicada a la producción de malta de cebada y derivados, en su proceso de extractos de malta, gran masa de proteínas son desaprovechadas, por lo que existe interés en desarrollar un proceso que permita recuperarlas. Este trabajo tiene como objetivo diseñar un proceso a escala industrial para la recuperación de proteínas del proceso de extractos. A partir de la bibliografía, se tiene que la cromatografía de intercambio iónico es una técnica que logra recuperar una alta masa de proteínas de la cebada, en el proceso del whisky, por lo que se estudiará su factibilidad. En la primera parte se estudian diferentes variables del proceso de adsorción en batch y luego se procede a construir una columna. Con los resultados obtenidos de la primera etapa, se alimenta mosto continuamente a la columna de manera de poder determinar su curva de ruptura y capacidad. También se propone recuperar las proteínas en el equipo de hervido. El proceso diseñado se encuentra entre las etapas de filtrado y hervido del proceso con un mosto tratado con proteasas. La resina con la mayor masas adsorbida de proteínas es la zeolita, alrededor de un 90% con respecto a la inicial. Además que el pH óptimo de adsorción es 4,7 y para la desorción la mayor masa desorbida es utilizando buffer carbonato 0,1 [𝑀�����] a pH 10,8. Con los resultados anteriores y utilizando la columna, se obtiene que la capacidad de la resina es de 2,1 [𝑔����� 𝑝�����𝑟�����𝑜�����𝑡�����𝑒�����í𝑛�����𝑎�����/𝑙����� 𝑟�����𝑒�����𝑠�����𝑖�����𝑛�����𝑎�����]. Para procesar los 25 [𝑚�����3] de mosto utilizando una columna de 0,1 [𝑚�����] de alto es necesario tener un equipo de 9,4 [𝑚�����] de diámetro, o bien, 22 columnas con 2 [𝑚�����] de diámetro, esta última es acorde a equipos de dimensiones industriales . Otra alternativa es cambiar la altura a 0,5 [𝑚�����], pero la nueva capacidad debe determinarse experimentalmente. En cuanto a la segunda alternativa de recuperación, se tiene que es más compleja y se recupera menor cantidad de proteína. Para la operación, se sugiere primero lavar la zeolita utilizando agua destilada y ambientarla con buffer acetato pH 4,7, luego alimentar el mosto a la columna a pH 4,7, posteriormente realizar un lavado con buffer acetato 0,1 [𝑀�����] pH 4,7, para luego realizar la desorción de las proteínas utilizando buffer carbonato 0,1 [𝑀�����] pH 10,8 y finalmente su regeneración con NaOH y agua destilada. Para evaluar los productos finales, se tiene que el mosto fue modificado solo en características como turbidez y color, pero bajo en concentración de azucares. Mientras que el concentrado obtenido recupera el 30% de las proteínas inicial según el método de Kjeldahl y cerca del 100% con el método de Bradford. Dado esto resultados se considera que es proceso propuesto es aceptable, proponiendo que se continúe trabajando con el objetivo de maximizar el rendimiento. Además, para evaluar su eficiencia y si se puede ser utilizado para la alimentación de salmones se sugiere realizar un proximal de aminoácidos, y compararlos con perfiles conocidos.