Optimización del proceso de extracción de las proteínas de la torta de sacha inchi (Plukenetia volubilis L.)

Abstract

En la presente investigación se optimizaron los factores de la extracción alcalina y la extracción enzimática asistida de la proteína del sacha inchi (Plukenetia volubilis L.), a partir de la torta desgrasada, aprovechando su alto contenido proteico (61,98 %; base seca) y empleándose para la optimización la metodología de superficie de respuesta (MSR). En el método de extracción alcalina, se realizó en primera instancia un screening para determinar las variables que afectan la extracción de la proteína del sacha inchi utilizando para ello el diseño completamente al azar (DCA) con arreglo factorial 2k con réplica en el punto central, donde se determinó los factores más influyentes sobre el rendimiento de extracción de la proteína (variable respuesta), el pH, la temperatura, la relación materia prima/solvente y la concentración de NaCl. En la etapa de optimización se utilizó un diseño compuesto central (DCC), dando como resultado las siguientes condiciones óptimas: temperatura de 54,2 ºC, relación materia prima/solvente de 1/41,8 (p/v) y concentración de NaCl de 1,65 M, bajo las condiciones de pH 9,5 y tiempo de 15 min; obteniendo un rendimiento máximo de 30,2 g de proteína soluble/100g de proteína total (valor experimental). En el método de extracción enzimática asistida, se aplicó directamente la optimización mediante el DCC para el rendimiento de extracción de proteína (maximizar) y el grado de hidrólisis (minimizar). Posteriormente, se aplicó una optimización de respuestas múltiples mediante la función de deseabilidad global de Derringer, con la finalidad de obtener ambas respuestas simultáneamente, dando como resultado las condiciones óptimas para cada factor de concentración de enzima Alcalasa de 5,62 % y el tiempo de extracción de 40,49 min; bajo las condiciones de pH 9,0, relación materia prima/solvente 1/50 (p/v) y temperatura de 55 ºC, obteniendo un rendimiento máximo de 44,78 g de proteína soluble/100g de proteína total y un mínimo grado de hidrólisis de 7,86 % (valor experimental). Habiéndose recuperado un aproximado de 48 % más de proteína respecto al método de extracción alcalina.

In this research factors alkaline extraction and enzymatic extraction assisted protein sacha inchi (Plukenetia volubilis L.) are optimized, from the defatted cake, taking advantage of its high protein content (61,98 % dry basis) and being used to optimize the response surface methodology (RSM). In the alkaline extraction method it was performed primarily a screening to determine the variables that affect protein extraction sacha inchi by using the completely randomized design (CRD) with factorial 2k with replication in the central point, where the most influential factors on the extraction yield of the protein (response variables), pH, temperature, raw material/solvent ratio and the concentration of NaCl was determined. It used a central composite design (CCD) in step optimization, resulting in the following optimum conditions: temperature of 54,2 °C, solvent/raw material ratio 41,8/1 (v/w) and NaCl concentration 1,65 M, under the conditions of pH 9,5 and 15 min time; obtaining a maximum 30,2 g yield of soluble/100 g of total protein (experimental value) protein. In the method of assisted enzymatic extraction, optimization is directly applied by CCD for protein extraction yield (maximize) and the degree of hydrolysis (minimize). Subsequently, a multiple response optimization was applied using the function of Derringer overall desirability, in order to obtain both responses simultaneously, resulting in optimal conditions for each factor Alcalase enzyme concentration of 5,62 % and the time extracting 40,49 min; under the conditions of pH 9,0, solvent/raw material ratio 50/1 (v/w) solvent and temperature of 55 °C material, obtaining a maximum 44,78 g yield of soluble/100 g of total protein and a minimum degree of hydrolysis of 7,86 % (experimental value). Having recovered approximately 48 % more protein relative to the alkaline extraction method.