Optimización del proceso de extracción de proteínas de semillas de pajuro (Erythrina edulis Triana)

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo determinar las condiciones óptimas de extracción de proteínas de semillas de pajuro (Erythrina edulis Triana). La optimización fue llevada a cabo en tres etapas. La primera etapa consistió en realizar el screening considerando seis factores (tiempo, velocidad de agitación, temperatura, relación materia prima/solvente (MP/S), pH y concentración de NaCl) mediante un diseño fraccionado 2k-3 (k=6) con el objetivo de evaluar los efectos de los mismos sobre la extracción de proteína expresada en g de proteína soluble/g de proteína total. Siendo tres los factores significativos: tiempo, temperatura y relación MP/S. La segunda etapa consistió en optimizar la extracción proteica mediante el uso de un diseño Box-Behnken por el cual se generó un modelo de segundo orden con un coeficiente de determinación R 2=0.9976. Las condiciones óptimas obtenidas para la relación MP/S, temperatura y tiempo fueron 1/49 g/mL, 23 °C y 16 min, respectivamente. En la tercera etapa se validó el modelo obtenido con la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR). El porcentaje de recuperación de proteína soluble fue de 92.70 por ciento no mostrando diferencias significativas respecto al valor teórico (92.87), así mismo el rendimiento proteico del proceso fue 12.22 por ciento. Finalmente, se realizaron pruebas de caracterización tecno-funcional al aislado proteico obtenido, cuyos resultados fueron: capacidad de formación de espuma, 103.33 por ciento a pH 8; estabilidad máxima de espuma, 60.88 por ciento a pH 6; capacidad de retención de agua, 3.53 g H2O/g aislado a pH 8; solubilidad máxima, 43.64 por ciento a pH 8; capacidad de absorción de aceite, 2.4 aceite/g aislado; capacidad de emulsificación, de 68.67 por ciento; estabilidad de emulsificación, 91.30 por ciento e índice de blancura, 75.35 por ciento. Las condiciones de optimización obtenidas fueron favorables obteniéndose un aislado proteico con 92.45 por ciento de pureza.

The objective of the present research was to evaluate the optimal conditions for the extraction of proteins from pajuro seeds (Erythrina edulis Triana). The optimization was carried out in three phases. The first phase was to screen six factors (time, agitation speed, temperature, flour/solvent ratio (MP/S), pH and NaCl concentration) using a 2k-3 fractional design (k=6) with aimed of evaluating their effects on protein extraction expressed in g soluble protein/g total protein. Being three the significant factors: time, temperature and MP/S ratio. The second phase consisted of optimizing protein extraction by using Box-Behnken design was applied which was generated by a second order model with a coefficient of determination R 2= 0.9976. The optimal conditions obtained for the MP/S ratio, temperature and time were 1/49 g/mL, 23 °C and 16 min, respectively. In the third phase, the model obtained with the Response Surface Methodology (MSR) was validated. The percentage of soluble protein recovery was 92.70, showing no significant differences with respect to the theoretical value (92.87), likewise, the protein yield of the process was 12.22 percent. Finally, characterization tests were carried out on the protein isolate obtained, whose results were: foaming capacity, 103.33 percent at pH 8; maximum foam stability, 60.88 percent at pH 6; water holding capacity, 3.53 g H2O/g isolate at pH 8; maximum solubility, 43.64 percent at pH 8; oil absorption capacity, 2.4 g oil/g isolate; emulsification capacity, 68.67 percent; emulsification stability, 91.30 percent and whiteness index, 75.35 percent. The optimization conditions obtained were favorable, obtaining a protein isolate with 92.45 percent purity.