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La proteína de soja es una proteína que se aísla de la soja . Se elabora a partir de harina de soja descascarada y desgrasada . La soja descascarada y desgrasada se procesa para obtener tres tipos de productos comerciales ricos en proteínas: harina de soja , concentrados y aislados. El aislado de proteína de soja se ha utilizado desde 1959 en alimentos por sus propiedades funcionales.
La proteína de soja se considera generalmente como concentrada en cuerpos proteicos, que se estima que contienen al menos el 60-70% de la proteína total de la soja. [1] Tras la germinación de la soja, la proteína se digiere y los aminoácidos liberados se transportan a los lugares de crecimiento de las plántulas. La soja contiene una pequeña pero recientemente muy significativa proteína de almacenamiento de albúmina 2S. [2] [3] Las proteínas de las leguminosas, como la soja y las legumbres , pertenecen a la familia de las globulinas de las proteínas de almacenamiento de las semillas llamadas legumina y vicilinas , o en el caso de la soja, glicinina y beta-conglicinina. La soja también contiene proteínas biológicamente activas o metabólicas, como enzimas, inhibidores de tripsina , hemaglutininas y cisteína proteasas muy similares a la papaína . Las proteínas de almacenamiento del cotiledón de soja , importantes para la nutrición humana, se pueden extraer de manera más eficiente con agua, agua más álcali diluido ( pH 7-9) o soluciones acuosas de cloruro de sodio (0,5-2 M ≈ 30-120 g/L) de soja descascarada y desgrasada que haya sido sometida solo a un tratamiento térmico mínimo, de modo que la proteína esté cerca de ser nativa o no desnaturalizada.
La proteína de soja ha estado disponible desde 1936 por sus propiedades funcionales. En ese año, el químico orgánico Percy Lavon Julian diseñó la primera planta del mundo para el aislamiento de proteína de soja de grado industrial llamada proteína alfa. [4] El mayor uso de proteína de grado industrial fue, y sigue siendo, para recubrimientos de papel, en los que sirve como aglutinante de pigmentos. Sin embargo, la planta de Julian también debe haber sido la fuente del "aislado de proteína de soja" que Robert Boyer y Frank Calvert de Ford hilaron en una seda artificial que luego se adaptó a ese ahora famoso traje "la seda es soja" que Henry Ford usó en ocasiones especiales. La producción diaria final de la planta de 40 toneladas de aislado de proteína de soja convirtió a la División de Productos de Soja en la división más rentable de Glidden .
Al comienzo de la Segunda Guerra Mundial , Glidden envió una muestra de la proteína de soja (alfa) aislada de Julian a National Foam System Inc. (hoy una unidad de Kidde Fire Fighting ), que la utilizó para desarrollar Aero-Foam, [5] [6] utilizada por la Marina de los Estados Unidos para combatir incendios y conocida como "sopa de frijoles". Si bien no fue exactamente una creación del Dr. Julian, fue el cuidado meticuloso que se le dio a la preparación de la proteína de soja lo que hizo posible la espuma contra incendios . Cuando se introdujo un hidrolizado de proteína de soja aislada en una corriente de agua, la mezcla se convirtió en espuma por medio de una boquilla de aireación. La espuma de proteína de soja se utilizó para sofocar incendios de petróleo y gasolina a bordo de barcos, y fue particularmente útil en portaaviones. Salvó las vidas de miles de marineros. [7]
En 1958, Central Soya de Fort Wayne, Indiana , adquirió la división de productos de soja de Julian (Chemurgy) de Glidden Paint Company, Chicago. En enero de 2003, la división de proteínas de Bunge de Central Soya se unió/fusionó con el negocio de proteínas de soja de DuPont , Solae , que en 1997 había adquirido la división de soja de Ralston Purina , Protein Technologies International (PTI) en St. Louis. El 1 de mayo de 2012, DuPont anunció la adquisición completa de Solae de Bunge. [8] [9]
El aislado de proteína de soja de calidad alimentaria estuvo disponible por primera vez el 2 de octubre de 1959 con la inauguración de la planta de producción de aislado de soja comestible, Promine D, de Central Soya en el sitio industrial de Glidden Company en Chicago. [10] : 227–28 Un aislado de soja comestible y fibra de soja hilada comestible también han estado disponibles desde 1960 de la Ralston Purina Company en St. Louis, que había contratado a Boyer y Calvert. En 1988, PTI se convirtió en el principal fabricante mundial de proteína de soja aislada.
La proteína de soja se utiliza en diversos alimentos, como aderezos para ensaladas , sopas , sustitutos de carne , polvos para bebidas, quesos , cremas no lácteas , postres helados, cobertura batida , fórmulas infantiles , panes , cereales para el desayuno , pastas y alimentos para mascotas. [11]
El pegamento de harina de soja o harina de soja desgrasada (50% de proteína) que originalmente reemplazó al pegamento de caseína más costoso para la madera contrachapada de abeto Douglas está resurgiendo como el pegamento de elección para reemplazar los pegamentos tóxicos de urea formaldehído y resina de fenol formaldehído con un pegamento de soja sin formaldehído . [12] [13] [14] [15] [16] [17] La proteína de soja se utiliza para emulsionar y texturizar. Las aplicaciones específicas incluyen adhesivos , asfaltos , resinas , materiales de limpieza, cosméticos , tintas , cuero sintético , pinturas , recubrimientos de papel, pesticidas / fungicidas , plásticos , poliésteres y fibras textiles .
El "aislado" de proteína de soja comestible se deriva de harina de soja desgrasada con una alta solubilidad en agua, medida por el índice de solubilidad del nitrógeno (NSI). La extracción acuosa se lleva a cabo a un pH inferior a 9. El extracto se clarifica para eliminar el material insoluble y el líquido sobrenadante se acidifica a un rango de pH de 4-5. La cuajada de proteína precipitada se recoge y se separa del suero mediante centrifugación . La cuajada suele neutralizarse con álcali para formar la sal de proteinato de sodio antes del secado.
El concentrado de proteína de soja se produce inmovilizando las proteínas de globulina de soja mientras se permite que los carbohidratos solubles , las proteínas del suero de soja y las sales se lixivien de los copos o la harina desgrasados . La proteína se retiene mediante uno o más de varios tratamientos: lixiviación con alcohol acuoso / disolvente al 20-80%, lixiviación con ácidos acuosos en la zona isoeléctrica de mínima solubilidad de la proteína, pH 4-5; lixiviación con agua fría (que puede involucrar cationes de calcio o magnesio) y lixiviación con agua caliente de harina/soja desgrasada tratada térmicamente.
Todos estos procesos dan como resultado un producto que contiene 70% de proteínas , 20% de carbohidratos (2,7 a 5% de fibra cruda ), 6% de cenizas y aproximadamente 1% de aceite, pero la solubilidad puede variar. Una tonelada de hojuelas de soja desgrasadas rendirá aproximadamente 750 kg de concentrado de proteína de soja.
La proteína de soja procesada aparece en los alimentos principalmente en tres formas: harina de soja, aislados de proteína de soja y concentrados de proteína de soja. [18] [19]
El aislado de proteína de soja es una forma altamente refinada o purificada de proteína de soja con un contenido mínimo de proteína del 90 % sin humedad. Se elabora a partir de harina de soja desgrasada a la que se le han eliminado la mayoría de los componentes no proteicos, grasas y carbohidratos. Por ello, tiene un sabor neutro y provocará menos flatulencia que las harinas de soja. [18] : 11
Los aislados de soja se utilizan principalmente para mejorar la textura de los productos cárnicos, pero también se utilizan para aumentar el contenido de proteínas, para mejorar la retención de humedad y como emulsionante . [18] [19]
El aislado de proteína de soja pura se utiliza principalmente en la industria alimentaria . A veces se consigue en tiendas de productos naturales o en la sección de farmacias del supermercado . Suele encontrarse combinado con otros ingredientes alimentarios .
El concentrado de proteína de soja contiene aproximadamente un 70 % de proteína de soja y es básicamente harina de soja desgrasada sin los carbohidratos solubles en agua. Se elabora eliminando parte de los carbohidratos (azúcares solubles) de la soja descascarada y desgrasada. [18] [19]
El concentrado de proteína de soja conserva la mayor parte de la fibra de la soja original. Se utiliza ampliamente como ingrediente funcional o nutricional en una amplia variedad de productos alimenticios, principalmente en alimentos horneados, cereales para el desayuno y en algunos productos cárnicos. El concentrado de proteína de soja se utiliza en productos cárnicos y avícolas para aumentar la retención de agua y grasa y para mejorar los valores nutricionales (más proteínas, menos grasas).
Los concentrados de proteína de soja están disponibles en diferentes formas: gránulos, harina y secados por aspersión. Debido a que son muy digeribles, son adecuados para niños, mujeres embarazadas y lactantes y personas mayores. También se utilizan en alimentos para mascotas , sustitutos de leche para bebés (humanos y de ganado ) e incluso se utilizan para algunas aplicaciones no alimentarias.
La harina de soja se obtiene moliendo las semillas de soja hasta convertirlas en un polvo fino. Se presenta en tres formas: entera o con toda su grasa (contiene aceites naturales ); desgrasada (sin aceites) con un 50 % de contenido proteico y con alta o baja solubilidad en agua; y lecitinada ( con lecitina añadida). Se ha publicado una historia de la harina y la sémola de soja. [20] Como la harina de soja no contiene gluten , los panes con levadura elaborados con harina de soja tienen una textura densa. [18] [19]
La sémola de soja es similar a la harina de soja, excepto que las semillas de soja se tuestan y se parten en pedazos gruesos.
El kinako es una harina de soja integral tostada que se utiliza en la cocina japonesa . La primera referencia conocida al kinako data del año 1540 d. C. Se ha publicado una historia del kinako. [21]
La proteína de soja es una proteína completa ya que proporciona todos los aminoácidos esenciales para la nutrición humana. [22] [23] La proteína de soja es esencialmente idéntica a la de otras legumbres (es decir, las proteínas de las legumbres en general consisten en proteínas de almacenamiento 7S y 11S ) , y es una de las fuentes menos costosas de proteína dietética. [24] Por esta razón, la soja es importante para muchos vegetarianos y veganos .
La harina de soja contiene un 50% de proteínas. [25]
La digestibilidad de algunos alimentos de soja es la siguiente: soja cocida al vapor 65,3%, tofu 92,7%, leche de soja 92,6% y aislado de proteína de soja 93-97%. [26] [27] Algunos estudios en ratas han indicado que el valor biológico de los aislados de proteína de soja es comparable al de las proteínas animales como la caseína si se enriquecen con el aminoácido que contiene azufre metionina. [28]
Al medir el valor nutricional de las proteínas, el método original de la razón de eficiencia proteica (PER), propuesto por primera vez por Thomas Burr Osborne y Lafayette Mendel en 1917, fue el método más utilizado hasta 1990. Se encontró que este método era defectuoso para la evaluación biológica de la calidad de las proteínas porque las ratas jóvenes utilizadas en el estudio tenían mayores requisitos relativos de aminoácidos que contienen azufre que los humanos. Como tal, el método analítico universalmente reconocido por la FAO/OMS (1990), así como por la FDA, el USDA , la Universidad de las Naciones Unidas y la Academia Nacional de Ciencias para juzgar la calidad de las proteínas es la puntuación de aminoácidos corregida por digestibilidad de proteínas , ya que se considera que mide con precisión el valor nutricional relativo correcto de las fuentes animales y vegetales de proteína en la dieta. [29] [30] Con base en este método, se considera que la proteína de soja tiene un equivalente similar en calidad proteica a las proteínas animales. La clara de huevo tiene una puntuación de 1,00, el concentrado de soja 0,99, la carne de res 0,92 y la proteína de soja aislada 0,92. En 1990, en una reunión de la FAO y la OMS, se decidió que las proteínas con valores superiores a 1,0 se redondearían o "nivelarían hacia abajo" a 1,0, ya que se considera que los puntajes superiores a 1,0 indican que la proteína contiene aminoácidos esenciales que exceden los requerimientos humanos. [31]
Otra medida del uso de una proteína en la nutrición es la escala de valor biológico , que data de 1911 y se basa en la retención de nitrógeno como medida de la calidad de la proteína. El aislado de proteína de soja tiene un valor biológico de 74. [32] La soja entera tiene un valor biológico de 96 y la leche de soja, de 91. [33]
Un metaanálisis concluyó que la proteína de soja está correlacionada con disminuciones significativas en las concentraciones séricas de colesterol , lipoproteína de baja densidad (LDL) y triglicéridos . [34] El colesterol de lipoproteína de alta densidad (HDL) no cambió. Aunque solo hay evidencia preclínica de un posible mecanismo, el informe del metaanálisis afirmó que los fitoestrógenos de la soja (las isoflavonas , la genisteína y la daidzeína ) pueden estar involucrados en la reducción de los niveles séricos de colesterol. [34]
En 1999, la FDA de los EE. UU. otorgó una declaración de propiedades saludables para el etiquetado de productos alimenticios manufacturados que contienen soja: "25 gramos de proteína de soja al día, como parte de una dieta baja en grasas saturadas y colesterol, pueden reducir el riesgo de enfermedades cardíacas". [35] En 2019, la FDA reevaluó y respaldó la declaración de propiedades saludables de 1999 al analizar datos de 46 ensayos controlados aleatorios. [36]
En 2006, una revisión de la Asociación Estadounidense del Corazón sobre los beneficios de la proteína de soja indicó que sólo había una confirmación débil de la afirmación de que la proteína de soja reduce el colesterol. [37] El panel también encontró que las isoflavonas de soja no reducen los "sofocos" posmenopáusicos en las mujeres, ni tampoco reducen el riesgo de cáncer de mama, útero o próstata. [37] Entre las conclusiones, los autores afirmaron: "En cambio, los productos de soja como el tofu, la mantequilla de soja, las nueces de soja o algunas hamburguesas de soja deberían ser beneficiosos para la salud cardiovascular y general debido a su alto contenido de grasas poliinsaturadas, fibra, vitaminas y minerales y su bajo contenido de grasas saturadas. El uso de estos y otros alimentos de soja para reemplazar alimentos ricos en proteínas animales que contienen grasas saturadas y colesterol puede conferir beneficios a la salud cardiovascular". [37]
En 2012, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (AESA) publicó un dictamen científico sobre las proteínas de soja aisladas y la reducción de las concentraciones de colesterol LDL en sangre. [38] La AESA concluyó que no se había establecido una relación de causa y efecto entre el consumo de proteína de soja y una reducción de las concentraciones de colesterol LDL en sangre. En 2010, la AESA ya había rechazado las afirmaciones sobre propiedades saludables que vinculaban el consumo de proteína de soja con el mantenimiento o la consecución de un peso corporal normal, la reducción de las concentraciones de colesterol en sangre o la protección del ADN, las proteínas y los lípidos frente al daño oxidativo. [39]
La proteína de soja se considera generalmente como proteína almacenada en partículas discretas llamadas "cuerpos proteicos" que se estima que contienen al menos entre el 60% y el 70% de la proteína total dentro de la semilla de soja. Esta proteína es importante para el crecimiento de nuevas plantas de soja, y cuando la semilla de soja germina , la proteína será digerida y los aminoácidos liberados serán transportados a los lugares de crecimiento de las plántulas. Las proteínas de las legumbres , como la soja y las legumbres , pertenecen a la familia de las globulinas de las proteínas de almacenamiento de las semillas llamadas leguminosas (fracción de globulina 11S) y vicilinas (globulina 7S), o en el caso de la soja, glicinina y beta-conglicinina. [40] [41] Los granos contienen un tercer tipo de proteína de almacenamiento llamada gluten o "prolaminas". La edestina , una proteína de reserva de la clase de leguminosas de las semillas de cáñamo , tiene seis subunidades idénticas. Hay una proteína hexamérica en la celda unitaria romboédrica. [42]
La soja también contiene proteínas biológicamente activas o metabólicas, como enzimas, inhibidores de tripsina , hemaglutininas y proteasas de cisteína muy similares a la papaína . Las proteínas de almacenamiento de los cotiledones de la soja , importantes para la nutrición humana, se pueden extraer de forma más eficiente con agua, agua más álcali diluido (pH 7-9) o soluciones acuosas de cloruro de sodio (0,5-2 M) de la soja descascarada y desgrasada que se han sometido a un tratamiento térmico mínimo para que la proteína esté cerca de ser nativa o no desnaturalizada. [43] La soja se procesa en tres tipos de productos modernos ricos en proteínas: harina de soja, concentrado de soja y aislado de soja.
Para que la proteína 11S, glicinina, se pliegue correctamente en su forma hexagonal (que contiene seis subunidades, un hexámero ), debe sufrir una proteólisis muy limitada [44] [45] [46] de una manera similar a la escisión de un péptido de la proinsulina para obtener insulina activa .
La proteína de soja texturizada (TSP) se elabora formando una masa a partir de harina de soja desgrasada altamente soluble (alto NSI) con agua en una extrusora de tipo tornillo y calentando con o sin vapor. La masa se extruye a través de un troquel en varias formas posibles: gránulos , copos, trozos, gulash , filetes ( schnitzel ), etc., y se seca en un horno. La TSP hecha de harina de soja contiene un 50% de proteína de soja y debe rehidratarse antes de su uso en una proporción de peso de 1 TSP:2 de agua. Sin embargo, la TSP, cuando se elabora a partir de concentrado de soja, contiene un 70% de proteína y se puede rehidratar en una proporción de 1:3. Se puede utilizar como sustituto o suplemento de la carne . La tecnología de extrusión cambia la estructura de la proteína de soja, lo que da como resultado una matriz fibrosa y esponjosa similar en textura a la carne.
Si bien el TSP tiene una vida útil de más de un año cuando se almacena seco a temperatura ambiente , se debe utilizar de inmediato o almacenar durante no más de tres días en el refrigerador después de la rehidratación. Por lo general, se rehidrata con agua fría o caliente, pero se puede agregar un poco de vinagre o jugo de limón para acelerar el proceso.
Los productos de proteína de soja, como la TSP, se utilizan como sustitutos de bajo coste en productos de carne y aves de corral . [47] [48] Los servicios de alimentación, las instalaciones minoristas e institucionales (principalmente los comedores escolares y los centros penitenciarios) utilizan regularmente estos productos "extendido". La extensión puede dar lugar a una disminución del sabor, pero se reducen la grasa y el colesterol. La fortificación con vitaminas y minerales se puede utilizar para hacer que los productos de soja sean nutricionalmente equivalentes a la proteína animal; la calidad de la proteína ya es aproximadamente equivalente. La proteína vegetal texturizada sustitutiva de la carne a base de soja se ha utilizado durante más de 50 años como una forma de extender de forma económica y segura la carne picada hasta un 30% para hamburguesas , sin reducir su valor nutricional. [49] [50] [51]
en la pág. 391 de Watanabe, et al., 1971 (en japonés)
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