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Extracción y recuperación mediante membranas de proteínas de soja obtenidas por un proceso de extracción acuosa asistida por enzimas

de 30 kDa (YM30) hasta un factor de permeado en diversos intervalos durante tamaños del mismo orden de magnitud
concentración (FC) de 4,8; seguido por la ultra y la nanofiltración. El contenido que el tamaño del poro de la membra-
la nanofiltración de 50 g de muestra del de proteínas en la fracción retenida se na podría causar el ensuciamiento en el
permeado con acetato de celulosa de 500 determinó con el balance de masas. interior de los poros debido al depósito
Da (YC05) hasta un FC de 2,8. o la adsorción de solutos, reduciendo en
consecuencia el flujo de permeado [22].
Los factores de concentración (volumen Ensuciamiento y resistencia de las Por lo tanto, como resultado de la simi-
de alimentación/volumen de retentato) membranas litud entre el tamaño de los péptidos del
se ubicaron entre 3,89 y 4,81 y entre Sobrenadante 1 (< 30 kDa) y el tamaño
1,98 y 2,96 para la primera y la segunda La resistencia global se determinó con la del poro de la membrana de 30 kDa, es
etapa, respectivamente. Todas las mem- ecuación de Darcy: posible esperar un mayor ensuciamien-
branas fueron fabricadas por Millipore to de la membrana de 30 kDa que de la
(Billerica, MA, EE.UU.) y cada experi- ΔP membrana de 500 Da.
J = (2)
mento fue realizado por duplicado. μ ΣR
o
En donde, J es el flujo de permeado, Ultrafiltración de flujo cruzado
Análisis de los permeados y retentatos ΔP es la presión trans-membrana, μ o
de punto de corte es la viscosidad del permeado, y ΣR es La influencia de las condiciones del flu-
la resistencia global, que es la suma de jo cuando se utilizó el sobrenadante del
Los permeados y los retentatos obteni- todas las resistencias (es decir, mem- Tratamiento 1 (sin tratamiento térmico;
dos luego de la primera ultrafiltración brana, ensuciamiento, formación de con enzima activa en ambas etapas) se
(30 kDa) fueron analizados con respecto la torta, polarización, etc.). Las medi- determinó usando un experimento de
a los contenidos de proteínas y sólidos. ciones reológicas se realizaron con un diseño factorial completo a dos niveles
Se realizaron experimentos adicionales reómetro Haake RS150 (Thermo-Orion, con un cartucho de membranas huecas,
TM
de filtración para obtener suficiente per- Karlsruhe, Alemania) equipado con un Xampler (GE Healthcare, Piscataway,
meado para determinar el contenido de sistema de sensores DG41 y conforme NJ, EE.UU.) con un valor de corte nomi-
aceite de ambas fracciones y para obte- al procedimiento descrito por Lakshma- nal de PM (nominal molecular weight
ner suficiente material de inicio para nan y col. [23]. cut-off – NMWCO) de 3 kDa compuesto
una segunda filtración con una mem- por 13 fibras de 30 cm de largo con un
brana de nanofiltración (NF) de 500 Da. La resistencia de la membrana limpia se diámetro nominal de la fibra de 1 mm y
Los rendimientos de aceite, proteínas determinó midiendo el flujo de agua des- una superficie total de 110 cm que fue
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y sólidos fueron expresados como por- tilada en forma previa a la ultrafiltración operado en modo de reciclado completo
centajes de cada componente en cada de la muestra. La filtración de la muestra a temperatura ambiente.
fracción en relación con las cantidades se efectuó a un factor de concentración
iniciales en la fracción de sobrenadante. insignificante (FCmax = 1,1; luego de El caudal de flujo cruzado y la presión
Cuando se efectuó la nanofiltración con que se completara el muestreo), reciclan- trans-membrana (PTM) se controlaron
una membrana de 500 Da, se analizaron do el permeado a la celda de filtración con una bomba peristáltica y una válvula
los permeados con respecto al contenido a valores de entre 0,7 y 4,1 bar para la de aguja en el lado del retentato. El cau-
de proteínas. presión trans-membrana. dal se midió registrando la tasa de cam-
bio de la masa permeada durante tres
La resistencia de la membrana sucia se minutos en una balanza. Los parámetros
Retención de proteínas determinó midiendo el flujo de agua estudiados se muestran en la Tabla 1.
limpia luego de la filtración a un factor
El coeficiente de retención de proteínas de concentración de cuatro y dos para Durante el almacenamiento del sobrena-
(R) se calculó con la Ecuación 1 [22]: las membranas de 30 kDa y 500 Da,
respectivamente. Tabla 1 - Parámetros analizados para optimizar el
flujo de ultrafiltración del sobrenadante del PEAE
log C /C = R log FC (1)
0
R
Debido al elevado grado de hidrólisis y a parámetro nivel 1 nivel 2
En donde, C es la concentración de la mayor probabilidad de ensuciamiento Caudal de flujo
R
proteínas en el retentato, C es la con- de la membrana, se utilizó sobrenadan- cruzado (L/min) 0,27 0,90
0
Presión trans-membrana (psi) 10
25
centración inicial de proteínas en la ali- te del Tratamiento 1 para determinar
pH 4,5 8,9 (*)
mentación, y R es la retención promedio la contribución del ensuciamiento con Presencia de precipitado Sin sólidos Con sólidos (*)
de las proteínas. Para la determinación respecto a la reducción del flujo de per- (*) Tal como se obtuvo en el ensayo
de proteínas se recolectaron muestras de meado. El permeado de partículas con
A&G 86 • Tomo XXII • Vol. 1 • 146-160 • (2012) 151