Utilización de proteínas de soja para la obtención de biomateriales

Abstract

Dentro de los cultivos argentinos, sin dudas la soja se lleva el protagonismo. Al momento, esta oleaginosa ocupa más del 60% del total del área sembrada de nuestro país, siendo la provincia de Córdoba uno de sus epicentros. Anualmente se muelen más de 38 millones de toneladas (promedio entre los años 2010-2017) de este grano en la industria aceitera y como derivado se producen algo más de 29 millones de toneladas de harinas (promedio para el mismo período), de las cuales se exporta el 85% a un valor por debajo del precio del poroto. El valor Free on Board (FOB) de esas harinas, fue de US$379 por tonelada, si se toma un promedio entre los años 2014 -2018.Pese al perfil exportador del complejo sojero, el valor agregado sigue siendo un pendiente. Las harinas excedentes del proceso aceitero contienen proteínas por un 44% de su peso, que a medida que se van aislando incrementan su valor, siendo su mayor exponente el aislado de proteína de soja (SPI, sigla del término en inglés soy protein isolate) con una concentración proteica de 90%, y una aplicación difundida en la industria alimentaria como sustituto de la carne picada, y para emulsionar y dar textura a diversos alimentos como quesos, cremas no lácteas, postres, panes y pastas. Sin embargo, este producto no se desarrolla en Argentina y en los registros de comercio exterior las exportaciones son esporádicas, posiblemente como re-ventas, y se importa a un precio promedio de US$3300 por tonelada de acuerdo con los datos del Indec para el 2018. Entre las posibles explicaciones acerca de esta carencia en el complejo sojero local, en estudios del INTA se señalan las siguientes: el bajo contenido proteico de la harina producida por el complejo aceitero nacional, la falta de desarrollo tecnológico adaptado para escalas medianas y pequeñas, como así también un subdesarrollo de los mercados demandantes.La relación Universidad-Empresa puede servir para solventar esas barreras, sobre todo para el desarrollo del último punto. Las proteínas, se han convertido en un punto de interés para los investigadores para el desarrollo de polímeros destinados a la producción de recubrimientos y envases para alimentos frescos e industrializados. El principal interés es el reemplazo de los plásticos fósiles por materiales de características biodegradables, lo que significa un desafío de escala masiva, pero también el desarrollo de envases activos que permitan la dosificación de ingredientes, conservantes u otras interacciones activas con el alimento que mejoren sus características de calidad, aumentando la vida útil del producto.En cualquiera de los casos, se trata de la apertura de un negocio de escala y de alto valor agregado. Este segmento representó el destino para 35% del plástico producido durante el 2015, lo que para los productores de biomateriales representa buscar una porción dentro de un total de 146 millones de toneladas anuales. No casualmente, dentro de la producción de bioplásticos, los envases representaron el 60% del total durante el 2018 .El uso de proteínas de soja en la formación de películas o recubrimientos se encuentra actualmente en gran desarrollo debido a que ofrece ventajas frente a otras fuentes naturales debido a su excelente habilidad para formar films, y por presentar buenas propiedades de barrera al oxígeno, lípidos y aromas. Además, permiten producir películas más suaves, transparentes, flexibles, y de mejores propiedades mecánicas en general respecto a las películas basadas en polisacáridos y lípidos. Como contrapartida, las proteínas de soja contienen 58% de aminoácidos de características polares que le brindan carácter hidrofílico a la matriz, confiriéndole algunas desventajas tecnológicas que imposibilitan a dicho material de ser utilizado directamente en algunas aplicaciones. Para superar estos inconvenientes, en el laboratorio de investigación se desarrollan estrategias de preparación y modificación con el fin de obtener películas con propiedades físico-químicas y mecánicas optimizadas. A continuación, se describen los diferentes desarrollos realizados en el Laboratorio de Materiales Poliméricos (LaMaP) de la Facultad de Ciencias Químicas (Universidad Nacional de Córdoba, UNC), del IPQA, para obtener materiales con propiedades optimizadas, que posibiliten su aplicación en distintas áreas. Además, se describe brevemente la caracterización realizada sobre cada uno de los materiales preparados, así como también algunas aplicaciones desarrolladas.