MXPA04001584A - Harina de soya con un contenido reducido de azucar soluble y grasa, y metodos para elaborar y utilizar la misma. - Google Patents

Abstract

La harina de soya que contiene aceite, azucar poco soluble, rica en proteina, adecuada para utilizarse como un reemplazo completo o parcial de harina de pescado y otras fuentes de energia y proteina en la fabricacion de alimentos para animales de finca y pescados y alimentos para mascotas, se produce por un proceso en el cual el aceite se extrae mecanicamente de la soya en hojuelas, descascarada. Las azucares solubles se extraen entonces de la torta de soya desgrasada utilizando una mezcla de etanol/agua en un proceso de extraccion de solvente contracorriente. La harina resultante contiene un minimo de aproximadamente 8 por ciento de peso de aceite de soya residual, y se seca, enfria y tritura para producir un producto en polvo que fluye libremente, fino. El proceso tambien produce un jarabe de azucar adecuado para utilizarse como una fuente de fermentacion para la produccion de etanol, y un aceite de soya de primera calidad. Este jarabe tambien es adecuado para utilizarse como un intensificador de sabor para alimento de animales (tipicamente agregado a la harina de soya).

Description

HARINA DE SOYA CON UN CONTENIDO REDUCIDO DE AZUCAR SOLUBLE Y GRASA, Y MÉTODOS PARA ELABORAR Y UTILIZAR LA MISMA Esta invención se refiere a harina de soya. En un aspecto, la invención se refiere a una harina de soya tanto con un contenido de azúcar soluble como grasa reducida mientras que en otro aspecto, la invención se refiere a un método para elaborar la harina de soya. Todavía en otro aspecto, la invención se refiere a un proceso integrado para elaborar la harina de soya en combinación con uno o más derivados económicamente útiles. Todavía en otro aspecto, la invención se refiere a utilizar la harina de soya como al menos un sustituto parcial para harina de pescado y otras fuentes de energía y proteína en la preparación de alimentos de animales elaborados, particularmente alimento para pescados elaborado. Las soyas son un producto agrícola principal en varias partes del mundo, y son la fuente de varios productos útiles tanto para el consumo de animal como humano. Dos de los productos más importantes obtenidos de las soyas son el aceite de soya y la harina de soya. Mientras que ambos productos se consumen por humanos y ganado, el uso principal del aceite de soya es como un aceite vegetal para consumo humano, y el uso principal de la harina de soya es como un componente para mezclas de alimento para animales. La harina de soya es rica en proteína, y se ha probado que es una fuente ideal de aminoácidos utilizados por animales en la construcción de sus propias proteínas. Se conocen varios métodos para el procesamiento de soyas sin procesar en aceite y harina. Lo ilustrativo de estos procesos se enseñan en USP 3,721 ,569; 4,035,194; 4,359,480; 4,496,599; 4,728,522; 4,748,038; 4,785,726; 4,810,513; 4,992,294; 5,225,230; 5,773,051 y 5,866,192. Lo típico de estos procesos es la recepción de las soyas del campo mediante cualquier medio de transporte convencional, por ejemplo, camión, lanchón, automotor, etc. , en una condición sucia y frecuentemente húmeda. Las soyas se someten así a un procedimiento de separación elemental, por ejemplo, se contactan con una pantalla de vibración, en la cual las soyas se separan del material sin soya, por ejemplo, rocas, varas, hojas, tallos, suciedad, semillas de maleza, etc., y material de soya indeseado, por ejemplo, despeluzamientos, soyas rotas o pequeñas, hollejos sueltos, etc. Las soyas "limpias", en combinación con los hollejos sueltos que no se remueven durante el procedimiento de separación elemental, se transfieren a una aspiradora en la cual la mayoría de los hollejos sueltos restantes se remueven por aire. Las soyas se transfieren al almacenamiento, y los hollejos sueltos se colectan como un derivado para mayor procesamiento. En este punto, las soyas típicamente contienen aproximadamente 12 por ciento en peso de agua, pero el contenido de agua actual de las soyas variará en base a un huésped de factores diferentes. Si el contenido de agua de las soyas es en exceso de aproximadamente 12 por ciento en peso, entonces típicamente las soyas se someten a secado de tal forma que el contenido de agua se reduce por abajo de aproximadamente 12 por ciento en peso antes de que las soyas se coloquen en almacenamiento. Mientras que el contenido de humedad de las soyas permanezca abajo del 12 por ciento en peso, las soyas pueden almacenarse por años sin degradación de material por las bacterias o moho. La manera en la cual se procesan las soyas desde este punto hacia adelante depende en gran parte a los productos finales deseados. Frecuentemente, las soyas se descascaran primero utilizando tal equipo convencional como trituradora de martillos o rodillos en grieta en combinación con un sistema de aspiración convencional, pero en algunos procesos, tal como aquel enseñado en USP 5,225,230, los hollejos no se remueven antes del procesamiento adicional. Ya sea o no se descascaren, las soyas casi siempre se trituran o machacan al último en una harina utilizando equipo convencional, por ejemplo, rodillos ranurados. Antes o durante el machado o proceso de trituración, las soyas se someten típicamente a calor para desactivar los factores antinutritivos, por ejemplo, inhibidor de tripsina y lectinas. La siguiente etapa de proceso depende mayormente del contenido de aceite deseado de la harina de soya. Si se desea una harina de soya de "grasa completa", entonces la harina no se somete a la extracción de aceite (también conocida como grasa o lípido). Si, por otro iado, se desea una harina de soya "desgrasada", entonces la harina se somete a un procedimiento de extracción de grasa, por ejemplo, extracción mecánica o de solvente. La mayoría de la harina de soya disponible en el mercado mundial hoy en día es harina de soya extraída por solvente con un contenido de aceite de menos de 1 por ciento en peso. En este proceso, la harina de soya se contacta con un solvente adecuado, por ejemplo, hexano, para remover el aceite a un contenido de típicamente menos de 0.5 por ciento en peso. USP 3,721 ,569 describe un procedimiento convencional. Alternativamente, la harina de soya se desgrasa mecánicamente utilizando, por ejemplo, una prensa de tornillos. Esta harina de soya de "extractor" típicamente contiene 4 y 8 por ciento en peso de aceite residual. Si el uso pretendido de la soya es como un suplemento alimenticio para rumiantes, entonces la harina primero se calienta y se seca en una manera específica, tal como se enseña en USP 5,225,230, antes de que el aceite se extraiga mecánicamente. Después de que el aceite se ha extraído de la harina, típicamente se somete a la centrifugación o de otra forma se procesa para remover los contaminantes. Esto produce un aceite de grado crudo, aclarado. La harina de soya de la cual se ha extraído el aceite, se seca y típicamente se tritura o se forma en pildora y después se tritura en un estado adecuado para utilizarse como un suplemento alimenticio o como un alimento para animales. Dependiendo de su último uso final, la harina en esta etapa puede someterse a procesamiento adicional. Por ejemplo, si se pretende para consumo humano, esta puede someterse a la extracción de grasa adicional para remover los fosfolípidos residuales (según se enseña en USP 3,721 ,569). Los procesos conocidos para producir harina de soya en diversas formas casi siempre producen una harina de soya que retiene más, si no es que la mayoría, del contenido de azúcar soluble original de la soya sin procesar. Mientras que algo de este contenido de azúcar soluble puede removerse durante diversas etapas de extracción o lavado, típicamente el contenido de azúcar soluble de la harina de soya acabada es una fracción significante, por ejemplo, más de 90 por ciento en peso, del contenido de azúcar soluble de la soya sin procesar. Mientras que la presencia de esta azúcar soluble es típicamente escasa, si lo hubiere, consecuencia para omnívoros y herbívoros adultos, puede probarse lo nocivo para los carnívoros y animales jóvenes en general. Un ejemplo de esto es el efecto negativo de las azúcares solubles no metabolizadas sobre el crecimiento y salud del pescado crecido en granja, por ejemplo, salmón o trucha. Además, la densidad de baja energía de la harina de soya completamente desgrasada (debido a un alto contenido de azúcares solubles no metabolizadas y un nivel bajo de grasa) limita sus niveles de inclusión en dietas para acui-cultura intensiva. (Cremer, M. , 1999. Soy in Aquaculture Diets. In: Drackley, J.K. Ed. Opportunities for Soy Products in Animal Nutrition. Global Soy Forum 1999, Chicago, IL, Agosto 6-7, 1999). La dieta principal del pescado crecido en granja es alimento para pescados elaborado, y este alimento es una mezcla de varios componentes seleccionados por su valor nutricional. Un componente principal, por supuesto, es la proteína, y una fuente principal de la proteína para este componente es la harina de pescado, es decir, una sustancia harinosa nutritiva de pescado o partes de pescado. Para todos los propósitos prácticos, la harina de pescado se encuentra esencialmente libre de azúcares solubles. Sin embargo, tan excelente una fuente de proteína como harina de pescado lo es, es cara para utilizarse como una fuente de proteína en alimento para pescados fabricado. La producción de la harina de pescado es un proceso de múltiples etapas incluyendo atrapar el pescado, procesarlo, y después probar la harina por valor nutricíonal. Además, solamente las especies limitadas de pescado se encuentran disponibles como una fuente para harina de pescado, y las poblaciones de estas especies es relativamente constante. Con demanda de aumento de harina de pescado y protección de condicionantes del gobierno contra la sobre pesca, la disponibilidad de harina de pescado se está reduciendo y su precio está aumentando. Este gasto elevado es una fuerza conductora detrás de la búsqueda constante de fuentes de proteína alternativas y debido a su contenido rico en proteína, la harina de soya tiene el potencial de ser un reemplazo parcial o completo para la harina de pescado en alimento para pescados fabricado. Sin embargo, la harina de soya extraída por solvente más comercialmente disponible, tiene ya sea muy bajo contenido en aceite (una fuente excelente de energía) y/o demasiados azúcares solubles (mayormente oligosacáridos). Estos azúcares no solamente tienen poco, si lo hubiere, valor nutricíonal para el pescado, pero si se presentan en concentración suficiente, actualmente interfieren con el metabolismo del pescado al grado de que la salud y crecimiento del pescado pueden impactarse adversamente. Además, ya que las azúcares se presentan inherentemente en soyas, son solubles en agua y ya que el alimento para pescados se presenta al pescado en su ambiente natural, es decir, agua, algunos de estas azúcares se disolverán naturalmente en el agua antes de consumirse por el pescado y de esta manera contribuyen a la contaminación del agua. La presencia de azúcares solubles en la harina de soya también puede tener efectos adversos si la harina de soya se utiliza como un componente en alimentos para otros animales, por ejemplo, camarones, cerdos, becerros, y lo similar. De acuerdo con lo anterior, existe un interés continuo en una harina de soya que contenga una cantidad reducida pero significante de aceite y pocos, si los hubiere, azúcares solubles. Además, existe un interés continuo en la producción de tal harina en una manera económicamente eficiente, y que tiene utilidad en un número de diferentes aplicaciones de alimentos. De acuerdo a esta invención, se produce una harina de soya que contiene aceite, azúcar poco soluble, rica en proteína mediante un proceso en el cual las soyas se someten a agrietamiento, descascarado, acondicionamiento y formación de hojuelas antes de la extracción de azúcar y desgrasado. Así como en los procesos tradicionales, las soyas sin procesar se reciben del campo, se limpian y después ya sea se envían a almacenamiento o se adelantan para el procesamiento adicional. El procesamiento subsecuente incluye el secado, agrietamiento y descascarado de las soyas, y después las soyas descascaradas se calientan y se forman en hojuelas. Las hojuelas, típicamente comprendiendo menos de 1 por ciento en peso (por ciento e.p.) de hollejos residuales, se calientan antes de la remoción de aceite mecánica. La temperatura en aumento mejora la remoción de aceite, y el contenido de aceite de la "torta" resultante se reduce a entre aproximadamente 6 y aproximadamente 12 por ciento en peso en base al peso de la torta.

Después de la decantación y desgomado, el aceite extraído es comerciable como aceite de soya desgomado, crudo. La torta se procesa además para la remoción de las azúcares solubles (también conocidos como oligosacáridos o carbohidratos). Primero, la torta se deja sumergir en mezcla de exano y aceite de soya completa en una solución de agua/alcohol que comprende de aproximadamente 50 a aproximadamente 80 por ciento en volumen (por ciento de v) de alcohol hasta que la torta se dilata. La torta tiene una capacidad de absorción muy alta y como tal, se dilata fácilmente. La torta dilatada se transporta así suavemente para prevenir el colapso de la torta dilatada a través de un extractor de contracorriente en el cual esta se contacta con el solvente en aumento puro, por ejemplo, solución de etanol/agua. La extracción de la torta produce dos corrientes de producto. Una corriente es una corriente de mezcla de exano y aceite de soya completa la cual es una mezcla de alcohol/azúcar/agua (también puede contener una cantidad pequeña de aceite de soya y proteína). Esta corriente se somete a la evaporación y/o destilación, la cual recupera la mayoría del alcohol y produce una solución de azúcar (es decir, un jarabe) que tiene características similares al jarabe producido por las plantas procesadoras de caña de azúcar. Este jarabe puede fermentarse para producir un alcohol que puede utilizarse en el proceso de extracción. La otra corriente es la torta que todavía se encuentra húmeda con la solución alcohólica. Esta corriente se envía a un dispositivo de deshumectación mecánica, por ejemplo, una prensa de presión contracorriente ajustable, y después a una unidad para remover el alcohol residual a un contenido de menos de aproximadamente 1500 partes por millón (ppm) en base al peso de la torta final (es decir, la torta desolventízada, deshumectada). La torta final se seca así, se enfría y se tritura al tamaño de partícula deseado. La Figura 1 es un diagrama de flujo esquemático de una modalidad del proceso de esta invención. La Figura 2 es un esquema de un balance de material para la operación de descascarado de esta invención. La Figura 3 es un esquema de un balance de material para la operación de extracción de aceite de esta invención. La Figura 4 es un esquema de un balance de material para la operación de extracción de azúcar soluble de esta invención. La Figura 5 es un esquema de un balance de material para la operación de evaporación instantánea de esta invención. La Figura 6 es un esquema de un balance de material para la operación de evaporación convencional de esta invención. Refiriéndose a la Figura 1 y según se señala anteriormente, las soyas procesadas por esta invención vienen ya sea del campo o almacenamiento, o ambos. Si vienen del campo, las soyas sin procesar se limpian y se escogen para separar las semillas de la materia ajena y las soyas de la calidad no deseada, y después se secan. Si vienen de almacenamiento, entonces presumiblemente las soyas sin procesar ya han superado la limpieza, selección y secado. Lo típico de las soyas sin procesar utilizadas en esta invención son soyas Amarillo #2 y #4 de E. U.

Cualquiera que sea la fuente y calidad de las soyas sin procesar, estas semillas se descascaran utilizando cualquier tecnología convencional. Por ejemplo, las soyas sin procesar se exponen a aire caliente circulante (por ejemplo, aproximadamente 100°C) por aproximadamente 2-5 minutos para remover cualquier residuo de humedad de las soyas y para originar que los cotiledones se sequen. Las soyas sin procesar típicamente tienen un contenido de humedad de 12 por ciento en peso o más, y esto típicamente se reduce a 10 por ciento en peso o menos antes del descascarado. A su vez, esto facilita la remoción de los hollejos. Cualquier equipo convencional y procedimientos pueden utilizarse para descascarar las soyas secas, por ejemplo, una trituradora de rodillos con rodillos ranurados. Las semillas típicamente se rompen en aproximadamente ocho piezas. Los hollejos y las soyas se pasan subsecuentemente a través de una aspiradora en la cual los hollejos se remueven y las semillas se adelantan para acondicionamiento antes de la extracción de aceite. Los hollejos se recuperan como un derivado del proceso y pueden procesarse subsecuentemente (por ejemplo, triturarse o formarse en pildoras) en un suplemento alimenticio para animales. Después de la operación de descascarado, preferentemente el contenido de hollejo suelto de las soyas descascaradas es menos de aproximadamente 1 por ciento en peso, y la cantidad de soyas que retienen sus hollejos también es menos de aproximadamente 1 por ciento en peso. Las soyas descascaradas se acondicionan así para la extracción de aceite por medios mecánicos. Típicamente, las semillas descascaradas se acondicionan en un acondicionador de bandeja apilada vertical en la cual el vapor es usualmente el medio de calentamiento (ubicado por debajo de la parte inferior de las bandejas). Los acondicionadores tradicionales son cilindricos en forma, y contienen entre 6-8 bandejas. Este equipo calentará las piezas de soya ("carnes") de una temperatura inicial de ambiente (por ejemplo, aproximadamente 25 C) a una temperatura final de aproximadamente 60 C durante un período de aproximadamente 20 minutos. A esta temperatura, las piezas muestran al menos una cantidad limitada de plasticidad. Una vez calentadas, las carnes se forman en hojuelas por cualquier equipo convencional, típicamente una prensa de rodillos con rodiNos uniformes operados a una presión de aproximadamente 60 kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm2). El espesor típico de las hojuelas es entre aproximadamente 0.40 a aproximadamente 0.50 milímetros (mm). Las hojuelas se calientan así en equipo convencional desde una temperatura de aproximadamente 60 C (la temperatura de las hojuelas de la trituradora de formación de hojuelas) a una temperatura de aproximadamente 90 a aproximadamente 100 C. Este calentamiento típicamente se realiza en un acondicionador de bandeja apilada vertical (similar a aquel utilizado para la etapa de acondicionamiento anteriormente descrita) durante un período de aproximadamente 30 minutos. Las hojuelas calentadas se pasan así hacia un aparato de extracción de aceite, por ejemplo, prensa de tornillos (también conocida como un extractor), en la cual se desgrasan las hojuelas. La extracción mecánica de aceite de las hojuelas es una característica primordial de esta invención. El hexano u otra extracción de solvente del componente de grasa de las hojuelas, no se utiliza. El contenido de aceite de las hojuelas se reduce de más de aproximadamente 12 por ciento en peso, típicamente entre aproximadamente 15-20 por ciento en peso, a menos de aproximadamente 12 por ciento en peso, preferentemente entre aproximadamente 6-10 por ciento en peso. La cantidad de aceite extraído de las hojuelas calentadas se controla, al menos en parte, al controlar la cantidad de presión aplicada a las hojuelas. Mientras más presión se aplique a las hojuelas, más aceite se extrae de las hojuelas. La presión máxima típicamente no excede aproximadamente las 120 toneladas por centímetros cuadrados (t/cm2). El aceite extraído se recupera y se procesa más en cualquier manera convencional para volverlo adecuado para venta como aceite de soya crudo. El procesamiento adicional incluye típicamente el desgomado y clarificación, el último un procedimiento, en donde los sólidos se remueven típicamente por centrifugación. Debido a que el aceite se prepara sin el uso de solventes, típicamente comanda un precio de primera calidad. Las hojuelas desgrasadas, es decir, las hojuelas que ahora contienen entre aproximadamente 6-12 por ciento en peso de aceite, se expulsan de la prensa de tornillos como una torta de color crema. Típicamente, la torta se deposita sobre una correa transportadora y se transfiere a un aparato de extracción de solvente contracorriente para la remoción de azúcares solubles. La torta se deja enfriar a aproximadamente 75 C, y después se transfiere cuidadosamente al extractor de solvente para evitar el colapso de la torta. Si la torta se deja colapsar, los componentes de partícula muy fina de la torta, es decir, la "harina", se desunirán de la torta y entrarán al solvente del cual pueden precipitarse eventualmente sobre los filtros de equipo y superficies (lo cual a su vez, puede dar como resultado el taponamiento del equipo). La torta se transfiere al extractor de contracorriente (configuración horizontal o vertical) en el cual, esta se coloca sobre cestas, o sobre una correa, u otro medio dentro del extractor para transportarla desde el puerto de entrada del extractor hacia el puerto de salida del extractor. Tanto la transferencia de la torta hacia las cestas o sobre la correa, como el movimiento de la cesta o correa dentro del extractor es lento y cuidadoso a fin de evitar el colapso de la torta. La primera etapa del proceso de extracción es la etapa de dilatación, y esta puede ocurrir ya sea dentro o fuera del extractor. Típicamente, esta etapa de dilatación se realiza en un transportador de tornillos diseñado para proporcionar el contacto máximo entre la mezcla de exano y aceite de soya completa y la torta, y este contacto típicamente da como resultado en la torta al menos el duplicado en tamaño (volumen). Este aumento en volumen de torta reduce o elimina los problemas de taponamiento que pueden darse como resultado una vez que la torta se transfiere al extractor (o si ya dentro del extractor, se mueve una vez de la etapa de dilatación a la siguiente etapa en el proceso de extracción). Una vez dentro del extractor, la torta nuevamente se contacta con la mezcla de exano y aceite de soya completa, (es decir, una mezcla que comprende azúcares de alcohol/agua/solubles). A medida que ia torta se mueve hacia el puerto de salida o extremo de descarga del extractor, esta se contacta continuamente con el solvente limpio en aumento, es decir, el solvente libre de material extraído de la torta, y este solvente limpio extraerá las azúcares solubles de la torta. Para el momento que la torta ha avanzado hacia el puerto de sabida del extractor, el solvente ha cambiado de la mezcla de exano y aceite de soya completa a solvente esencialmente puro, (es decir, una mezcla de agua/alcohol que es aproximadamente 60 por ciento de volumen de alcohol). Cualquier alcohol o mezcla de alcoholes que extraerán las azúcares solubles de -la torta desgrasada pueden utilizarse en la práctica de esta invención a pesar de que por razones de eficiencia, economía y seguridad del producto, el etanol es el alcohol preferido. El proceso de extracción de solvente removerá las azúcares solubles a menos de aproximadamente 1 .5 por ciento en peso de la torta desgrasada. El proceso también puede remover una cantidad pequeña pero insignificante de aceite de la torta desgrasada, y este aceite llegará a ser parte de la mezcla de exano y aceite de soya. El proceso de extracción genera dos corrientes de producto. La primera, por supuesto, es la torta desazucarada y desgrasada. Esta torta se transfiere a un sistema desolventizador estándar (por ejemplo, tornillos Schneken seguidos por una Tostador Desolventizador - DT) o un evaporador instantáneo para remover el alcohol a un contenido de menos de 1500 ppm. Un evaporador instantáneo se utiliza típicamente si la harina se pretende para consumo humano. La torta color crema se tritura y después se empaqueta y/o almacena para venta. Si se almacena adecuadamente, mantendrá su valor nutricional durante seis o más meses. El empaquetamiento puede variar a demanda, variando desde bolsas relativamente pequeñas de 25 kg o menos, hasta bolsas a granel de 800 kg o más, hasta contenedores a granel. La otra corriente es una corriente de sub-producto de mezcla de exano y aceite de soya completa que se recupera del fondo del extractor. Esta corriente se envía típicamente a un sistema evaporador convencional, un sistema que normalmente comprende un conjunto de dos evaporadores a contra-corriente verticales, que se opera con uno o ambos de un dispositivo desespumante y anti-espuma. Una mezcla rica en alcohol que varía desde 55-70 por ciento en volumen, se recupera del sistema evaporador y regresa al proceso de extracción. Las molasas (mezcla de azúcar, agua y pequeñas cantidades de alcohol) que se recuperan del sistema evaporador se transfieren entonces a una columna de destilación o a un evaporador de película delgada (la selección depende del producto deseado). Si el producto deseado es un jarabe de azúcar concentrado, por ejemplo, un jarabe que contiene 80 por ciento en peso o más de azúcar, entonces las molasas se transfieren típicamente a un evaporador de película delgada para el retiro final de agua y cantidades residuales de alcohol, y el producto de utiliza como un intensificador de sabor para alimentos de mascotas. Si el producto deseado es un jarabe con una concentración de azúcar de menos de 80 por ciento en peso, entonces las molasas se transferirán típicamente a una columna de destilación de alcohol convencional. La corriente del fondo de la columna de destilación es típicamente de aproximadamente 60-65 por ciento en peso de la corriente de alimentación a la columna, y típicamente contiene entre 1 y 3 por ciento en peso, de alcohol. Esta corriente inferior se envía preferentemente a una planta de fermentación para su conversión a etanol. Este jarabe de azúcar tiende a proporcionar un mejor rendimiento de etanol que el jarabe de azúcar de caña tradicional. El etanol puede regresar al proceso de extracción por solvente y disminuir el gasto total o el costo operacional o de entrada del proceso. El caldo que se recupera de los tanques de fermentación es un fertilizante útil. Antes de que la torta sin azúcar, desgrasada, se envíe al evaporador instantáneo, se comprime para reducir la cantidad de solvente(agua/etanol). Después del extractor y antes del prensado, la torta sin azúcar, desgrasada típicamente contiene aproximadamente 75 por ciento en peso de solvente/agua. Después del prensado, la torta típicamente contiene desde aproximadamente 50 por ciento en peso de solventes/agua. El producto de harina de soya final tiene una apariencia en polvo, de color crema, seca, de libre flujo, fina. Comprende proteína, humectante, grasa, fibra cruda, carbohidratos y diversos amino ácidos, por ejemplo, lisina, metionina, cistina, treonina, leucina, isoleucina, fenilalanina, tirosina, triptofano, histidina y valina. Debido a su contenido relativamente elevado de aceite y su contenido relativamente bajo de azúcar soluble, la harina de soya producida mediante el proceso de esta invención es particularmente muy adecuada al uso en alimentos de pescado elaborados, particularmente como sustituto de algunos o todos los componentes de la harina de pescado del alimento de pescado elaborado. La harina de soya de esta invención también es útil como una proteína y fuente de energía en otros alimentos animales elaborados, particularmente para carnívoros y omnívoros, por ejemplo, camarones, cerdos, becerros y animales mascota (por ejemplo, perros y gatos). La invención se describe de manera más completa mediante los siguientes ejemplos. A menos que se indique lo contrario, todas las partes y porcentajes se encuentran en peso.

Ejemplo 1 : Producción de la Harina de Soya Se utilizan soyas U.S. Amarillo No. 4 en este ejemplo. Después de ordenar y limpiar, las semillas se secan de un contenido inicial de agua de aproximadamente 12 por ciento en peso hasta un contenido final de agua de aproximadamente 9.5 por ciento en peso. Las semillas se calientan entonces hasta una temperatura de aproximadamente 60 C y se alimentan en una trituradora de rodillo equipada con rodillos ranurados en los cuales las semillas se descascaran y se fraccionan en piezas. Los hollejos y piezas se alimentan a una aspiradora en la cual los hollejos se separan de las piezas de semilla (las "carnes")- Después de la aspiración, las carnes de soya contiene menos de 1 por ciento en peso de hollejos sueltos y menos de 1 por ciento en peso de las carnes retienen fragmentos de hollejo. La Figura 2 reporta un balance de material típico para la operación de descascarado. Las piezas de soya se calientan en bandejas dentro de un acondicionador para elevar su temperatura desde 25 C hasta aproximadamente 60 C durante un periodo de aproximadamente 20 minutos. Las carnes calientes se alimentan entonces a una trituradora de rodillo con rodillos uniformes para producir hojuelas con un grosor entre aproximadamente 0.40 y aproximadamente 0.50 mm. Las hojuelas se calientan entonces en un acondicionador de bandeja apilada vertical para elevar su temperatura desde aproximadamente 60 C hasta entre aproximadamente 90 y 100 C durante un periodo de aproximadamente 30 minutos. Las hojuelas calentadas se alimentan entonces a una prensa de tornillos en la cual se extrae mecánicamente el aceite de soya. El contenido de aceite se reduce desde aproximadamente 21 por ciento en peso hasta aproximadamente 8.5 por ciento en peso. La Figura 3 reporta un balance de material típico de esta operación de desgrasado. El aceite recuperado es durante aproximadamente 30 minutos, se decanta de los sólidos y después se desengoma a una temperatura de aproximadamente 70 C. Esta última operación involucra la adición de una pequeña cantidad de agua (aproximadamente 2 por ciento en peso) que se retira posteriormente al vacío (60 mm Hg). El aceite resultante es claro y de un color ligero y constituye un aceite de soya de grado crudo, de primera calidad. La torta recuperada de la prensa de tornillos se recolecta en una correa transportadora y se permite enfriar hasta aproximadamente 75 C. La correa transfiere la torta a un extractor de solvente a contracorriente, equipado con un tornillo Arquímedes que actúa como un "dilatador". En el interior de este tornillo la torta se permite sumergirse en mezcla de exano y aceite de soya durante aproximadamente 30-40 minutos a una temperatura de aproximadamente 70 C en la cual el volumen de la torta se dilata en aproximadamente 150 por ciento. La torta se transfiere entonces suavemente del tornillo de "dilatación" a la entrada del extractor a contracorriente. El extractor se opera en una manera que el tiempo de residencia total de la torta dentro del extractor es de aproximadamente 1 hora. La torta se sujeta a nueve etapas separadas de extracción en las cuales se utilizan 2 hasta 2.5 kg de solvente por cada kilogramo de torta. La altura máxima del lecho es de aproximadamente 1.2 m y el solvente se permite infiltrarse a través del lecho a una velocidad de aproximadamente 10,000 litros por hora por metro cuadrado (1/hr/m2). Al final del proceso de extracción, la torta se permite drenar durante aproximadamente 12 minutos. La Figura 4 reporta un balance de material típico para esta operación del extractor. La torta recuperada del extractor se prensa para recuperar el solvente. La torta se comprime hasta aproximadamente un tercio de su tamaño original y el contenido de solvente de la torta se reduce desde aproximadamente 75 por ciento en peso hasta aproximadamente 50 por ciento en peso. La torta se transfiere entonces a un separador de solvente convencional o a un separador de solvente instantáneo en el cual el solvente, es decir, agua/etanol, se retira hasta un nivel de menos de aproximadamente 1000 ppm de etanol. El separador de solvente se opera a una temperatura máxima de aproximadamente 100 C. La Figura 5 reporta un balance de material típico para el separador de solvente. Una vez recuperada del separador de solvente, la harina de soya se seca, tritura, empaca y/o almacena. La mezcla de exano y aceite de soya recuperada del extractor se transfiere entonces a un sistema evaporador convencional en el cual se mezcla con un agente antiespuma y aproximadamente 60 por ciento en peso del etanol se recupera y recicla en el extractor. La mezcla de exano y aceite remanente se transfiere a una columna de destilación. Esta mezcla de exano y aceite de soya restante es ahora un jarabe a una temperatura de aproximadamente 70 C. Tiene una concentración de sólidos de aproximadamente 1 1 por ciento en peso después de entrar a la columna de destilación. La temperatura máxima del jarabe dentro de la columna es de aproximadamente 85 C y después de que el jarabe abandona la columna, su temperatura se reduce hasta aproximadamente 40 C. La concentración máxima de etanol del jarabe es de aproximadamente 0.5 por ciento en peso. El jarabe de azúcar recuperado (o molasas) comprende aproximadamente 50 por ciento en peso de sucrosa, aproximadamente 25 por ciento en peso de estaquiosa y aproximadamente 25 por ciento en peso de rafinosa. El contenido total de azúcar de las molasas es de aproximadamente 16 por ciento en peso. La Figura 6 reporta un balance de material típico para la operación del evaporador convencional. El jarabe de azúcar puede fermentarse para producir etanol. En artesas adecuadamente dimensionadas, entre aproximadamente 100,000 y aproximadamente 300,000 litros de jarabe de azúcar se mezclan con levadura a una temperatura ambiente y un pH entre aproximadamente 3.5 y aproximadamente 4.0 durante aproximadamente 8 horas. Se agrega entre aproximadamente 1 y 2 kg por artesa de agente anti-espumante. El proceso de fermentación produce aproximadamente 0.562 kg de etanol por kilogramo de azúcar. La harina de soya producida mediante este proceso típicamente tiene las siguientes características: FÍSICO-QUÍMICAS Apariencia Polvo seco, de libre flujo, fino Proteína (como N x 6.25) min 58.0% Humedad máx 8.0% Grasa min 6.0% Escoria máx 5.5% Fibra cruda máx 5.0% Carbohidratos (NFE) 17.0 hasta 21.0% Oligosacáridos máx 3.0% Inhibidor de tripsina máx 5000 TIU/g de producto Color Lovibond estándar máx L min 65.0 a máx 4.0 b máx 20.0 estándar min L máx 70.0 a min 2.0 b min 17.0 MICROBIOLÓGICO Conteo Total de Placa máx 20,000 cfu/g Salmonela ausencia en 25 g AMINOGRA O Aminoácido g/100 g de proteína g/100 g de producto Lisina 6.2 3.8 etionina 0.9 0.5 Cistina n.a.* n.a.* Treonina 3.2 1 .9 Leucina 8.7 5.3 Isoleucina 4.5 2.7 Fenilalanina 5.1 3.1 Tirosina 3.5 2.1 Triptofano 2.0 1 .2 Histidina 2.5 1 .5 Valina 4.9 3.0 *n.a. = no analizado Ejemplo 2: Uso de Harina de Soya como un Reemplazo de Harina de Pescado en Materiales Alimenticios de Pescado y Métodos Nueve dietas extruídas se alimentaron por triplicado a grupos de salmón del Atlántico de 88-g en un experimento de 84 días en agua fresca a 9 C. La harina de LT-pescado se reemplazó parcialmente por harina de soya descascarada (fabricada por Denofa, y que proporciona 30 por ciento de proteína cruda en la dieta) o AkvaSoy (una harina de soya elaborada mediante el proceso de esta invención y que proporciona 40 por ciento de proteína cruda en la dieta) y las dietas de soya se complementaron con emulsificantes (0.5 por ciento de fosfolípidos; 0.5 por ciento de bilis; 0.5 por ciento fosfolípidos + 0.5 por ciento bilis). Las formulaciones de la dieta y las composiciones aproximadas se muestran en las Tablas 1 y 2. Tabla 1. Formulaciones de Dieta Ingredientes Constantes (g/kg/dieta): Premezcla de vitamina y micromineral, 10.0; Almidón de papa modificado, 30.0; Pigmento (8 Astaxantina), 0.3; Vitamin C (15 por ciento), 0.4; Y203, 1 .0.

Tabla 2. Composición aproximada de las dietas Dieta Composición del Nutriente 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Materia seca, 969 942 932 933 931 971 970 961 959 g Resultados v Discusión Los resultados experimentales se resumen en la Tabla 3. Tabla 3. Sumario de resultados experimentales (0-84 días) Todos los grupos de pescado se desarrollaron bien. Las velocidades de crecimiento específico fueron de aproximadamente 1 por ciento d"1 y las proporciones de alimento.ganancia (FGR) variaron entre 0.7 y 0.9. Existieron pequeñas diferencias en digestibilidad de proteína, mientras que la digestibilidad de energía fue inferior en las dietas con soya. El alimento para salmón Denofa se desempeñó mejor que el alimento Akvasoy. La ingesta de alimento y la digestibilidad de proteína y energía fueron más elevados para el alimento de peces Denofa. FGR fue inferior para el alimento de salmón Akvasoy. La pigmentación fue mejora para el alimento de peces Akvasoy que para el alimento Denofa. No se observaron diferencias en el desarrollo con respecto a la inclusión de fosfolípidos. FGR se mejoró ligeramente mediante la inclusión de fosfolípidos en las dietas, mientras que la digestibilidad de energía y la retención de proteína se redujeron ligeramente. La pigmentación no se afectó por la complementación fosfolípida. Para la complementación biliar, hubo una ligera reducción en el crecimiento y FGR durante el primer mes de alimentación, aunque este no fue consistente durante el resto del estudio. La complementación biliar dio como resultado una digestibilidad incrementada tanto de proteína como de energía para las dietas con soya extraída, pero no para las de Akvasoy. La inclusión de bilis en las dietas dio una reducción en la retención de proteína. El porcentaje de carcasa se redujo y el por ciento de intestinos se incrementó por complementación biliar, pero el contenido de grasa en los intestinos se redujo. Hubo una tendencia de pigmentación incrementada y un incremento en la variación de color de la carne dentro de los grupos de pescado cuando se complementaron las dietas de soya con bilis.

Ejemplo 3: Uso de Harina de Soya como un Reemplazo Parcial de Leche Desnatada Seca en Alimentos para Cerdos Anteriormente Destetados Materiales v Métodos Un ensayo de criadero que involucra a 792 cerdos destetados a 16 hasta 20 días se condujo para evaluar los efectos de alimentación con Akvasoy (una harina de soya elaborada mediante el proceso de esta invención) o Concentrado de Proteína de Soya (SPC) como reemplazo parcial de leche desnatada seca, mezclada en el desempeño en un programa de criadero de cuatro fases. Los tratamiento dietéticos fueron: Fase 1 Tratamiento 1 - Control 1 Tratamiento 2 - Reemplazo de 25% lisina de la mezcla de leche desnatada, seca, con lisina de Akvasoy. Tratamiento 3 Reemplazo de 50% lisina de la mezcla de leche desnatada, seca, con lisina de Akvasoy. Tratamiento 4 Control 1 Tratamiento 5 Reemplazo de 25% lisina de la mezcla de leche desnatada, seca, con lisina de Profine-E (SPC). Tratamiento 6 - Reemplazo de 50% lisina de la mezcla de leche desnatada, seca, con lisina de Profíne-E (SPC). Fase 2 Tratamiento 1 - Control 2 Tratamiento 2 - Control 3 Tratamiento 3 - Control 4 El diseño del ensayo fue un bloque aleatorizado completo. Los cerdos se ordenaron visualmente por tamaño en tres réplicas por peso dentro del sexo (22 cerdos castrados o 22 marranas jóvenes/corral). Los pesos por corral se determinaron dentro de la réplica. Los corrales se asignaron de manera aleatoria a una de las seis dietas experimentales (3 corrales de marranas jóvenes y 3 corrales de cerdos castrados/tratamiento). Después del consumo del alimento de fase uno, los corrales recibieron una alimentación de dieta común durante la fase 2, 3 y 4. La fase 2, 3 y 4 se analizó mediante designación de tratamiento por fase. Los pesos iniciales promedio por réplica se muestran en la Tabla 4. Las dietas de la fase uno se formularon para contener 1 .60 por ciento total de iisina con 450 libras por tonelada (Ib/ton) de suero seco por aspersión y 25.1 de lactosa total. La dieta experimental para la fase 2 se formuló para contener 300 Ib/ton de suero seco por aspersión (10.2 por ciento de lactosa total) a 1.45 por ciento de Iisina en total, 3.0 por ciento de harina de pescado y 1 .25 por ciento de harina de sangre. Las fases 1 y 2 contuvieron 2400 ppm de cinc agregado (como óxido de cinc). La dieta de la fase 3 contuvo 1.35 por ciento de Usina en total con 2.5 por ciento de harina de pescado y 4.25 por ciento de lactosa en total. La dieta de la fase 4 contuvo 1 .23 por ciento de Usina en total con 1 .25 por ciento de harina de sangre. La cantidad de cada alimentación de dieta por fase para cada cerdo se basó en el peso inicial. Las porciones de alimentación por réplica y fase se listan a continuación . La alimentación de la fase 4 se d io después del consumo de la alimentación de fase 3 asignada hasta el término del ensayo.

Los pesos de los cerdos en el corral, el consumo del alimento y la proporción de alimento:ganancia se calcularon al final de cada fase dietética. Las fase dietéticas se cambiaron solamente cuando 3 de los 6 corrales en la réplica habían consu mido su porción de alimento asignada . Cuando fue necesario, los cerdos se inyectaron con una combinación de vitamina Bi2, dexametasona y penicilina, según se prescribió por el veterinario de la u nidad . Los datos se analizaron como u n bloque completo aleatorizado mediante el uso del procedimiento GLM de SAS. El modelo estadístico incluyó tratamiento, sexo, bloque de peso e interacciones de primer orden. Las interacciones con probabilid ad de >0.25 se eliminaron del modelo y se depositaron en el término error. El peso inicial se utilizó como u na covariante en todos los análisis de desempeño. Los medios del efecto principal se separaron por la Prueba T del Estudiante.

Resultados v Discusión Fase 1 (1 1 .6 a 13.9 libras) El reemplazo de leche seca, desnatada con niveles crecientes de Profine-E (sobre una base de lisina) dio como resultado una respuesta cuadrática sobre ganancia de peso diaria (P<.05) y velocidad de conversión de alimento (P<.07). La ganancia diaria promedio se incrementó por el reemplazo en 25 por ciento de Profine-E pero disminuyó con 0 y 50 por ciento. La ganancia de alimento siguió un patrón similar. No hubo diferencias significativas (P<.10) en el desempeño con niveles crecientes de Akvasoy.

Fase 2 (13.9 a 20.4 libras) El reemplazo de leche seca, desnatada con niveles crecientes de Profine-E sobre una base de lisina en la fase 1 dio como resultado una mejora lineal (P<.08) en la proporción de alimentorganancia en la dieta de la fase 2. Los cerdos convirtieron el alimento de manera más eficiente con niveles crecientes de Profine-E en la dieta de la fase anterior. La ganancia diaria promedio y la ingesta de alimentos no se afectó significativamente (P<.1 0) en el desempeño con el tratamiento previo de Akvasoy.

Fase 3 (20.4 a 32.3 libras) El reemplazo de leche seca, desnatada con niveles crecientes de Profine-E en la fase 1 dio como resultado una respuesta lineal en la ganancia diaria de peso (P<.02) y la ingesta de alimento (P<.04) en la fase 3. Los niveles crecientes de Profine-E en la fase 1 dieron como resultado una respuesta lineal en la diferencia de ganancia (P<.07) en el desempeño. El nivel de Akvasoy en la Fase 1 no tuvo efecto en el desempeño de la fase 3.

Fase 4 (32.3 a 53.5 libras) Los cerdos previamente alimentados con Akvasoy consumieron 4.8 por ciento más alimento (P<.02) que aquellos previamente alimentados con Profine-E durante el periodo de alimentación de la fase 4 de 17 días. El reemplazo de leche seca, desnatada, con niveles crecientes de Profine-E en la fase 1 dio como resultado una disminución lineal (P<.04) en la ingesta de alimentos diaria promedio en la fase 4. Sin embargo, el reemplazo de la fase 1 de la lecha seca, desnatada, con niveles crecientes de Akvasoy sobre una base de lisina dio como resultado una respuesta cuadrática (P<.05) en el consumo de los alimentos. La ingesta de alimento durante la fase 4 se incrementó por el reemplazo a 25 por ciento de Akvasoy en la fase 4, pero disminuyó con 0 y 50 por ciento.

Total (1 1 .6 a 53.5 libras) La alimentación con leche seca, desnatada, Akvasoy o Profine- E durante la fase 1 no tuvo efecto significativo (P<.10) en el desempeño total. Sin embargo, los cerdos alimentados con Akvasoy fueron 1 .2 libras más pesados al final del periodo de alimentación de 46 días que aquellos alimentados cOn Profine-E (P<. 0). El medio interactivo mostró que el reemplazo de leche seca desnatada con niveles crecientes de Akvasoy en la fase 1 dio como resultado una respuesta cuadrática en ADG (P<.08) y ADFI (P<.08 en marranas jóvenes. Aunque la invención se ha descrito en considerable detalle a través de las descripciones y ejemplos precedentes, este detalle es con el propósito de ilustración y no debe considerarse como una limitación en el alcance y espíritu de la invención, según se describe en las reivindicaciones anexas.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1 . Un proceso para preparar una harina de soya que contiene aceite, baja en azúcar soluble, rica en proteína, a partir de soya sin procesar, caracterizado porque el proceso comprende: A. limpiar, ordenar y secar la soya sin procesar; B. descascarar la soya limpio, ordenado y seco; C. acondicionar y formar hojuelas de las soyas descascaradas; D. reducir mecánicamente el contenido de aceite de las soyas en hojuelas para producir un producto de aceite de soya y una torta desgrasada; y E. extraer de la torta desgrasada, azúcares solubles para producir (i) un producto de jarabe y (ii) un producto de torta, conteniendo la torta menos de aproximadamente 5 por ciento en peso de azúcares solubles. 2. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque la soya en hojuelas se desgrasa mediante prensado. 3. El proceso según la reivindicación 2, caracterizado porque la soya en hojuelas se prensa a una temperatura entre aproximadamente 80 y 1 10 C. 4. El proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque la torta desgrasada se enfría a una temperatura de menos de aproximadamente 100 C antes de la extracción de las azúcares solubles. 5. El proceso según la reivindicación 4, caracterizado porque las azúcares solubles se extraen de la torta desgrasada mediante el uso de etanol. 6. El proceso según la reivindicación 5, caracterizado porque la torta desgrasada^ enfriada se contacta primero con mezcla de exano y aceite de soya. 7. El proceso según la reivindicación 6, caracterizado porque el producto de jarabe se fermenta hacia etanol que se regresa al proceso de extraer azúcares solubles de la torta desgrasada. 8. El proceso según la reivindicación 7, caracterizado porque la torta que contiene menos de aproximadamente 5 por ciento en peso de azúcares solubles se prensa para retirar etanol, se expone a evaporación instantánea del etanol restante, se seca, se enfria y se tritura hasta un polvo de color crema. 9. Harina de soya producida mediante el proceso según la reivindicación 1. 10. La harina de soya según la reivindicación 9, caracterizada porque se utiliza como un componente en un alimento para pescado, camarones, cerdos o becerros o en alimentos para mascotas. 1 1 . El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el contenido de azúcar soluble de la torta desgrasada no excede aproximadamente 3 por ciento en peso. 12. El proceso según la reivindicación 1 , caracterizado porque el contenido de azúcar soluble de la torta desgrasada no excede aproximadamente 1 por ciento en peso.