Investigadores transforman granos partidos de frijol en un ingrediente proteico de alto valor

Desarrollada en el Instituto de Tecnología de Alimentos con el apoyo de la FAPESP, la innovación puede ser una alternativa a las proteínas de soja o de arveja, en gran medida importadas

Por Elton Alisson  |  Agência FAPESP – En Brasil, el frijol de la variedad carioca (semejante al frijol pinto), el tipo más consumido en el país, está a punto de llegar a la mesa de los consumidores de una forma inédita: como ingrediente de alimentos industrializados. Esto será posible gracias a una proteína concentrada desarrollada a partir de la “bandinha”, es decir, los granos partidos y devaluados que quedan durante el proceso de procesamiento de la leguminosa.

La innovación es fruto del trabajo de investigadores de la Plataforma Biotecnológica Integrada de Ingredientes Saludables (PBIS), con sede en el Instituto de Tecnología de Alimentos (Ital), en Campinas, estado de São Paulo. Según el equipo, además de agregar valor a un subproducto agrícola, el nuevo ingrediente ayudará a reducir la dependencia de la industria alimentaria brasileña de proteínas vegetales de soja o arveja, que actualmente son, en gran medida, importadas.

“Nuestro objetivo fue obtener una proteína de una fuente vegetal brasileña. Como Brasil es un gran productor de frijol carioca, pensamos en transformarlo en un ingrediente proteico para ser utilizado por la industria alimentaria”, explicó Mitie Sonia Sadahira, investigadora del Ital y coordinadora del proyecto, durante un encuentro realizado en Campinas el 13 de agosto con el objetivo de presentar los resultados de la PBIS.

Creada en 2021 con el apoyo de la FAPESP, a través del programa Centros de Ciencia para el Desarrollo (CCDs), la plataforma reúne al Ital, la Universidad de São Paulo (USP), la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp), la Fundación Shunji Nishimura de Tecnología y nueve empresas del sector alimentario, con el objetivo de desarrollar ingredientes saludables, sostenibles e innovadores a partir de materias primas brasileñas, como el frijol.

Brasil es el segundo mayor productor mundial de esta leguminosa, y la variedad carioca representa alrededor del 54 % de una producción anual de 3 millones de toneladas. Sin embargo, el procesamiento del grano genera inevitablemente entre un 1 % y un 5 % de granos partidos (las “bandinhas”), que terminan perdiendo valor comercial.

“Tuvimos la idea de agregar valor a este coproducto”, afirmó Isabela Emiliorelli, investigadora del Ital y participante del proyecto.

Proceso más ecológico

Para obtener la proteína, los investigadores adoptaron el fraccionamiento en seco. A diferencia de los métodos químicos tradicionales, este proceso se considera más ecológico porque no utiliza solventes y consume menos agua y energía que los métodos convencionales de extracción húmeda.

El grano de frijol se muele y se transforma en harina integral y, mediante separación mecánica, se divide en dos fracciones: una amilácea (rica en almidón) y otra proteica. “Además de ser una tecnología más sostenible, a partir de un único proceso es posible obtener dos tipos de ingredientes”, explicó Emiliorelli.

La fracción proteica obtenida alcanzó una concentración de entre un 40 % y un 50 % de proteína. Pero la gran ventaja revelada por los análisis de laboratorio fue la calidad nutricional del insumo, señalaron las investigadoras. Al comparar el perfil de aminoácidos de la proteína del frijol carioca con el patrón de referencia establecido por la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), constataron que el ingrediente supera los valores de referencia y contiene todos los aminoácidos esenciales para el organismo humano. Por este motivo, es nutricionalmente autosuficiente.

La fracción proteica de la harina (foto) contiene todos los aminoácidos esenciales para el organismo humano, además de tener un sabor neutro y una coloración clara (foto: Antonio Carriero/Ital)

“Normalmente, las proteínas vegetales presentan uno o dos aminoácidos esenciales menos [de los necesarios] y, por eso, deben complementarse con una proteína de cereal. En la harina que obtuvimos, esto no ocurrió”, afirmó Sadahira.

Gracias a métodos de pretratamiento térmico aplicados al frijol antes de la molienda, también fue posible reducir hasta en un 95 % el contenido de factores antinutricionales presentes naturalmente en los frijoles, como fitatos, inhibidores de proteasas, taninos, lectinas y oligosacáridos. Estos compuestos dificultan la absorción de nutrientes esenciales y provocan molestias digestivas.

Esta drástica reducción, sumada al proceso de fraccionamiento, permitió obtener un ingrediente proteico con una capacidad de digestión y absorción por el organismo (digestibilidad) superior al 60 %.

Además del valor nutricional, los investigadores lograron superar uno de los mayores desafíos comerciales de las proteínas vegetales: el sabor residual terroso (“sabor a frijol”) y la coloración oscura.

“Mediante el pretratamiento térmico, también logramos mejorar considerablemente la calidad sensorial de la proteína, que tiene un sabor neutro y una coloración clara, lo que facilita su aceptación por parte de los consumidores y su aplicación en la formulación de alimentos”, evaluó Sadahira.

Posibles usos

La versatilidad del nuevo ingrediente quedó demostrada en un portafolio de aplicaciones desarrolladas por los investigadores como propuestas para la industria alimentaria. La fracción proteica dio origen a un polvo instantáneo para capuchino sin azúcar, con una concentración de 5 gramos de proteína por porción. También se desarrollaron polvos instantáneos combinados con frutas tropicales, como mango y maracuyá, que se utilizaron para formular bebidas vegetales fermentadas saborizadas, sin necesidad de utilizar saborizantes ni colorantes artificiales.

Incluso la fracción amilácea (que aún conserva entre un 10 % y un 20 % de proteína) fue aprovechada en su totalidad. Se utilizó para elaborar snacks en versiones neutra, salada y dulce, esta última a base de polvo de mango deshidratado enriquecido con un 8 % de proteína. “A partir de una única materia prima, con la misma tecnología, logramos generar dos ingredientes de valor”, subrayó Kaciane Andreola, investigadora posdoctoral del Ital y participante del proyecto.

A la izquierda, muestras de las fracciones proteica y amilácea de la harina de frijol; en el centro, los ingredientes aplicados en snacks salados; a la derecha, transformados en bebidas fermentadas, polvos instantáneos para capuchino y concentrados con frutas tropicales (foto: Antonio Carriero/Ital)

Las tecnologías para la obtención de la proteína de frijol y su aplicación en alimentos se ofrecerán al mercado en forma de paquetes tecnológicos listos para ser transferidos, siguiendo un modelo de innovación abierta adoptado por la PBIS.

Las empresas participantes de la plataforma, que invirtieron directamente en el desarrollo de las investigaciones, tienen preferencia exclusiva para el licenciamiento de las patentes y los procesos que, en cuatro años y medio de funcionamiento, dieron como resultado la creación de más de 30 ingredientes alimentarios y más de 20 nuevos procesos industriales.

En caso de que las industrias asociadas a la plataforma no manifiesten interés comercial dentro de los plazos predefinidos, las soluciones salen del ámbito del consorcio y se ponen a disposición del mercado en general, pudiendo ser licenciadas por otras industrias alimentarias, startups o spin-offs académicas.

En el caso específico de la proteína de frijol carioca, el insumo ya está siendo validado en un entorno fabril mediante pruebas de procesamiento a escala industrial realizadas por SL Alimentos, una de las industrias asociadas al proyecto.

“Logramos alcanzar los niveles 5 y 6 de TRL [Technology Readiness Level] en términos de producto, proceso y aplicación”, afirmó a Agência FAPESP la gestora ejecutiva e investigadora principal del proyecto, Gisele Anne Camargo, en referencia a la escala de madurez tecnológica de las soluciones, que va de 1 a 9. “Los próximos pasos son competencia de las industrias”, ponderó.

La coordinadora del proyecto PBIS, Maria Teresa Bertoldo Pacheco, consideró que la plataforma representó un cambio en la forma tradicional de actuación del Ital. “Aunque siempre hemos tenido colaboraciones con empresas, trabajábamos a partir de encargos ya definidos. El modelo de la PBIS fue completamente diferente al reunir a científicos, empresas y al gobierno, a través de la FAPESP, para identificar las demandas tecnológicas del sector y, de esta forma, contribuir a aumentar la competitividad de las industrias alimentarias brasileñas”, afirmó.