User:DanielFML

Autores: Daniel F. Mendoza Lara; Giselle B. Vela Sancho; Dulce María Sánchez Palacios; Rosa Elena Rosas Guerrero; Valeria V. Alcaraz López .

Taxonomía
Reino	Plantae
Subreino	Tracheobionta
Filo	Magnoliophyta
Clase	Magnoliopsida
Subclase	Rosidae
Orden	Fabales
Familia	Fabaceae
Tribu	Phaseoleae
Género	Glycine
Especie	G. max (L.)

La soya es un alimento que se consume desde hace mucho tiempo, es una planta muy conocida en varias partes del mundo, y de la que se reconocen múltiples beneficios para la salud. Es rica en proteína, lo que hace que sea una alternativa para vegetarianos. Es uno de los llamados alimentos funcionales, por los grandes beneficios que aporta, no solo nutricionales.

Introducción

La soya, o frijol de soya, (Glicyne max) pertenece a las leguminosas, aunque por su elevado contenido de aceite se incluye también, junto con la canola, el algodón, el girasol, la aceituna y el cacahuate, en las oleaginosas. Es un cultivo anual de verano de clima caluroso y húmedo, y sus vainas contienen tres o más semillas que se utilizan industrialmente para la extracción del aceite, y el residuo, o pasta, rico en proteínas, se utiliza para la alimentación humana o animal.

La producción de proteínas de soya representa una alternativa muy importante para la gran deficiencia que existe de las proteínas convencionales, como las de la leche, la carne y el huevo. La función de la proteína es de reserva para la germinación y el crecimiento de la planta.

Proteínas de la Soya

La semilla de soya esta compuesta por proteínas, carbohidratos, minerales y lípidos; siendo las proteínas y los lípidos constituyentes principales, formando parte de aproximadamente un 60-80% de la semilla. De este porcentaje 36,5-40% son atribuidos exclusivamente a las proteínas. Por esto se puede decir que la soya es el alimento más rico en contenido de proteínas entre todos los de origen natural comparando su porcentaje (36,5%) con 2 alimentos conocidos por su gran contenido proteico:  la carne con menos del 20% y los huevos con un 12%.

Tabla 1. Composición de la Soya y de sus partes en base seca (%)

	Proteina	Grasa	Hidrato de carbono	Cenizas	Constituyente de la semilla
Soya total	40	21	34	4.9	100
Cotiledon	43	23	29	5.0	90
Cascarilla	9	1	86	4.4	8
Hipocótilo	41	11	43	4.3	2

En comparación con otros alimentos ricos en proteínas, la soja duplica su contenido de proteínas, por ejemplo, 100 gramos de carne vacuna tienen la mitad de proteínas que 100 gramos de soya.

Las proteínas de la soya tienen un alto contenido del aminoácido lisina comparado con otros cereales. Complementario a esto, las proteínas de todas las leguminosas presentan una baja cantidad o un déficit del aminoácido esencial azufrado metionina, sin embargo, las proteínas de la soya contienen una proporción suficiente de este importante aminoácido, por lo que se trata de proteínas completas. Debido a la presencia de estos aminoácidos a comparación de otras leguminosas se habla entonces de una característica destacable de las proteínas de esta semilla: satisface las necesidades de aminoácidos de nuestro organismo.

En general, las proteínas de las leguminosas son ricas en los aminoácidos indispensables, tales como lisina, treonina, isoleucina, leucina, fenilalanina y valina; sin embargo, son deficientes en metionina y cisteína. Sin ser la excepción, esto se atribuye a algunos de los procesos a los cuales es sometida la soya para la obtención de aislados de proteína de la misma, los cuales se llevan a cabo a un pH muy alcalino provocando una pérdida de dichos aminoácidos azufrados.

Tabla 2. Aminoácidos en proteínas comerciales de soya (g de a.a. por 100 g de proteína)

Aminoácido	Harinas Desgrasadas	Concentrados	Aislados
Isoleucina	4.6	4.9	4.8
Leucina	7.7	8.0	7.8
Lisina	6.2	6.2	6.0
Metionina	1.3	1.3	1.0
Cisteína	1.2	1.6	1.0
Fenilalanina	5.3	5.3	5.5
Treonina	4.2	4.3	3.7
Triptófano	1.4	1.4	1.3
Valina	4.9	5.0	4.8

Las proteínas de soya son ideales para suplementar la calidad biológica de otras proteínas vegetales como la del maíz o la del trigo. Hablando de la sustitución de estos cereales, a diferencia de estos (maíz, arroz, trigo) cuyo contenido es rico en glutelinas y prolaminas, las proteínas de la soya conforman una mezcla heterogénea de globulinas (60 a 75% del total) y de albúminas, con pesos moleculares muy variados, caracterizadas por ser solubles en disoluciones salinas y en agua, y precipitan en su punto isoeléctrico, en el intervalo de 4.2 a 4.8.

Clasificación de las proteínas de la Soya

Nota: La globulina 11 S representan por si solas mas del 70% de las proteínas del grano de soya. La relación globulina 11S/globulina7S esta compendia entre 0.5 y 3 según la variedad de soya. Ambas proteínas son motivo de estudios profundos, tanto en el aspecto bioquímico como tecnológico.

Su clasificación se realiza de acuerdo con el coeficiente de sedimentación en la ultracentrífuga, medido en unidades Svedberg, y así se tienen las fracciones 2S, 7S, 11S y 15S (a mayor valor de ‘S’, mayor peso molecular); a su vez, cada una de ellas puede estar constituida por un grupo de polipéptidos con un peso molecular y un punto isoeléctrico (pI) determinados, y representan un porcentaje del total de proteínas. El análisis de las cuatro fracciones ha demostrado que las fracciones 2s y 7s son heterogéneas, pero las fracciones11s y 15s son probablemente proteínas puras.

A grandes rasgos podemos decir que las proteínas principales de la Soya son:

· La Globulina 11 S

Las funciones de la Globulina 11S o también conocida como glicinina son:

1. Se caracteriza porque procede de semillas de una especie de cultivo vegetal, expresada en las semillas y de ningún otro tejido vegetativo de la planta, y que aparece rápidamente en el curso de las fases precoces (imbibición) de la germinación y de los procedimientos de pre-germinación de las semillas.

2. Utilizable en agricultura como marcador molecular para la determinación del estado de germinación de las semillas y para seguir, de modo continuo, el desarrollo de procedimientos de tratamiento de semillas (pre-germinación).

· La Globulina 7 S

Tabla 3. Características de las proteínas de la soya
Fracción	Total (%)	pl (punto isoeléctrico)	Peso molecular
2S Inhibidores de tripsina Citocromo c Globulina 2.3S Globulina 2.8S Alantoinasa	22	4.5	8 000, 21 500 12 000 18 200 32 000 50 000
7S Hemaglutinina Lipoxigenasa b-Amilasa Globulina 7S	36	6.1 5.4 5.8 -	110 000 108 000 61 700 (186-210) x 103
11S Globulina 11S	31	4.8	350 000
15S	11	4.8	600 000

Explicado un poco la tabla anterior tenemos que:

· La fracción 2S: compuesta por polímeros de peso molecular bajo, solubles en su punto isoeléctrico (pl) y contiene los inhibidores de tripsina de Bowman-Birk y de Kunitz.

Lipoxigenasa. Se trata de una enzima perteneciente al grupo de las oxidorreductasas que presenta un átomo de hierro situado en su centro activo, es capaz de oxidar el sistema de dobles enlaces del ácido graso poliinsaturado linoleico.

· La fracción 7S: integrada por 4 proteínas: dos enzimas (b-amilasa y lipoxigenasa), hemaglutinina y la globulina 7S. Esta última (encontrada en mayor cantidad es baja en metionina, contiene hidratos de carbono y presenta 9 grupos amino terminales: dos serinas, ácidos aspártico y glutámico, alanina, glicina, valina, leucina y tirosina, lo que indica que su estructura cuaternaria consta de nueve cadenas polipeptídicas que integran un complejo altamente organizado; a un pH de 7.6 y una fuerza iónica de 0.5, tiene un peso molecular de 186,000 a 210,000, mientras que a una fuerza iónica de 0.1, la proteína se disocia y alcanza un pm de 37,000.

· La fracción 11S sólo se ha encontrado un tipo de proteína: globulina 11S o glicinina: alto peso molecular y que de manera individual es el polipéptido más abundante en la soya, (31% del total). En una disolución con un pH de 7.6 y una fuerza iónica de 0.5 se demuestra su estructura cuaternaria compleja integrada por 12 grupos amino terminales: 8 glicinas, 2 fenilalaninas y 2 leucinas o 2 isoleucinas. Parece que es un dímero de dos monómeros iguales, los que a su vez están constituidos por seis subunidades o verdaderos monómeros cada uno; de éstos, algunos tienen puntos isoeléctricos en el lado ácido y otros en el alcalino. Los pesos moleculares de las subunidades son de 37,200 y 22,300 para las ácidas y las básicas, respectivamente. Las propiedades funcionales de esta fracción, a su vez tienen una gran influencia en las propiedades funcionales de los derivados comerciales de la soya.

· La fracción 15S no se ha estudiado tanto como las anteriores, pero se supone que puede ser un polímero de la 11S; ésta es la fracción de mayor peso molecular.

De forma general y como introducción al siguiente punto, podemos mencionar que las proteínas de la soya tienen diversos usos industriales, incluyendo aplicaciones al área de alimentos tales como:

Tabla 3. Usos y aplicaciones de los derivados proteicos de la Soya: Harinas desengrasadas y sémolas; concentrados y aislados.

Usos Alimenticios	Aplicaciones Cárnicas	Aplicaciones en Lácteos	Usos industriales
Aliños de ensalada	Productos de pollo	Yogurt	Emulsionar y dar textura
Substituto de la carne picada	Productos carnicos	Quesos	Adhesivos, asfalto
Bebidas en polvo	Productos emulsificantes	Bebidas proteicas	Resinas, cosmeticos
Chocolate blanco		Helados	Cueros sintéticos, pinturas
Quesos tipo ata no lácteos		Postres	Pesticidas y funguicidas
Postres congelados		Plásticos, fibras textiles
Panes y sopas

Formas comerciales de la soya

A partir de esta leguminosa se han elaborado diversos productos comerciales clasificados de acuerdo con su contenido de proteínas. Para fabricarlos es preciso romper el arreglo interno ordenado de las células del cotiledón, para separar adecuadamente los diferentes constituyentes; cada uno de estos derivados tiene ciertas características y propiedades funcionales que pueden aprovecharse en la producción de otros alimentos más complejos y elaborados. Los productos modernos con proteína de soya incluyen harina, concentrados y aislados.

Harinas

Las harinas de soya son ampliamente utilizadas en la panadería para darle color al pan y aumentar su cantidad proteica.

La harina de soya se elabora a partir de las hojuelas de soya desgrasadas ligeramente tostadas. La harina es el producto de menor procesamiento ya que simplemente se elabora con la molienda de la pasta desgrasada o del frijol descascarillado. Desde el momento en el que nada se remueve, excepto la cáscara o la grasa, su contenido de proteína es ligeramente más elevado comparado con el de la materia prima inicial. Estas harinas contienen un mínimo de 40% de proteínas, y durante su manufactura se someten a un calentamiento con vapor para eliminar el residuo del disolvente usado para la extracción de aceite, y a un tostado (115°C durante 15 a 25 minutos) para inactivar la lipoxigenasa, los inhibidores de tripsina y otros factores antifisiológicos. La harina de soya tiene un color ligeramente amarillo y la textura de la harina de trigo integral. Puede usarse con éxito en empanizados salados, para hornear, para alimentos sofritos o fritos en abundante aceite.

La harina de soya es diferente a la de trigo principalmente de tres maneras relevantes:

Diferencias importantes entre la harina de trigo y harina de soya
Contenido de proteína
La harina de soya tiene en promedio 50% de proteína	La harina de trigo de alta proteína contiene el 15%
Composición de la proteína
La harina de soya no contiene gluten (no proporciona elasticidad a la masa)	La harina de trigo contiene gluten

La última diferencia entre ambos tipos de harina recae en el contenido de grasas, donde diferentes cantidades de aceite de soya se retiran de la harina para concederle diversas propiedades funcionales:

• Con grasa completa (sin eliminación de aceite) con rico sabor, pero con corta vida de anaquel.
• Desgrasada (virtualmente sin aceite) con larga vida de anaquel, prácticamente no susceptible a la rancidez.

Los lípidos de las harinas sin desgrasar contribuyen al valor nutritivo; sin embargo, éstos contienen un alto porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados indispensables, aproximadamente 60% de ácido linoleico y 4% de linolénico, propensos a reacciones de oxidación que traen consigo pérdidas en las cualidades sensorial y nutricional.

Las harinas desgrasadas son muy comunes en el mercado, ya que la extracción del aceite resulta económicamente ventajosa; las pastas recuperadas de dicha extracción tienen un muy amplio consumo en la industria de alimentos, tanto para el hombre como para los animales.

Concentrados

Estos productos son más refinados que las harinas y contienen un mínimo de 65% de proteínas; en su manufactura se elimina menos de la mitad de los hidratos de carbono de las harinas, además de otros componentes de menor importancia. Los concentrados comestibles de proteína de soja son productos relativamente nuevos. Su disponibilidad como productos comerciales es del año 1959. En los últimos años estos productos versátiles se han convertido en ingredientes importantes y bien aceptados por muchas industrias de alimentos. Como se muestra anteriormente el máximo de contenido de proteína en la harina de soja, incluso después de la eliminación casi completa de cascaras y la grasa, es de aproximadamente 50% .En ciertas aplicaciones, tales como en los productos cárnicos, una ingrediente de proteína de soja con un mayor porcentaje de proteína es a menudo preferible.En general, tienen un sabor y un olor menos intenso que las harinas, ya que durante las etapas de manufactura se eliminan algunos de los compuestos responsables del sabor. Debido a su contenido de polisacáridos, los concentrados retienen mucha agua y producen geles más firmes.

Para su elaboración se pueden seguir tres diferentes procesos: En los cuales se obtienen polisacáridos y proteínas, eliminando moléculas solubles como son los oligosacáridos, parte de las cenizas.

• Extracción con una solución de etanol al 80%
• Extracción en su punto isoeléctrico (mediante acidificación)
• Extracción por calor húmedo

Aislados

Los aislados proteicos son ocupados para darle textura a alimentos sin carne. Especialmente en productos vegetarianos y veganos.

El aislado de proteína se produce con la extracción alcalina de la harina seguida por la precipitación en un pH ácido; este producto es el más refinado debido a la remoción tanto de carbohidratos solubles como insolubles, por lo que su contenido de proteína es de 90%.

El proceso de aislamiento se basa en las diferencias de solubilidad de las fracciones globulínicas con respecto al pH; para su obtención se parte de harinas desgrasadas que han recibido un tratamiento térmico mínimo, y la extracción se efectúa con una disolución acuosa de hidróxido de sodio a 60ºC y pH 9-11; el residuo insoluble contiene principalmente polisacáridos que se eliminan por centrifugación. El extracto se acidifica a pH 4.5, lo que hace precipitar la mayor parte de la proteína en forma de crema, que se separa del suero (fracción soluble) por centrifugación; posteriormente se lava y se neutraliza con hidróxido de sodio para resolubilizarla y, por último, se seca por aspersión.

Con estas proteínas como base, y con la adecuada adición de grasas, nutrimentos, colorantes, saborizantes, etcétera, se pueden desarrollar productos con formas y tamaños que semejen las estructuras de filetes de pescado, de pollo, de res, etcétera. Igualmente,se usa frecuentemente en la fabricación de alimentos para incrementar los niveles de proteína y disminuir los carbohidratos (malteadas altas en proteína, productos de panificación de especialidades).

Propiedades funcionales

Debido al creciente incremento en la demanda de los alimentos que existe en la actualidad, la bromatología se ha visto obligada a seguir el paso de esta, por lo tanto se ha dado a la tarea de innovar tecnologías que permiten la incorporación de proteínas vegetales, hasta llegar a la total substitución de las de la carne, huevo y leche. Tal como en el caso de la soya.

El rol que desempeñan las proteínas dentro de las propiedades funcionales de los sistemas de alimentos es de suma importancia. Como se mencionó anteriormente estas son aproximadamente el 36.5-40% del peso seco de la soya. El componente mayoritario de las proteínas de la soya se clasifica en globulinas. El tamaño molecular de las proteínas de soya se ha determinado a partir de un patrón establecido de centrifugado del cual se logró extraer las ya mencionadas cuatro fracciones principales (2s, 7s, 1 1s, y15s). Dichas fracciones corresponden respectivamente a sus tiempos de sedimentación (de ahí la letra S mayúscula al final de su nombre).

Un ejemplo de la utilización limitada a productos en específico: debido a que una harina absorbe mayor cantidad de agua que los concentrados y que los aislados, debido a la presencia de hidratos de carbono.

Las propiedades funcionales de las distintas formas comerciales de soya (harinas con o sin grasa, concentrados, aislados, texturizados, extruidos, etcétera) varían de acuerdo con su composición química y método de obtención por lo tanto, dependiendo de la forma comercial de la que se esté hablando, el empleo de estas propiedades funcionales se limita a ciertos productos en los que sí se pueden aprovechar al máximo.

Las distintas aplicaciones de los derivados de la soya en la industria de los alimentos se relacionan directamente con las propiedades funcionales. Estas incluyen:

• Emulsionante: Las harinas desgrasadas: capacidad de absorber agua y de emulsionar grasa, esta capacidad disminuye conforme las proteínas sufren desnaturalización aumentando el tamaño de la partícula.
• Espesante
• Hidratante
• Gelificante
• Espumante
• Formador de películas
• Promotor de la viscosidad
• Termoplástico

A nivel industrial, las propiedades de la soya tienen un amplio rango de aplicación para la elaboración de diversos alimentos como:

Tabla 4. Propiedades funcionales de las proteínas de soya en alimentos
Propiedad funcional	Forma de la proteína	Sistema utilizado
Emulsificación Formación  Estabilización	H, C, A H, C, A	Salchichas, embutidos, salami, panes, pasteles y sopas Productos batidos como crema chantilly, postres congelados, embutidos en general
Absorción de grasa Promoción Prevención	H, C, A H, A	Salchichas, embutidos y hamburguesas Donas y bollos
Absorción de agua Absorción Retención	H, C H, C	Pasteles, panes y pastas Pan y pasteles
Textura Viscosidad Gelificación Formación de fibras	H, C, A A A	Sopas y salsas Sustitutos de carne molida Sustitutos de carne
Formación de masas Formación de películas Adhesión Cohesión Elasticidad	H, C, A A C, A H, A A	Productos de panificación Salchichas y salami Embutidos, carnes frías Productos horneados, macarrones y sustitutos de carne Productos horneados y sustitutos de carne
Control del color Blanqueado Oscurecimiento	H H	Pan Pan y derivados
Solubilidad	H, C, A	Bebidas fortificadas
Aeración	A	Productos batidos y confituras

H = harina; C = concentrado; A = aislado.

La industria de la panificación que requiere de proteínas no desnaturalizadas para la formación de la masa (propiedad funcional) que posteriormente se hornea para producir el pan (mejora el valor nutritivo).

• En la elaboración de diversos derivados cárnicos (salchichas, mortadelas, albóndigas, jamones, hamburguesas, entre otros) gracias a la capacidad que tienen para formar emulsiones estables. Gelificación > estructura firme
• En la panificación (pasteles, galletas, donas, harinas preparadas, etcétera) y en pastas tipo macarrones
• En la industria láctea (sustitutos de leche de vaca, quesos procesados y frescos, etcétera)
• En sustitutos de leche humana
• En complementos alimenticios
• En dulces y confitería
• En líquidos viscosos (cremas, sopas, gravies)
• Sustituto de huevo en helados y merengues por su capacidad espumante.  

Es importante que al final de los procesos de obtención de las diferentes formas comerciales de las proteínas exista un equilibrio entre la funcionalidad y el valor nutritivo, ya que al final uno de los objetivos principales de la ciencia de los alimentos es el aumento del valor nutricional del mismo (relacionado también con la calidad de oferta de este).

Modificaciones de las proteínas

Como se indicó antes, muchas de las propiedades funcionales de las proteínas de la soya sólo se obtienen al modificarlas por algún método químico o enzimático. Existen diversos procedimientos a nivel experimental, pero que aún no son aceptados por las autoridades de salud; por ejemplo, los derivados succinilados y acetilados provenientes de la reacción con los anhídridos succínico y acético, presentan mayor solubilidad, son más tolerantes al calcio, etcétera, pero su uso está restringido a las aplicaciones industriales. De igual manera sucede con las modificaciones basadas en la oxidación, reducción, sulfitación, clorinación y fosforilación. En el caso de las proteínas de la soya, se puede hacer uso de enzimas microbianas, vegetales y animales que permiten modificarlas.

Los productos comerciales basados en esta proteína modificada pueden contener hexametafosfato de sodio, sacarosa y algún emulsificante, como los polisorbatos, para darle mayor estabilidad. Por otra parte, existen diversos derivados que no son propiamente modificados, sino que están adicionados con aditivos que le confieren otras propiedades; las harinas añadidas de lecitina se emplean en la panificación por su mayor capacidad de emulsificación, mejoran el manejo de la masa y sustituyen. parcialmente la yema de huevo.

Factores antifisiológicos

La soya en su estado natural contiene diversos factores antifisiológicos, ya que produce algunos metabolitos que pueden ser dañinos. Sin embargo, mediante la aplicación de tratamientos térmicos es posible eliminarlos, manteniendo su valor nutricional y garantizando que los productos obtenidos a partir de la soya son seguros, por lo que ya no representan un riesgo para la salud.

Los inhibidores de proteasas presentes en la soya se encuentran principalmente en los cotiledones, son proteínas de bajo peso molecular que se asocian con las proteasas del intestino y forman un complejo estable sin actividad catalítica. Los de la soya son siete a diez polímeros, y se clasifican en dos categorías: los inhibidores Kunitz (KTI) que interactúan estequiométricamente con una molécula de tripsina inhibiéndola, y los de tipo Bowman-Birk (BBI) que se localizan en la fracción 2S e inhiben a la tripsina y quimotripsina.

El inhibidor de Kunitz es una proteína monomérica no glicosilada compuesta por 181 residuos de aminoácidos, tiene actividad en pH 1-12 y se desnaturaliza a >80ºC; cuando el tratamiento térmico es insuficiente, regenera su estructura y recupera su función. Contiene enlaces disulfuro, por lo que el efecto de los agentes reductores, como la cisteína, causa su inactivación por una reacción sulfhidrilo-disulfuro. Por otro lado, el inhibidor de Bowman-Birk está compuesto por 70 a 80 residuos de aminoácidos, posee dos dominios inhibitorios formados por nueve péptidos facilitando que se una con dos enzimas proteolíticas (tripsina y quimotripsina) de forma simultánea generando un complejo no covalente, que impide la unión de la enzima con la proteína. Es más termoresistente debido a que tiene siete residuos de cisteína que se unen formando una red de puentes disulfuro, que le confieren una estructura rígida y estabilidad para mantener su función en los dominios inhibitorios, por lo que requiere temperaturas de autoclave durante varios minutos para su destrucción; además soporta los ácidos y la acción hidrolizante de las enzimas proteolíticas.

Bocio: crecimiento anormal de la glándula tiroides.

Los inhibidores de proteasas producen diversos efectos dañinos como: inhibición del crecimiento por la pérdida de aminoácidos esenciales de la dieta, reducción de la digestibilidad de la proteína, requerimiento mayor de aminoácidos azufrados, crecimiento del páncreas, aumento de secreción de enzimas pancreáticas y de la actividad de la vesícula biliar, y reducción de la energía metabolizable.

Las hemaglutininas o lectinas en un principio fueron consideradas como factores antifisiológicos que aglutinan los glóbulos rojos de la sangre; sin embargo, en la actualidad se han desechado de esta categoría, debido a que se han identificado como glucoproteínas con un contenido de hasta 10% de carbohidratos, capaces de ligarse especifica e irreversiblemente a oligosacáridos o glicopeptídos de la superficie celular, mediante enlaces de hidrógeno e interacciones de Van Der Waals. Las lectinas nativas de la soya son proteínas que poseen un peso molecular de 120 kDa, de las cuales se han identificado cuatro diferentes.

De manera general, estas proteínas causan daño en la membrana del borde en cepillo, provocando un aumento de la pérdida endógena de nitrógeno y la alteración de la síntesis de enzimas producidas en esta zona, afectando la proliferación y diferenciación de las células epiteliales. Además, inducen el acortamiento de las vellosidades intestinales, interfieren con la capacidad absortiva y digestiva de los enterocitos, aumentan el peso y tamaño intestinales, y modulan el estado inmunológico del tracto gastrointestinal.

En la soya se han identificado tioglucósidos que inducen el bocio, al evitar la captación del yodo en la glándula tiroides, en el caso de la leguminosa, la estructura de estos agentes es de oligopéptido o glucopéptido, de poca actividad que se destruyen mediante los tratamientos térmicos tradicionales.

Las proteínas alergénicas presentes en la soya son las globulinas β-conglicinina y glicinina, que representan cerca de 80% del total de la proteína del endospermo. La glicinina (11S) es la proteína de reserva predominante en la soya, es un hexámero de peso molecular entre 320 a 375 kDa y puede contener hasta cinco subunidades. Cada subunidad está compuesta por un polipéptido ácido (~35 kDa) y un polipéptido básico (~20 kDa) ligados por un puente disulfuro. Por otra parte, la β-conglicinina (7S), es una glicoproteína que contiene cerca de 5% de carbohidratos, principalmente manosa, ligados covalentemente a los residuos de asparagina; posee un peso molecular de aproximadamente 150 kDa, y está compuesta por tres subunidades: α, α’ y β. No contiene SS y prácticamente carece de metionina.

Estructura del ácido fítico presente en la soya.

La alergenicidad de las proteínas de la soya produce alteraciones fisiológicas y morfológicas en el intestino, ya que da lugar a reacciones inflamatorias reduciendo la digestibilidad de los nutrientes, se atrofian las vellosidades intestinales, origina un aumento en el número de enterocitos inmaduros y, consecuentemente, disminuye la capacidad absortiva y mayor susceptibilidad a enfermedades entéricas.

El ácido fítico es un antinutriente presente en la soya y sus productos derivados. Se une en forma de sal a los iones de minerales esenciales como el hierro, el calcio y el zinc, reduciendo su actividad y su absorción, debido a que presenta un alto potencial como agente quelante en condiciones fisiológicas al estar cargado negativamente.

La soya contiene 0.5% de saponinas, las cuales tienen tres propiedades distintivas: sabor amargo, potentes surfactantes y producen hemólisis sobre los eritrocitos. Su estructura química es de glucósido, se hidrolizan por la microflora intestinal en sus correspondientes carbohidratos y sapogeninas, los cuales inhiben el transporte activo de nutrientes e incrementan la permeabilidad de la mucosa en el intestino delgado.

Los azúcares verbascosa, estaquiosa y rafinosa producen flatulencias, debido a que el hombre no posee actividad enzimática de α-galactosidasa y β-fructosidasa, al no ser hidrolizados no pueden ser absorbidos y aprovechados por el ser humano, por lo que estos oligosacáridos llegan al intestino grueso en donde la microflora los metaboliza para producir gases (CO2, H2 y CH4).

Soya y nutrición

En épocas anteriores, en las culturas orientales no se observaban las enfermedades crónicas que afectaban el corazón,o cáncer , que están permanentemente presentes en los países occidentales. Se supone que una razón de esto es la dieta basada en soya de países como Japón y China. En los últimos años se ha publicado una enorme cantidad de trabajos que muestran las relaciones benéficas del consumo de la proteína de soya con la prevención de las enfermedades cardiovasculares (principal causa de muerte en México), del cáncer, de la osteoporosis y de los síntomas de la post menopausia. En muchos casos el mecanismo de acción es desconocido, aun cuando se proponen diversas teorías. Por el cúmulo de esta información, en 1999 la Food and Drug Administration (FDA) de los Estados Unidos, señaló que el consumo de 25 g de proteína de soya al día, integrados a una dieta balanceada, reduce el riesgo de enfermedades del corazón. La soya posee características muy ventajosas, entre ellas su alto contenido de proteína y lípidos, así como elevadas concentraciones de lisina, aminoácido.

Cabe indicar que la dieta oriental incluye pocas grasas saturadas y colesterol, agentes que definitivamente aceleran la hipercolesterolemia y en consecuencia, los trastornos cardiovasculares. Sin embargo, la influencia de la proteína de soya se ha comprobado en diversos estudios.

Estructura general del grupo de las isoflavonas. Al ser similares a los estrógenos humanos, proporcionan múltiples beneficios como por ejemplo a las mujeres durante la menopausia.

La sustitución de proteína animal por soya reduce significativamente los niveles de colesterol, de LDL-colesterol y de triglicéridos.

La presencia de las isoflavonas genisteína, daidzeína y gliciteína, englobadas como fitoquímicos, con actividad de fitoestrógeno, también se ha relacionado con la reducción del colesterol; son solubles en alcohol y parcialmente en agua, por lo que se reducen en las extracciones para obtener algunos derivados de la soya. La combinación de proteínas con isoflavonas tiene un mayor efecto que cualquiera de los dos de forma aislada. De igual manera, las isoflavonas influyen en la prevención de cáncer de mama y de próstata mediante un mecanismo desconocido, aun cuando se considera su acción antioxidante como una posible causa de este efecto benéfico.

La osteoporosis que provoca la porosidad y la reducción de la densidad del hueso se presenta en adultos, sobre todo en mujeres post menopaúsicas. La proteína de soya previene la excreción de calcio en la orina y las isoflavonas, con su capacidad estrogénica, ayudan al balance óseo al evitar la ruptura del tejido. Los síntomas postmenopaúsicos se reducen con una dieta en la que se incluye la soya.

Características nutricionales de la soya

La soya se considera una excelente fuente de aminoácidos azufrados como la metionina.

El componente más utilizado de la soya es su proteína en virtud de su elevada concentración respecto de otras leguminosas. Tanto el aislado como el concentrado de PS satisfacen los requerimientos de aminoácidos azufrados y lisina. La cantidad de proteínas de soya (PS) que se requiere para cubrir las necesidades de aminoácidos azufrados es de 0.4 a 0.5 g proteína/kg/día.

Estudios en hombres adultos han demostrado que el consumo de 0.6 g de PS/kg/día permite un equilibrio de nitrógeno equivalente al producido con 0.4 g de clara de huevo/kg/día.

Este estudio muestra que la PS sin complementación con metionina satisface los requerimientos de aminoácidos de los adultos. Sin embargo, la complementación con metionina mejora la utilización de la PS al permitir que se necesite menor cantidad de PS para cubrir las necesidades de aminoácidos.

En el caso de los niños, cabe señalar que hoy en día todas las fórmulas infantiles a base de soya, que se han utilizado ampliamente por ser hipoalergénicas, están suplementadas con metionina y emplean aislados de PS con alta digestibilidad para evitar la presencia de fitatos o inhibidores de proteasas que estaban presentes en las primeras fórmulas infantiles elaboradas con harina de soya hace casi 100 años.

En el caso de niños y adultos que consumen una alimentación variada no se necesita la complementación de metionina.

Recomendaciones del consumo de soya para obtener un beneficio en la salud

Con el objeto de manifestar los efectos saludables de los alimentos con soya, éstos deben cumplir los siguientes criterios, de acuerdo con la Food and Drug Administration (FDA) en Estados Unidos  y la Joint Health Claims Initiative (JHCI) del Reino Unido:

• Contener 6.25 g o más de PS por ración   - Establecer lo que constituye una ración en gramos o mililitros
• Ser bajos en grasa (menos de 3 g)
• Ser bajos en grasa saturada (menos de 1 g)
• Ser bajos en colesterol (menos de 20 mg)
• Los alimentos elaborados con el grano completo del frijol de soya también califican, siempre y cuando no se les añada grasa. En este caso están incluidos el tofu, soya en bebidas tipo leche, hamburguesas hechas a base de soya, tempeh y frijol de soya.
• No presuponer que el consumo de más o menos 25 g de soya sea ventajoso
• Esta declaración se basa en la PS que contiene sus isoflavonas en forma natural

Comparación del Porcentaje de Requerimientos de Aminoácidos Limitantes que cubren diferentes tipos de Proteína

Fuente de Proteina	Porcentaje que cubre del requerimiento
	Aminoácidos azufrados	Lisina
Huevo	228	120
Aislado de Proteína de Soya	104	103
Concentrados de Proteína de Soya	107	104
Trigo	140	44
Maíz	128	66
Frijol Negro	104	131
Frijol de Soya	118	115
Se utilizo el requerimiento de aminoácidos para niños preescolares (FAO/OMS/UNU,1985), que es el grupo de edad que presenta mayores necesidades de todos los aminoácidos.

En fecha reciente se ha recomendado para la vida saludable de la población mexicana el consumo de bebidas hechas a base de soya. Sin embargo, hay que tomar en cuenta que los jugos que contienen soya no califican debido a su bajo contenido de PS y su elevada concentración de azúcar.

En la actualidad, aunque todavía se consumen los alimentos a base de soya en diferentes programas alimentarios en virtud de la calidad de su proteína, el uso de la PS se ha incrementado rápidamente, pero en la industria de alimentos para la elaboración de diversos productos, si bien el consumidor no tiene muchas veces conocimiento de esto. Pese a ello, la popularidad de la soya no se atribuye sólo a que representa una buena fuente de origen vegetal, sino a las investigaciones de los últimos 20 años que han demostrado que el consumo de PS por tiempo prolongado induce efectos benéficos en la salud, en comparación con otras proteínas, lo cual podría ser de gran importancia en la salud pública de México. A continuación se muestran algunos de los efectos de la PS en el organismo.

Mejora genética de la soya

El uso de Agrobacterium es actualmente una herramienta de alta importancia en la generación de transgénicos vegetales.

Las nuevas técnicas de edición genética representan una herramienta poderosa para la investigación científica y la generación de conocimiento y tecnologías agrícolas que necesarias para enfrentar los retos actuales de la agricultura y producir alimentos nutritivos en cantidades suficientes.

Las técnicas de microbalística o transfección con Agrobacterium, permiten modificar el material genético de un organismo, añadiendo segmentos de ADN (genes) provenientes de otro, ya sea de la misma especie o de una diferente. Cuando un gen de una especie se añade a otra, se obtiene un organismo genéticamente modificado (OGM), es decir, un organismo transgénico.

El uso de cultivos genéticamente modificados (entre los cuales de tiene el cultivo de soya) ha crecido 110  veces en los 20 años que llevan de comercialización, reportándose 185 millones de hectáreas cultivadas en el 2016. De los 26 países en donde se encuentran estos cultivos, 19 son países en desarrollo y 7 desarrollados.

El uso de cultivos biotecnológicos de Primera Generación es bastante común. En Estados Unidos el 85% del área sembrada del maíz, el 82% de la del algodón y el 93% de la de soya son variedades con tolerancia a herbicidas.

En México ya se realizan desarrollos tecnológicos con modificaciones genéticas para que las plantas absorban y asimilen los nutrientes del suelo de manera más eficiente. Esto reduce la competencia por nutrientes de los cultivos con la maleza y reduce el requerimiento de herbicidas (para eliminar la maleza) y de fertilizantes (para nutrir los cultivos).

Obtención de Planta Transgénica

Especie modificada: Algodón y soya. Características conferidas a la planta: Resistente a insectos, plagas y tolerancia a un herbicida. Beneficio económico: $121 millones de dólares en ingresos agrícolas en México, al usar algodón y soya, entre 1996 y 2010. Beneficio ambiental: Reducción del 20% del uso de agua; re-introducción del algodón que había desaparecido prácticamente debido a plagas. Año de liberación: 1996. Porcentaje total de la producción en México: 90%

Una limitante importante de estas técnicas es que pueden dar lugar a modificaciones genéticas inesperadas en el ADN del vegetal, adicionales a las deseadas. Actualmente, hay varios grupos de investigación dedicados a reducir estos posibles riesgos por el uso de CRISPR-Cas9.

Las tecnologías actuales permiten determinar la secuencia del genoma de los organismos, por lo que es posible reconocer todos los cambios realizados durante la edición genética (tanto los deseados como los no deseados). Esto hace posible escoger las plantas en las que se realizaron exclusivamente las modificaciones genéticas deseadas, para su cultivo.

Métodos utilizados en los últimos años

Cultivos de soya: el rendimiento proteico no afecta a la producción.

1. Elevar el nivel de proteínas en el cultivo de la soya insertando un solo gen es uno de los ejemplos en cuanto a esta leguminosa. Científicos de la Universidad de Illinois lograron tal objetivo. Esto permitirá darle un mayor valor nutricional a la harina de soya, muy apetecida para alimentación animal.  El gen aumentó la concentración de proteína entre 8 y 14 gramos por kilogramo de soya, sin mostrar una disminución significativa de los rendimientos.
2. La generación de plantas transgénicas que permitan incrementar la síntesis y excreción en la raíz de ácidos orgánicos que inactiven el aluminio tóxico es otro ejemplo, y es una alternativa estratégica para incrementar la producción de cultivos en suelos ácidos, sus avances son todavía muy tangenciales por la complejidad de los mecanismos que controlan la tolerancia.
3. Obtención de variedades que producen la toxina de la bacteria denominada Bacillus thuringiensis. El gen transferido, denominado “Cry”, es conocido como “gen Bt”. Los eventos que lo contienen poseen genes amplificadores de la expresión de la toxina, haciéndola más eficiente en el control de isocas de la soya, con una producción de hasta 1000 veces más respecto a la síntesis codificada por el gen bacteriano original.