BR112013014199B1 - Produto alimentício lácteo que compreende grãos integrais hidrolisados - Google Patents

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Carli Sophie
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Roger Olivier
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Description

(54) Título: PRODUTO ALIMENTÍCIO LÁCTEO QUE COMPREENDE GRÃOS INTEGRAIS HIDROLISADOS (51) Int.CI.: A23C 9/12; A23L 29/00; A23L 29/10; A23C 9/123; A23C 9/127 (73) Titular(es): NESTEC S.A.
(72) Inventor(es): TANJA DAHLKE; SOPHIE CARLI; CHRISTELLE SCHAFFER-LEQUART; OLIVIER ROGER; ANNE-SOPHIE WAVREILLE
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PRODUTO ALIMENTÍCIO LÁCTEO QUE COMPREENDE GRÃOS INTEGRAIS HIDROLISADOS.
Campo técnico da invenção
A presente invenção refere-se a produtos alimentícios que são suplementados com grãos integrais. Em particular, a presente invenção refere-se a produtos alimentícios que são suplementados com grãos integrais hidrolisados, onde nem o gosto ou viscosidade nem as propriedades organolépticas dos produtos alimentícios foram comprometidos.
Antecedentes da invenção
Agora há evidência extensiva que surge principalmente de estudos epidemiológicos que uma ingestão diária de três porções de produtos de grão integral, isto é, 48 g de grão integral, está positivamente associada ao risco reduzido de doenças cardiovasculares, sensibilidade aumentada à in15 sulina e risco reduzido de início de diabetes tipo 2, obesidade (principalmente obesidade visceral) e canceres de sistema digestivo. Esses benefícios de saúde dos grãos integrais são relatados devido à função sinérgica das fibras dietéticas e outros componentes, como vitaminas, minerais e fitoquímicos bioativos.
As autoridades reguladoras na Suécia, nos EUA e UK já aprovaram as reivindicações de saúde do coração específicas com base na verificação científica disponível.
Os produtos alimentícios que compreendem fibras dietéticas também vêm ganhando popularidade com os consumidores, não só devido ao fato de o consumo de grão integral estar agora incluído em algumas recomendações dietéticas nacionais como também devido ao fato de os produtos de grão integral serem considerados saudáveis e naturais. As recomendações para o consumo de grão integral foram apresentadas por autoridades governamentais e grupos especialistas para encorajarem os consu30 midores a consumirem grãos integrais. Por exemplo, nos EUA, as recomendações são para consumir 45-80 g de grão integral por dia. Entretanto, os dados fornecidos por inspeções alimentares nacionais no Reino Unido, nos
Petição 870170063857, de 30/08/2017, pág. 12/18
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EUA e China mostram que o consumo de grão integral varia entre 0 e 30 g de grãos integrais por dia.
A falta de produtos de grão integral oferecidos nas prateleiras e as propriedades organolépticas insatisfatórias dos produtos de grão integral disponíveis são geralmente identificadas como barreiras para o consumo de grão integral e restringem a quantidade de grão integral que será adicionada, por exemplo, a um produto alimentício, pois, quando quantidades aumentadas de grão integral forem adicionadas, as propriedades físicas e organolépticas do produto alimentício mudam consideravelmente.
Os grãos integrais também são uma fonte reconhecida de fibras dietéticas, fitonutrientes, antioxidantes, vitaminas e minerais. De acordo com a definição fornecida por American Association of Cereal Chemists (AACC), grãos integrais, e alimentos feitos a partir de grãos integrais, consistem na semente de grão total. A semente de grão total compreende o germe, o endosperma e o farelo. Essa é geralmente referida como o núcleo.
Ademais, recentemente, os consumidores dão mais atenção ao rótulo de produtos alimentícios, e esses esperam que os produtos alimentícios fabricados sejam os mais naturais e saudáveis possíveis. Portanto, deseja-se desenvolver tecnologias de processamento de alimentos e bebidas e produtos de alimentos e bebidas que limitam o uso de aditivos alimentares não naturais, mesmo quando esses aditivos alimentares não naturais forem completamente aprovados por autoridades de saúde e segurança de alimentos.
Determinados os benefícios de saúde de cereal de grão integral, deseja-se proporcionar um ingrediente de grão integral que possua o máximo possível de fibras dietéticas intactas. Os produtos alimentícios são um veículo satisfatório para distribuir grão integral e aumentar o teor de grão integral de um produto ou uma porção, é naturalmente possível amentar o tamanho da porção. Porém, isso não é desejado visto que resulta em uma maior ingestão calórica. Outra dificuldade apenas para aumentar o teor de grão integral do produto é que geralmente isso causa impacto sobre as propriedades físicas como sabor, textura e aparência total dos produtos alimen3/33 tícios (parâmetros organolépticos), bem como sua processabilidade.
O consumidor não deseja comprometer as propriedades organolépticas de produtos alimentícios, para aumentar sua ingestão diária de grão integral. O sabor, textura e aparência total são as propriedades organolépticas.
Obviamente, a eficiência de linha industrial é uma exigência obrigatória na indústria alimentícia. Isso inclui a manipulação e processamento de matérias-primas, a formação dos produtos alimentícios, embalagem e armazenamento posterior, em depósitos, na prateleira ou em casa.
A US 4.282.319 se refere a um processo para a preparação de produtos hidrolisados a partir de grão integral, e produtos derivados. O processo inclui um tratamento enzimático em um meio aquoso com uma protease e uma amilase. O produto obtido pode ser adicionado a diferentes tipos de produtos. US 4.282.319 descreve uma degradação completa das proteínas presentes no grão integral.
A US 5.686.123 descreve uma suspensão de cereal gerada pelo tratamento com uma alfa-amilase e uma beta-amilase que geram especificamente unidades de maltose e não possuem efeito sobre glucanase.
Assim, um objetivo da presente invenção é fornecer produtos alimentícios que sejam ricos em grãos integrais e em fibras dietéticas, enquanto mantém uma baixa ingestão de calorias, que proporcionem uma excelente experiência de consumo ao consumidor, e que possam ser facilmente industrializados em um custo razoável sem comprometer os parâmetros organolépticos.
Sumário da invenção
Consequentemente, em um primeiro aspecto, a invenção se refere a um produto alimentício que compreende
- um componente líquido;
- pelo menos uma cepa de microrganismos;
- uma composição de grão integral hidrolisado; e
- uma alfa-amilase ou fragmento da mesma, tal alfa-amilase ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica relativa a fibras dietéti4/33 cas quando estiver no estado ativo.
Outro aspecto da presente invenção se refere a um processo para preparar um produto alimentício de acordo com a presente invenção, sendo que o dito processo compreende:
1) preparar uma composição de grão integral hidrolisado, que compreende as etapas de:
a) colocar um componente de grão integral em contato com uma composição enzimática em água, sendo que a composição enzimática compreende pelo menos uma alfa-amilase, sendo que a dita composição enzimática não mostra atividade hidrolítica relativa a fibras dietéticas,
b) permitir que a composição enzimática reaja com o componente de grão integral para proporcionar um hidrolisado de grão integral,
c) proporcionar a composição de grão integral hidrolisado ao inativar as ditas enzimas quando o dito hidrolisado atingir uma viscosidade compreendida entre 50 e 5000 mPa.s medida a 65°C;
2) proporcionar o produto alimentício ao misturar a composição de grão integral hidrolisado com uma pré-mistura que compreende pelo menos uma cepa de microrganismos e um componente líquido, ou fornecer o produto alimentício ao
I. misturar a composição de grão integral hidrolisado obtida na etapa c) com uma pré-mistura que compreende um componente líquido e
II. suplementar o produto obtido em I) com pelo menos uma cepa de microrganismos.
Breve descrição dos desenhos
A Figura 1 mostra uma análise de cromatografia em camada delgada de várias enzimas colocadas em contato com fibras dietéticas. A legenda para os diversos segmentos é a seguinte:
A0: ponto de arabinoxilano puro (em branco) βθ: ponto de beta-glucano puro (em branco)
A: ponto de arabinoxilano após a incubação com a enzima observada abaixo do segmento (BAN, Validase HT 425L e Alcalase AF 2.4L) β: ponto de beta-glucano após a incubação com a enzima
5/33 observada abaixo do segmento (BAN, Validase HT 425L e Alcalase AF 2.4L)
E0: ponto de enzima (em branco)
A Figura 2 mostra a cromatografia de exclusão por tamanho (SEC) de perfil de peso molecular de β-Glucano e arabinoxilano sem a adição de enzima (linha contínua) e após a incubação com Alcalase 2.4L (linha pontilhada). A) β-glucano de aveia; B) Arabinoxilano de trigo.
A Figura 3 mostra a cromatografia de exclusão por tamanho (SEC) de perfil de peso molecular de β-Glucano e arabinoxilano sem a adição de enzima (linha contínua) e após a incubação com Validase HT 425L (linha pontilhada). A) β-glucano de aveia; B) Arabinoxilano de trigo.
A Figura 4 mostra a cromatografia de exclusão por tamanho (SEC) de perfis de peso molecular de β-Glucano e arabinoxilano sem a adição de enzima (linha contínua) e após a incubação com MATS L (linha pontilhada). A) β-glucano de aveia; B) Arabinoxilano de trigo.
Descrição detalhada da invenção
Os inventores da presente invenção descobriram surpreendentemente que ao tratar o componente de grão integral com uma alfa-amilase e opcionalmente com uma protease, o grão integral se tornará menos viscoso e a mistura seguinte no produto alimentício pode ser mais fácil. Isso resulta na possibilidade de aumentar a quantidade de grãos integrais no produto. Ademais, o tratamento com alfa-amilase também resulta em uma necessidade reduzida de adicionar adoçante como sacarose ao produto alimentício.
Assim, em um primeiro aspecto, a invenção se refere a um produto alimentício que compreende
- um componente líquido;
- pelo menos uma cepa de microrganismos;
- uma composição de grão integral hidrolisado; e
- uma alfa-amilase ou fragmento da mesma, tal alfa-amilase ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica relativa a fibras dietéticas quando estiver no estado ativo.
As diversas vantagens de possuir um produto alimentício que compreende um componente de grão integral hidrolisado de acordo com a
6/33 invenção:
I. Um aumento no teor de grão integral e fibra pode ser proporcionado no produto final, enquanto os parâmetros organolépticos do produto substancialmente não são afetados;
II. As fibras dietéticas do grão integral podem ser preservadas;
III. Sensação de maior saciedade substancialmente sem afetar os parâmetros organolépticos do produto e digestão mais lenta. Atualmente, há limitações para enriquecer produtos alimentícios com grão integral devido à viscosidade não fluxível, textura granulosa, e problemas de sabor. Entretanto, o uso de grão integral hidrolisado de acordo com a presente invenção em produtos alimentícios permite proporcionar a viscosidade desejada, uma textura suave, mínimo impacto de sabor, e saúde nutricional adicionada e valores de saúde;
IV. Uma vantagem adicional pode ser aprimorar o perfil de carboidrato dos produtos alimentícios ao substituir adoçantes externamente fornecidos tradicionais como xarope de glicose, xarope de milho com alto teor de frutose, xarope invertido, maltodextrina, sacarose, concentrado de fibra, inulina, etc. com uma fonte de adoçante mais saudável.
No presente contexto, o termo produto alimentício se refere a produtos alimentícios que compreendem uma cepa de microrganismos. Em uma modalidade, o produto alimentício é selecionado a partir do grupo que consiste em
I. produtos lácteos fermentados como iogurte, queijo e queijo fresco;
II. produtos lácteos não fermentados como sobremesas como pudim, sobremesa cremosa, Liégeois, flan, musse, cereais de leite, sobremesa composta, sobremesas assadas como petit pot de crème ou bolo; e
III. geleia, por exemplo, à base de água, à base de cereal, à base de vegetal, à base de fruta em cereais fermentados.
Quando o produto alimentício for um produto lácteo fermentado, a cepa de microrganismos pode ser adicionada como uma bactéria probiótica e/ou o microrganismo pode ser usado para fermentar o produto lácteo.
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Quando o produto alimentício for um produto lácteo não fermentado, a cepa de microrganismos pode ser adicionada como uma bactéria probiótica.
Quando o produto alimentício for uma geleia, a cepa de microrganismos pode ser adicionada como uma bactéria probiótica e/ou o microrganismo pode ser usado para fermentar a geleia, por exemplo, geleia de cereais fermentados.
A cepa de microrganismos presente no produto alimentício pode ser de origens diferentes dependendo do tipo de produto. Assim, em uma modalidade, pelo menos uma cepa de microrganismos é selecionada a partir de
I. bactérias, como bactérias de ácido láctico, bifidobactérias, ou outras bactérias probióticas;
II. leveduras; e
III. bolor.
Dependendo de como o produto é processado, pelo menos uma cepa de microrganismos pode ser viável ou não viável. Assim, em uma modalidade, pelo menos uma cepa de microrganismos é viável ou não viável. Por exemplo, o produto alimentício da invenção pode ser tratado por calor para prolongar o tempo de armazenamento. Nesses produtos tratados por calor, pelo menos uma cepa de microrganismo será não viável.
No caso do microrganismo ser viável, a concentração (CFU, Unidades Formadoras de Células) pode variar. Assim, ainda em uma modalidade, pelo menos uma cepa de microrganismos é viável e presente em uma concentração de pelo menos 102 CFU/grama de produto alimentício como pelo menos 103 CFU/grama, como pelo menos 105 CFU/grama, como pelo menos 107 CFU/grama, como pelo menos 108 CFU/grama, e como pelo menos 109 CFU/grama.
Se um produto alimentício compreender uma concentração (CFU) de microrganismos, a esterilização desse produto poderia converter os microrganismos em microrganismos não viáveis. Entretanto, os microrganismos mortos ou não viáveis ainda poderíam estar presentes no produto em
8/33 uma concentração (por peso do produto alimentício), correspondente à quantidade de CFU antes da esterilização. O elemento versado na técnica poderia ser capaz de medir a presença desse microrganismo utilizando kits padrão, por exemplo, LIVE/DEAD® Cell Viability Assays de Invitrogen. Esses kits estão disponíveis, por exemplo, para bactérias, fungos e levedura.
Em uma modalidade adicional, pelo menos uma cepa de probióticos é selecionada a partir do grupo que consiste em bactérias do ácido láctico e bifidobactérias. Para que probióticos funcionem como probióticos, será entendido que esses devem ser viáveis no produto alimentício. Isso poderia ser feito, por exemplo, ao evitar a esterilização ou ao adicionar os probióticos após a esterilização.
Em uma modalidade adicional, os produtos alimentícios de acordo com a invenção são produtos alimentícios resfriados. Pela palavra produtos alimentícios resfriados entende-se produtos alimentícios que são, de preferência, armazenados a 4-8°C.
Um parâmetro de qualidade do produto alimentício e um parâmetro importante em relação à processabilidade do produto é a viscosidade da composição de grão integral hidrolisado. No presente contexto, o termo viscosidade é uma medida de espessura ou capacidade de fluidez de um fluido. Assim, a viscosidade é uma medida da resistência de um fluido que é deformada por tensão de cisalhamento ou tensão de tração. Se não indicado de outro modo, a viscosidade é determinada em mPa.s.
A viscosidade pode ser medida utilizando um Analisador Rapid Visco de Newport Scientific. O Analisador Rapid Visco mede a resistência do produto à ação de agitação de uma pá. A viscosidade é medida após 10 minutos de agitação, a 65°C e 50 rpm.
O componente de grão integral pode ser obtido a partir de fontes diferentes. Exemplos de fontes de grão integral são semolina, cones, sêmola, farinha e grão micronizado (farinha micronizada). Os grãos integrais podem ser moídos, de preferência, por moagem seca. Essa moagem pode ocorrer antes ou após o componente de grão integral ser colocado em contato com a composição enzimática de acordo com a invenção.
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Em uma modalidade da presente invenção, o componente de grão integral pode ser tratado por calor para limitar a rancidez e contagem microbiana.
Os grãos integrais são cereais de plantas monocotiledôneas da família Poaceae (família das gramíneas) cultivadas por seus grãos comestíveis, ricos em amido. Exemplos de cereais de grão integral incluem cevada, arroz, arroz negro, arroz integral, arroz selvagem, trigo sarraceno, triguilho, milho, painço, aveia, sorgo, espelta, triticale, centeio, trigo, bagas de trigo, teff, alpiste, lágrimas-de-Job e fonio. As espécies de plantas que não pertencem à família das gramíneas também produzem sementes ou frutos ricos em amido que podem ser usados da mesma forma que grãos de cereais, denominados pseudocereais. Exemplos de pseudocereais incluem amarante, trigo sarraceno, trigo mourisco e quinoa. Quando designa-se cereais, esses irão incluir cereais e pseudocereais.
Assim, o componente de grão integral de acordo com a invenção pode se originar de um cereal ou um pseudocereal. Assim, em uma modalidade a composição de grão integral hidrolisado é obtida a partir de uma planta selecionada a partir do grupo que consiste em cevada, arroz, arroz integral, arroz selvagem, arroz negro, trigo sarraceno, triguilho, milho, painço, aveia, sorgo, espelta, triticale, centeio, trigo, bagas de trigo, teff, alpiste, lágrimas-de-Job, fonio, amarante, trigo sarraceno, trigo mourisco, quinoa, outra variedade de cereais e pseudocereais e misturas desses. Em geral, a fonte de grão depende do tipo de produto, visto que cada grão irá proporcionar seu próprio perfil de sabor.
Os componentes de grão integral são componentes feitos de grãos de cereais não refinados. Os componentes de grão integral compreendem todas as partes comestíveis de um grão; ou seja, o germe, o endosperma e o farelo. Os componentes de grão integral podem ser fornecidos em uma variedade de formas como moídos, em flocos, quebrados ou outras formas, como comumente conhecido na indústria de moagem.
No presente contexto, a frase uma composição de grão integral hidrolisado se refere a componentes de grão integral enzimaticamente dige10/33 ridos ou um componente de grão integral digerido utilizando pelo menos uma alfa-amilase, tal alfa-amilase não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando estiver no estado ativo. A composição de grão integral hidrolisado pode ser adicionalmente digerida pelo uso de uma protease, tal protease não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando estiver no estado ativo.
No presente contexto também entende-se que a frase uma composição de grão integral hidrolisado também se refere ao tratamento enzimático de farinha e reconstituição subsequente do grão integral ao misturar farinha, farelo e germe. Também entende-se que a reconstituição pode ser feita antes do uso no produto final ou durante a mistura em um produto final. Assim, a reconstituição de grãos integrais após o tratamento de uma ou mais partes individuais do grão integral também forma parte da presente invenção.
Antes ou após a moagem do grão integral, o componente de grão integral pode ser submetido a um tratamento hidrolítico para quebrar a estrutura de polissacarídeo e opcionalmente a estrutura de proteína do componente de grão integral.
A composição de grão integral hidrolisado pode ser fornecida sob a forma de um líquido, um concentrado, um pó, um suco ou um purê. Se mais de um tipo de enzima for usado, será entendido que o processamento enzimático dos grãos integrais pode ser realizado por adição sequencial das enzimas, ou ao fornecer uma composição enzimática que compreende mais de um tipo de enzima.
No presente contexto, a frase uma enzima que não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo também deve ser entendida como abrangendo a mistura enzimática a partir da qual a enzima se origina. Por exemplo, as proteases, amilases, glicose isomerase e amiloglicosidase descritas no presente contexto podem ser fornecidas como uma mistura enzimática antes do uso que não é completamente purificada e. assim, compreende atividade enzimática em relação, por exemplo, a fibras dietéticas. Entretanto, a atividade em relação a fibras dieté11/33 ticas também pode se originar da enzima específica se a enzima for multifuncional. Como usado aqui, as enzimas (ou misturas de enzimas) são desprovidas de atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas.
O termo sem atividade hidrolítica ou desprovido de atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas pode incluir até 5% de degradação das fibras dietéticas, como até 3%, como até 2% e como até 1% de degradação. Essa degradação pode ser inevitável se altas concentrações ou tempos de incubação extensivos forem usados.
O termo no estado ativo se refere à capacidade da enzima ou mistura enzimática para realizar a atividade hidrolítica, e é o estado da enzima antes de ser inativada. A inativação pode ocorrer por degradação e desnaturação.
Em geral, as porcentagens de peso durante a aplicação são fornecidas como a porcentagem por peso em uma base de matéria seca exceto onde determinado em contrário.
O produto alimentício de acordo com a invenção pode compreender uma protease que não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo. A vantagem de adicionar uma protease de acordo com a invenção é que a viscosidade do grão integral hidrolisado pode ser adicionalmente reduzida, isso também pode resultar em uma redução na viscosidade do produto final. Assim, em uma modalidade de acordo com a invenção, o produto alimentício compreende a dita protease ou fragmento da mesma em uma concentração de 0,0001 a 5% por peso do teor de grão integral total, como 0,01-3%, como 0,01-1%, como 0,05-1%, como 0,11%, como 0,1-0,7%, ou como 0,1-0,5%. A concentração ótima de proteases adicionadas depende de vários fatores. Visto que descobriu-se que a adição de protease durante a produção do grão integral hidrolisado pode resultar em um sabor desagradável amargo, a adição de protease pode ser considerada como um troca entre viscosidade inferior e sabor desagradável. Além disso, a quantidade de protease também pode depender do tempo de incubação durante a produção do grão integral hidrolisado. Por exemplo, uma concentração inferior de protease pode ser usada se o tempo de incubação
12/33 for aumentado.
As proteases são enzimas que permitem a hidrólise de proteínas. Essas podem ser usadas para reduzir a viscosidade da composição de grão integral hidrolisado. Alcalase 2.4L (EC 3.4.21.62), de Novozymes é um exemplo de uma enzima adequada.
Dependendo do tempo de incubação e concentração de protease, uma determinada quantidade das proteínas do componente de grão integral hidrolisado pode ser hidrolisada com fragmentos de aminoácido e peptídeo. Assim, em uma modalidade 1-10% das proteínas da composição de grão integral são hidrolisados, como 2-8%, e.g. 3-6%, 10-99%, como 3099%, como 40-99%, como 50-99%, como 60-99%, como 70-99%, como 8099%, como 90-99%, ou como 10-40%, 40-70%, e 60-99%. Novamente, a degradação de proteína pode resultar em uma viscosidade reduzida e parâmetros organolépticos aprimorados.
No presente contexto a frase teor de proteína hidrolisada se refere ao teor de proteína hidrolisada da composição de grão integral exceto onde definido em contrário. A proteína pode ser degradada em unidades peptídicas maiores ou menores ou ainda em componentes de aminoácido. O elemento versado na técnica saberá que durante o processamento e armazenamento ocorrerá uma pequena quantidade de degradação que não se deve à degradação enzimática externa.
Em geral, será entendido que as enzimas usadas na produção da composição de grão integral hidrolisado (e, portanto, também presentes no produto final) são diferentes das enzimas correspondentes naturalmente presentes no componente de grão integral.
Visto que os produtos alimentícios de acordo com a invenção também podem compreender proteínas de fontes diferentes do componente de grão integral hidrolisado que não são degradadas, pode ser apropriado avaliar a degradação de proteína em proteínas mais específicas presentes na composição de grão integral. Assim, em uma modalidade as proteínas degradadas são proteínas de grão integral, como proteínas de glúten, globulinas, albuminas e glicoproteínas.
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Amilase (EC 3. 2. 1. 1) é uma enzima classificada como uma sacaridase: uma enzima que cliva polissacarídeos. Essa é principalmente um constituinte de suco pancreático e saliva, necessário para a quebra de carboidratos de cadeia longa como amido, em unidades menores. Aqui, alfaamilase é usada para hidrolisar amido gelatinizado para reduzir a viscosidade da composição de grão integral hidrolisado. Validase HT 425L, Validase RA de Valley Research, Fungamyl de Novozymes e MATS de DSM são exemplos de alfa-amilases adequados para a presente invenção. Essas enzimas não mostram atividade em relação às fibras dietéticas nas condições de processamento usadas (duração, concentrações de enzima). Em contrapartida, por exemplo, BAN de Novozymes degrada as fibras dietéticas além de amido em fibras de baixo peso molecular ou oligossacarídeos, veja também o exemplo 3.
Em uma modalidade da presente invenção, as enzimas não mostram atividade em relação às fibras dietéticas quando a concentração de enzima estiver abaixo de 5% (w/w), como abaixo de 3% (w/w), por exemplo, abaixo de 1% (w/w), como abaixo de 0,75% (w/w), por exemplo, abaixo de 0,5% (w/w).
Algumas alfa-amilases geram unidades de maltose como as menores entidades de carboidrato, enquanto outras também são capazes de produzir uma fração de unidades de glicose. Assim, em uma modalidade, a alfa-amilase ou fragmentos da mesma é uma alfa-amilase produtora de açúcar misto, inclusive atividade produtora de glicose, quando no estado ativo. Descobriu-se que algumas alfa-amilases compreendem atividade produtora de glicose enquanto não possuem atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo. Tendo uma alfa-amilase que compreende atividade produtora de glicose, uma doçura aumentada pode ser obtida, visto que a glicose possui quase duas vezes a doçura de maltose. Em uma modalidade da presente invenção, uma quantidade reduzida de fonte de açúcar externa precisa ser adicionada separadamente ao produto alimentício quando uma composição de grão integral hidrolisado de acordo com a presente invenção for usada. Quando uma alfa-amilase que compreende atividade
14/33 produtora de glicose for usada na composição enzimática, se torna possível dispensar ou pelo menos reduzir o uso de outras fontes de açúcar externas ou adoçantes sem açúcar.
No presente contexto, o termo fonte de açúcar externa se refere a açúcares não originalmente presentes ou originalmente gerados na composição de grão integral hidrolisado. Exemplos da mesma fonte de açúcar externa poderíam ser sacarose, lactose, e adoçantes artificiais.
Amiloglicosidase (EC 3.2.1.3) é uma enzima capaz de liberar resíduos de glicose de amido, maltodextrinas e maltose ao hidrolisar unidades de glicose da extremidade não reduzida da cadeia de polissacarídeo. A doçura da preparação aumenta com o aumento da concentração de glicose liberada. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício compreende ainda uma amiloglicosidase ou fragmento da mesma. Pode ser vantajoso adicionar uma amiloglicosidase à produção da composição de grão integral hidrolisado, visto que a doçura da preparação aumenta com o aumento da concentração de glicose liberada. Também pode ser vantajoso se a amiloglicosidase não influenciar as propriedades relativas à saúde dos grãos integrais, direta ou indiretamente. Assim, em uma modalidade, a amiloglicosidase não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo. Um interesse da invenção, e particularmente do processo de preparação do produto alimentício de acordo com a invenção, é que permitese reduzir o teor de açúcar (por exemplo, sacarose) do produto alimentício quando comparado com os produtos descritos na técnica anterior. Quando uma amiloglicosidase for usada na composição enzimática, pode se tornar possível dispensar outras fontes de açúcar externas, por exemplo, a adição de sacarose.
Entretanto, como mencionado acima, determinadas alfaamilases são capazes de gerar unidades de glicose, que podem adicionar doçura suficiente ao produto tornando o uso de amiloglicosidase dispensável. Ademais, a aplicação de amiloglicosidase também aumenta os custos de produção do produto alimentício e, então, pode ser desejado limitar o uso de amiloglicosidases. Assim, ainda em uma modalidade, o produto alimentí15/33 cio de acordo com a invenção não compreende uma amiloglicosidase como uma amiloglicosidase exogênica.
A glicose isomerase (D-glicose cetoisomerase) causa a isomerização de glicose para frutose. Assim, em uma modalidade da presente invenção, o produto alimentício compreende ainda uma glicose isomerase ou fragmento da mesma, tal glicose isomerase ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo. A glicose possui 70-75% da doçura de sacarose, enquanto a frutose é duas vezes mais doce que a sacarose. Assim, os processos de fabricação de frutose são de valor considerável, pois a doçura do produto pode ser significativamente aumentada sem a adição de uma fonte de açúcar externa (como sacarose ou agentes adoçantes artificiais).
Inúmeras enzimas específicas ou misturas enzimáticas podem ser usadas para a produção da composição de grão integral hidrolisado de acordo com a invenção. A exigência é que essas não mostrem substancialmente atividade hidrolítica nas condições de processo usadas em relação a fibras dietéticas. Assim, em uma modalidade, a alfa-amilase pode ser selecionada a partir de Validase HT 425L e Validase RA de Valley Research, Fungamyl de Novozymes e MATS de DSM, a protease pode ser selecionada a partir do grupo que consiste em Alcalase, iZyme B e iZyme G (Novozymes).
A concentração das enzimas de acordo com a invenção no produto alimentício pode influenciar os parâmetros organolépticos do produto alimentício. Ademais, a concentração de enzimas também pode ser ajustada ao alterar os parâmetros como temperatura e tempo de incubação. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício compreende 0,0001 a 5% por peso do teor de grão integral total no produto alimentício de pelo menos uma entre:
- uma alfa-amilase ou fragmentos da mesma, essa alfa-amilase ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo;
- uma amiloglicosidase ou fragmentos da mesma, essa amilogli16/33 cosidase não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo; e
- uma glicose isomerase ou fragmentos da mesma, essa amiloglicosidase não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo.
Ainda em uma modalidade, o produto alimentício compreende 0,001 a 3% da alfa-amilase por peso do teor de grão integral total no produto alimentício, como 0,01-3%, como 0,01-0,1%, como 0,01-0,5%, como 0,010,1%, como 0,03-0,1%, como 0,04-0,1%. Ainda em uma modalidade, o produto alimentício compreende 0,001 a 3% da amiloglicosidase por peso do teor de grão integral total no produto alimentício, como 0,001-3%, como 0,01-1%, como 0,01-0,5%, como 0,01-0,5%, como 0,01-0,1%, como 0,030,1%, como 0,04-0,1%. Em outra modalidade adicional, o produto alimentício compreende 0,001 a 3% da glicose isomerase por peso do teor de grão integral total no produto alimentício, como 0,001-3%, como 0,01-1%, como 0,010,5%, como 0,01-0,5%, como 0,01-0,1%, como 0,03-0,1%, como 0,04-0,1%.
As beta-amilases são enzimas que também quebram sacarídeos, entretanto, as beta-amilases possuem principalmente maltose como a menor entidade de carboidrato gerada. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício de acordo com a invenção não compreende uma beta-amilase, como uma beta-amilase exogênica. Ao evitar as beta-amilases, uma fração maior dos amidos será hidrolisada para unidades de glicose visto que as alfa-amilases devem se completar com as beta-amilases para substratos. Assim, um perfil de açúcar aprimorado pode ser obtido. Isso se contrapõe a US 5.686.123 que descreve uma suspensão de cereal gerada por tratamento com uma alfa-amilase e uma beta-amilase.
Em alguns casos, a ação da protease não é necessária, para proporcionar uma viscosidade suficientemente baixa. Assim, em uma modalidade de acordo com a invenção, o produto alimentício não compreende a protease, como uma protease exogênica. Como descrito anteriormente, a adição de protease pode gerar um sabor desagradável amargo que em alguns casos deseja-se evitar. Isso se contrapõe a US 4.282.319 que descre17/33 ve um processo que inclui o tratamento enzimático com uma protease e uma amilase.
Em geral, as enzimas usadas de acordo com a presente invenção para produzir a composição de grão integral hidrolisado não mostram atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo. Assim, em uma modalidade adicional, a composição de grão integral hidrolisado possui uma estrutura de beta-glucano intacta substancial em relação ao material de partida. Ainda em uma modalidade adicional, a composição total hidrolisada possui uma estrutura de arabinoxilano intacta substancial em relação ao material de partida. Utilizando-se uma ou mais enzimas de acordo com a invenção para a produção da composição de grão integral hidrolisado, uma estrutura de beta-glucano e arabinoxilano intacta substancial pode ser mantida. O grau de degradação das estruturas de beta-glucano e arabinoxilano pode ser determinado por cromatografia de exclusão por tamanho (SEC). Essa técnica SEC foi descrita em mais detalhes em Determination of beta-Glucan Molecular Weight Using SEC with Calcofluor Detection in Cereal Extracts Lena Rimsten, Tove Stenberg, Roger Andersson, Annica Andersson, e PerÂman. Cereal Chem. 80(4):485-490, que está aqui incorporado a título de referência.
No presente contexto, a frase estrutura intacta substancial será entendida na maior parte como a estrutura intacta. Entretanto, devido à degradação natural em qualquer produto natural, parte de uma estrutura (como estrutura de beta-glucano ou estrutura de arabinoxilano) pode ser degradada embora a degradação possa não se dever a enzimas adicionadas. Assim, estrutura intacta substancial será entendida que a estrutura é pelo menos 95% intacta, como pelo menos 97%, como pelo menos 98%, ou como pelo menos 99% intacta.
No presente contexto, enzimas como proteases, amilases, glicose isomerases e amiloglicosidases se referem a enzimas que foram anteriormente purificadas ou parcialmente purificadas. Essas proteínas/enzimas podem ser produzidas em bactérias, fungos ou levedura, entretanto, essas também podem ser de origem vegetal. Em geral, essas enzimas produzidas
18/33 estarão no presente contexto sob a categoria enzimas exogênicas. Essas enzimas podem ser adicionadas a um produto durante a produção para adicionar um determinado efeito enzimático a uma substância. Similar, no presente contexto, quando uma enzima for rejeitada pela presente invenção, essa rejeição se refere a enzimas exogênicas. No presente contexto, essas enzimas proporcionam, por exemplo, degradação enzimática de amido e proteínas para reduzir a viscosidade. Em relação ao processo da invenção, será entendido que essas enzimas podem estar em solução ou fixadas em uma superfície como enzimas imobilizadas. No último método, as proteínas não podem formar parte do produto final.
Como anteriormente mencionado, a ação da alfa-amilase resulta em um perfil de açúcar útil que pode afetar o sabor e reduzir a quantidade de açúcar externo ou adoçante que será adicionada ao produto final.
Dependendo das enzimas específicas usadas, o perfil de açúcar do produto final pode mudar. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício possui uma razão de maltose para glicose abaixo de 144:1, por peso no produto, como abaixo de 120:1, como abaixo de 100:1, por exemplo, como abaixo de 50:1, como abaixo de 30:1, como abaixo de 20:1 ou como abaixo de 10:1.
Se a única enzima de processamento de amido usada for uma alfa-amilase de geração de glicose, uma fração maior do produto final estará sob a forma de glicose comparada com o uso de uma alfa-amilase que gera especificamente unidades de maltose. Visto que a glicose possui uma doçura maior que a maltose, isso pode resultar no fato de a adição de uma fonte de açúcar adicional (por exemplo, sacarose) poder ser dispensada. Essa vantagem pode ser adicionalmente expressa se a razão for reduzida pela conversão da maltose presente no grão integral hidrolisado em glicose (uma unidade de maltose é convertida em duas unidades de glicose).
A razão de maltose para glicose pode ser adicionalmente reduzida se uma amiloglicosidase for incluída na composição enzimática visto que essa enzima também gera unidades de glicose.
Se a composição enzimática compreender uma glicose isomera19/33 se, uma fração da glicose é alterada para frutose que possui uma doçura ainda maior que a glicose. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício possui uma razão de maltose para glicose + frutose abaixo de 144:1 por peso no produto, como abaixo de 120:1, como abaixo de 100:1, por exemplo, abaixo de 50:1, como abaixo de 30:1, como abaixo de 20:1 ou como abaixo de 10:1.
Ademais, em uma modalidade da presente invenção, o produto alimentício pode possuir uma razão de maltose para frutose abaixo de 230:1 por peso no produto, como abaixo de 144:1, como abaixo de 120:1, como abaixo de 100:1, por exemplo, abaixo de 50:1, como abaixo de 30:1, como abaixo de 20:1 ou como abaixo de 10:1.
No presente contexto, a frase teor do grão integral total será entendida como a combinação do teor de composição de grão integral hidrolisado e teor de grão integral sólido. Se não indicado de outro modo, o teor do grão integral total é fornecido como % por peso no produto final. Em uma modalidade, o produto alimentício possui um teor do grão integral total na faixa de 1-25% por peso do produto alimentício, como 5-20%, como 5-15%.
No presente contexto, a frase teor da composição de grão integral hidrolisado será entendida como a % por peso de grãos integrais hidrolisados no produto final. O teor de composição de grão integral hidrolisado é parte do teor total da composição de grão integral. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício de acordo com a invenção possui um teor da composição de grão integral hidrolisado na faixa de 1-25% por peso do produto alimentício como 5-20%, como 5-15%.
A quantidade da composição de grão integral hidrolisado no produto final pode depender do tipo de produto. Utilizando-se a composição de grão integral hidrolisado de acordo com a invenção em um produto alimentício, uma quantidade maior de grãos integrais hidrolisados pode ser adicionada (comparada com uma composição de grão integral não hidrolisado) sem afetar substancialmente os parâmetros organolépticos do produto devido à quantidade aumentada de fibras solúveis no grão integral hidrolisado.
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Poderia ser vantajoso possuir um produto alimentício que compreende um alto teor de fibras dietéticas sem comprometer os parâmetros organolépticos do produto. Assim, ainda em uma modalidade, o produto alimentício possui um teor de fibras dietéticas na faixa de 0,01-10% por peso do produto alimentício, de preferência, na faixa de 0,01-4%, com ainda mais preferência, na faixa de 0,01-2%.
Um produto alimentício de acordo com a invenção pode ser fornecido com grandes quantidades de fibras dietéticas pela adição do componente de grão integral hidrolisado fornecido pela presente invenção. Isso pode ser realizado devido à configuração exclusiva do processo de acordo com a presente invenção.
As fibras dietéticas são as partes comestíveis de plantas que não são quebradas por enzimas de digestão. As fibras dietéticas são fermentadas no intestino grosso humano pela microflora. Há dois tipos de fibras: fibras solúveis e fibras insolúveis. As fibras dietéticas solúveis e insolúveis podem promover inúmeros efeitos fisiológicos positivos, inclusive um trânsito satisfatório através do trato intestinal que ajuda a impedir a constipação, ou uma sensação de saciedade. As autoridades da saúde recomendam um consumo entre 20 e 35 g por dia de fibras, dependendo do peso, gênero, idade e ingestão de energia.
As fibras solúveis são fibras dietéticas que se submetem à fermentação completa ou parcial no intestino grosso. Exemplos de fibras solúveis de cereais incluem beta-glucanos, arabinoxilanos, arabinogalactanos e amido resistente tipo 2 e 3, e oligossacarídeos derivados dos últimos. As fibras solúveis de outras fontes incluem pectinas, goma acácia, gomas, alginato, ágar, polidextrose, inulinas e galacto-oligossacarídeos, por exemplo. Algumas fibras solúveis são denominadas prebióticas, pois essas consistem em uma fonte de energia para as bactérias benéficas (por exemplo, Bifidobactéria e Lactobacilo) presentes no intestino grosso. Benefícios adicionais de fibras solúveis incluem o controle de açúcar no sangue, que é importante em prevenção de diabetes, controle de colesterol, ou redução de risco de doença cardiovascular.
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As fibras insolúveis são as fibras dietéticas que não são fermentadas no intestino grosso ou apenas lentamente digeridas pela microflora intestinal. Exemplos de fibras insolúveis incluem celuloses, hemiceluloses, amido resistente tipo 1 e ligninas. Benefícios adicionais de fibras insolúveis incluem a promoção da função intestinal através do estímulo da peristalse, que faz com que os músculos do cólon trabalhem mais, se tornem mais fortes e funcionem melhor. Também há evidência que o consumo de fibras insolúveis pode estar associado a um risco reduzido de câncer intestinal.
O teor de umidade total do produto alimentício de acordo com a invenção pode variar. Assim, em outra modalidade, o teor de umidade total está na faixa de 10-98% por peso do produto alimentício, por exemplo, entre 50-98%, como entre 65-98%, e como entre 80-95%. Exemplos de fatores que influenciam o teor de umidade podem ser a quantidade da composição de grão integral hidrolisado e o grau de hidrólise nessa composição. No presente contexto, a frase teor de sólido total se igual a 100 menos o teor de umidade (%) do produto.
Poderia ser vantajoso se um produto alimentício com parâmetros organolépticos satisfatórios, como adoçantes, pudesse ser obtido sem a adição de grandes quantidades de fontes de açúcar externas comparado com os produtos alimentícios desprovidos da composição de grão integral hidrolisado descritos na presente invenção. Assim, em outra modalidade, o produto alimentício possui um teor de um agente adoçante com açúcar ou sem açúcar menor que 25% por peso do produto alimentício, como menor que 20%, como menor que 15%,como menor que 10%, menor que 7%, menor que 5%, menor que 3%, ou menor que 1%.
Visto que a composição de grão integral hidrolisado suplementa o produto alimentício com uma fonte de carboidratos, como glicose e maltose, o produto alimentício também é adoçado a partir de uma fonte de açúcar natural diferente da fonte de açúcar externa. Em outra modalidade, o açúcar é um monossacarídeo, um dissacarídeo ou uma combinação desses. Ainda em outra modalidade, o monossacarídeo é glicose, galactose, frutose ou qualquer combinação desses. Em uma modalidade adicional, o dissacarídeo
22/33 é maltose, sacarose, lactose ou qualquer combinação desses. Em uma modalidade mais específica, o açúcar é sacarose. A sacarose é um adoçante amplamente usado em produtos alimentícios, entretanto, outros açúcares também podem ser usados.
A atividade de água do produto alimentício pode variar. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício possui uma atividade de água acima de 0,35, como acima de 0,5, por exemplo, entre 0,85-1, como entre 0,9-0,99. Visto que a atividade de água reflete o teor de água, essa geralmente também reflete a viscosidade dos produtos. Assim, uma atividade de água aumentada pode resultar em uma viscosidade reduzida. A atividade de água ou aw é uma medida de teor de água. Essa é definida como a pressão de vapor de um líquido dividida por aquela de água pura na mesma temperatura; portanto, água destilada pura possui uma atividade de água de exatamente um. À medida que a temperatura aumenta aw aumenta tipicamente, exceto em alguns produtos com sal ou açúcar cristalino. Em valores de aw acima de 0,65 produtos crocantes perdem tradicionalmente aa crocância. Substâncias com teor de aw mais alto tendem a suportar mais microrganismos que podem destruir o produto. As bactérias geralmente exigem pelo menos 0,91, e fungos pelo menos 0,7. A atividade de água é medida de acordo com o método AOAC 978.18 e realizada a 25°C, após o equilíbrio ser atingido, utilizando um instrumento HygroLab de Rotronic.
Umectantes são geralmente adicionados a produtos que deverão estar no estado seco ou semisseco. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício não compreende um umectante. Os ingredientes suplementares do produto alimentício incluem vitaminas e minerais, conservantes como tocoferol, e emulsificantes, como lecitina, pós de proteína, cacau sólido, alquil resorcinóis, fenólicos e outros ingredientes ativos, como DHA, cafeína, e prébioticos.
Dependendo do tipo específico de produto alimentício, os componentes de sabor diferentes podem ser adicionados para proporcionar o sabor desejado. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício compreende ainda um sabor, por exemplo, diferente de sacarose. Em uma modali23/33 dade adicional, pelo menos um componente de sabor é selecionado a partir do grupo de baunilha, mel, caramelo, queijo, café, chocolate ou fruta como morango, mirtilo, amora, framboesa, pêssego ou combinações das mesmas.
Em uma modalidade adicional, o produto alimentício possui um teor de gordura de 0-20% por peso do produto alimentício, como 0,1-10%, como 0,1-7%, como 0,5-7%, e como 0,5-5%. A quantidade de gordura pode variar dependendo do tipo de produto. Os componentes de gordura são, de preferência, gorduras do leite ou gorduras vegetais como manteiga de cacau, óleo de semente de colza, óleo de girassol ou óleo de palma, de preferência, não hidrogenadas.
Ainda em uma modalidade, o produto alimentício pode possuir um teor de sal na faixa de 0-2% por peso do produto alimentício. Em uma modalidade mais específica, o sal é cloreto de sódio.
O produto alimentício de acordo com a invenção pode ser suplementado com um componente líquido para proporcionar a consistência e viscosidade apropriadas. Assim, em uma modalidade, o produto alimentício compreende ainda um componente líquido. Em outra modalidade, o componente líquido é selecionado a partir do grupo que consiste em um produto lácteo como leite, grãos de cereais fermentados, fruta como suco, extrato vegetal e água. Ainda em uma modalidade, o leite é selecionado a partir do grupo que consiste em leite integral, leite vegetal, frações de soro do leite, caseína, leite desnatado, nata, soja e qualquer combinação desses. A adição de um componente líquido pode aprimorar os fatores como sabor, viscosidade e o perfil nutricional.
Para o aspecto de fornecer o produto da presente invenção, proporciona-se um processo para preparar um produto alimentício, sendo que o dito processo compreende:
1) preparar uma composição de grão integral hidrolisado, que compreende as etapas de:
a) colocar um componente de grão integral em contato com uma composição enzimática em água, sendo que a composição enzimática compreende pelo menos uma alfa-amilase, sendo que a dita composição enzi24/33 mática não mostra atividade hidrolítica relativa a fibras dietéticas,
b) permitir que a composição enzimática reaja com o componente de grão integral para proporcionar um hidrolisado de grão integral,
c) proporcionar a composição de grão integral hidrolisado ao inativar as ditas enzimas quando o dito hidrolisado atingir uma viscosidade compreendida entre 50 e 5000 mPa.s medida a 65°C;
2) proporcionar o produto alimentício ao misturar a composição de grão integral hidrolisado com uma pré-mistura que compreende pelo menos uma cepa de microrganismos e um componente líquido, ou fornecer o produto alimentício ao
I. misturar a composição de grão integral hidrolisado obtida na etapa c) com uma pré-mistura que compreende um componente líquido e
II. suplementar o produto obtido em I) com pelo menos uma cepa de microrganismos.
Em uma modalidade, a composição enzimática compreende ainda uma protease ou fragmento da mesma, tal protease ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo. De forma similar, a composição enzimática pode compreender uma amiloglicosidase e/ou uma glicose isomerase de acordo com a presente invenção.
Diversos parâmetros do processo podem ser controlados para proporcionar o produto alimentício de acordo com a invenção. Assim, em uma modalidade a etapa 1b) é realizada a 30-100°C, como 30-90°C, como 30-70°C, de preferência, 50 a 85°C. Em uma modalidade adicional a etapa 1b) é realizada durante 1 minuto a 24 horas, como 1 minuto a 12 horas, como 1 minuto a 6 horas, como 5-120 minutos. Ainda em uma modalidade a etapa 1b) é realizada a 30-100°C durante 5 a 120 minutos.
Ainda em uma modalidade adicional, a etapa 1c) é deixada proceder a 70-150°C, como 70 a 120°C durante pelo menos 1 segundo, como 1-5 minutos, durante pelo menos 5 minutos como 5-120 minutes, como 5-60 minutos. Em uma modalidade adicional a etapa 1c) é realizada por aquecimento a pelo menos 90°C durante 5 a 30 minutos.
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Ainda em uma modalidade, a reação na etapa 1c) é interrompida quando o hidrolisado atingir uma viscosidade compreendida entre 50 e 4000 mPa.s, como entre 50 e 3000 mPa.s, como entre 50 e 1000 mPa.s, como entre 50 e 500 mPa.s. Em uma modalidade adicional, a viscosidade é medida em TS 50.
Em outra modalidade, a composição de grão integral hidrolisado na etapa 1) é fornecida quando o dito hidrolisado atingir um teor de sólido total de 25-65% como 25-50%. Ao controlar a viscosidade e o teor de sólido, o grão integral hidrolisado pode ser fornecido em formas diferentes.
Em uma modalidade adicional, o componente de grão integral hidrolisado na etapa 1c) é fornecido sob a forma de um líquido, um concentrado, um pó, um suco ou um purê. Uma vantagem de ter a composição de grão integral hidrolisado em diferentes formas é que quando usada em um produto alimentício, a diluição pode ser evitada utilizando uma forma seca ou semisseca. Similarmente, se um produto mais úmido for desejado, uma composição de grão integral hidrolisado em um estado líquido pode ser usada.
Para proporcionar o grão integral hidrolisado sob a forma de um pó ou concentrado, uma etapa de secagem pode ser exigida. Assim, em uma modalidade, a etapa de processo compreende ainda uma etapa de secagem.
Os parâmetros acima podem ser ajustados para regular o grau de degradação de amido, o perfil de açúcar, o teor de sólido total e para regular os parâmetros organolépticos totais do produto final.
Para aprimorar o processamento enzimático do componente de grão integral, pode ser vantajoso processar os grãos antes ou após o tratamento enzimático. Ao moer os grãos, uma área de superfície maior se torna acessível às enzimas, acelerando assim o processo. Ademais, os parâmetros organolépticos podem ser aprimorados utilizando um tamanho de partícula menor dos grãos. Em uma modalidade adicional, os grãos integrais são assados ou torrados antes ou após o tratamento enzimático. O assamento e torrefação podem melhorar o sabor do produto final.
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Para prolongar o tempo de armazenamento do produto, diversos tratamentos podem ser realizados. Assim, em uma modalidade, o processo compreende ainda pelo menos um dos seguintes tratamentos: esterilização, pasteurização, tratamento térmico, retorta e qualquer outro tratamento térmico ou não térmico, como tratamento por pressão. Em uma modalidade adicional, o tratamento é realizado antes ou após a adição de pelo menos uma cepa de microrganismos. Como anteriormente descrito, se for desejado possuir microrganismos viáveis como probióticos no produto final, os microrganismos devem ser adicionados após a esterilização ou a esterilização deve ser evitada.
Deve ser observado que as modalidades e características descritas no contexto de um dos aspectos ou modalidades da presente invenção também se aplicam aos outros aspectos da invenção.
Todas as referências de patente e não patente citadas no presente pedido estão aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.
A invenção será descrita agora em mais detalhes nos seguintes exemplos não limitativos.
Exemplos
Exemplo 1 - Preparação de uma composição de grão integral hidrolisado
As composições enzimáticas que compreendem Validase HT 425L (alfa-amilase) opcionalmente em combinação com Alcalase 2.4 L (protease) foram usadas para a hidrólise de trigo, cevada e aveias.
A mistura pode ser realizada em um fogão de camisa dupla, embora outro equipamento industrial possa ser usado. Um misturador de raspagem trabalha continuamente e raspa a superfície interna do misturador. Isso evita que o produto queime e ajuda a manter uma temperatura homogênea. Assim, a atividade enzimática é mais bem controlada. O vapor pode ser injetado na camisa dupla para aumentar a temperatura enquanto água fria é usada para reduzir a mesma.
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Em uma modalidade, a composição enzimática e água são misturadas em temperatura ambiente, entre 10 e 25°C. Nessa baixa temperatura, as enzimas da composição enzimática possuem uma atividade muito fraca. O componente de grão integral é então adicionado e os ingredientes são misturados durante um curto período de tempo, geralmente menor que 20 minutos, até a mistura se tornar homogênea.
A mistura é aquecida progressivamente ou por limites para ativar as enzimas e hidrolisar o componente de grão integral.
A hidrólise resulta em uma redução da viscosidade da mistura. 10 Quando o hidrolisado de grão integral atingir uma viscosidade compreendida entre 50 e 5000 mPa.s medida a 65°C e, por exemplo, um teor de sólido total de 25 a 60% por peso, as enzimas são inativadas ao aquecer o hidrolisado a uma temperatura acima de 100°C, de preferência, por injeção de vapor a 120°C.
As enzimas são dosadas de acordo com a quantidade de grão integral total. As quantidades de enzimas são diferentes dependendo do tipo de componente de grão integral, visto que as taxas proteicas são diferentes. A razão de agua/componente de grão integral pode ser adaptada de acordo com a umidade exigida para o grão integral líquido final. Geralmente, a razão de água/componente de grão integral é 60/40. As porcentagens são expressas por peso.
Trigo integral hidrolisado
Farinha de trigo integral Substrato
Enzima amilase 0,10% baseado no substrato
Enzima protease 0,05% baseado no substrato
Cevada integral hidrolisada
Farinha de cevada integral Substrato
Enzima amilase 0,10% baseado no substrato
Enzima protease 0,05% baseado no substrato
28/33
Aveias integrais hidrolisac as
Farinha de aveia integral Substrato
Enzima amilase 0,10% baseado no substrato
Enzima protease 0,05% baseado no substrato
Exemplo 2 - Perfil de açúcar da composição de grão integral hidrolisado
As composições de grão integral hidrolisado que compreendem trigo, cevada e aveia foram preparadas de acordo com o método no exemplo 1.
Carboidratos HPAE:
As composições de grão integral hidrolisado foram analisadas por HPAE para ilustrar o perfil de açúcar da composição de grão integral hidrolisado.
Os carboidratos são extraídos com água, e separados por cromatografia iônica em uma coluna de troca aniônica. Os compostos eluídos são detectados de forma eletroquímica por meio de um detector amperométrico pulsado e quantificado por comparação com as áreas de pico de padrões externos.
Fibras dietéticas totais:
As amostras duplicadas (desengorduradas se necessário) são digeridas durante 16 horas de maneira que simule o sistema digestivo humano com 3 enzimas (alfa-amilase pancreática, protease, e amiloglicosidase) para remover amido e proteína. Etanol é adicionado para precipitar a fibra dietética solúvel de alto peso molecular. A mistura resultante é filtrada e o resíduo é seco e pesado. A proteína é determinada no resíduo de uma das duplicatas; cinza na outra. O filtrado é capturado, concentrado e analisado através de HPLC para determinar o valor de fibra dietética solúvel de baixo peso molecular (LMWSF).
29/33
Trigo integral:
Referência de Trigo Trigo Hidrolisado Alcalase/Validase
Açúcares totais (% w/w)) 2,03 24,36
Glicose 0,1 1,43
Frutose 0,1 0,1
Lactose (monoidrato) <0,1 <0,1
Sacarose 0,91 0,69
Maltose (monoidrato) 0,91 22,12
Manitol <0,02 <0,02
Fucose <0,02 <0,02
Arabinose <0,02 0,02
Galactose <0,02 <0,02
Xilose <0,02 <0,02
Manose <0,02 <0,02
Ribose <0,02 <0,02
Fibras insolúveis e solúveis 12,90 12,94
Fibras LMW 2,63 2,96
Fibras totais 15,53 15,90
Aveias integrais:
Referência de aveias Aveias Hidrolisadas Alcaiase/Validase
Açúcares totais (% w/w)) 1,40 5,53
Glicose 0,1 0,58
Frutose 0,1 0,1
Lactose (monoidrato) <0,1 <0,1
Sacarose 1,09 1,03
Maltose (monoidrato) 0,11 3,83
Manitol <0,02 <0,02
Fucose <0,02 <0,02
Arabinose <0,02 <0,02
Galactose <0,02 <0,02
Xilose <0,02 <0,02
Manose <0,02 <0,02
30/33
Referência de avei- as Aveias Hidrolisadas Alcalase/Validase
Ribose <0,02 <0,02
Fibras insolúveis e solúveis 9,25 11,28
Fibras LMW 0,67 1,21
Fibras totais 9,92 12,49
Cevada Integral:
Referência de cevada Cevada Hidrolisada Alcalase/Validase
Açúcares totais (% w/w)) 1,21 5,24
Glicose 0,1 0,61
Frutose 0,1 0,1
Lactose (monoidrato) <0,1 <0,1
Sacarose 0,90 0,88
Maltose (monoidrato) 0,11 3,65
Manitol <0,02 <0,02
Fucose <0,02 <0,02
Arabinose <0,02 <0,02
Galactose <0,02 <0,02
Xilose <0,02 <0,02
Manose <0,02 <0,02
Ribose <0,02 <0,02
Glicose 0,1 0,61
Frutose 0,1 0,1
Fibras insolúveis e solúveis 9,70 10,44
Fibras LMW 2,23 2,63
Fibras totais 11,93 13,07
Os resultados demonstram claramente que um aumento significativo no teor de glicose é proporcionado pela hidrólise onde o teor de glicose da cevada hidrolisada é 0,61% (w/w) em uma base de matéria seca; o teor de glicose da aveia hidrolisada é 0,58% (w/w) em uma base de matéria seca; e o teor de glicose do trigo hidrolisado é 1,43% (w/w) em uma base de
31/33 matéria seca.
Ademais, os resultados também demonstram que a razão de maltose.glicose varia de cerca de 15:1 a cerca de 6:1.
Assim, com base nesses resultados, um novo perfil de açúcar é fornecido com uma doçura aumentada comparado com a técnica anterior.
Em conclusão, uma doçura aumentada pode ser obtida utilizando a composição de grão integral hidrolisado de acordo com a invenção e, portanto, a necessidade de fontes adoçantes adicionais pode ser dispensada ou limitada.
Ademais, os resultados demonstram que o teor de fibra dietética é mantido intacto e a razão e quantidade de fibras solúveis e insolúveis são substancialmente as mesmas no grão integral não hidrolisado e na composição de grão integral hidrolisado.
Exemplo 3 - Atividade hidrolítica sobre fibras dietéticas
As enzimas Validase HT 425L (Valley Research), Alcalase 2.4L (Novozymes) e BAN (Novozymes) foram analisadas utilizando uma análise de cromatografia em camada delgada para atividade em relação a extratos de fibra de arabinoxilano e beta-glucano, ambos componentes de fibras dietéticas de grão integral.
Os resultados da análise de cromatografia em camada delgada mostraram que a amilase Validase HT e a protease Alcalase não mostraram atividade hidrolítica em beta-glucano ou arabinoxilano, enquanto a preparação de alfa-amilase comercial, BAN, causa a hidrólise de beta-glucano e arabinoxilano, veja a figura 1.
Veja também o exemplo 4.
Exemplo 4 - Perfil de peso molecular de β-Glucano e Arabinoxilano em aveia após a hidrólise enzimática
Hidrólise:
Uma solução de 0,5 % (w/v) de β-Glucano de aveia de viscosidade média (Megazyme) ou Arabinoxilano de trigo de viscosidade média (Megazyme) foi preparada em água.
A enzima foi adicionada em uma razão de enzima para substrato
32/33 (E/S) de 0,1 % (v/v). A reação foi deixada proceder a 50°C durante 20 minutos, a amostra foi então colocada a 85°C durante 15 minutos para permitir a gelatinização e hidrólise de amido. As enzimas foram finalmente inativadas a
95°C durante 15 minutos. Diferentes lotes das seguintes enzimas foram avaliados.
Alcalase 2.4L (Valley Research): lote BN 00013 lote 62477 lote 75039
Validase HT 425L (Valley Research): lote RA8303A lote 72044
MATS L (DSM): lote 408280001
Análise de peso molecular
As amostras hidrolisadas foram filtradas em um filtro de seringa (0,22 pm) e 25 pL foram injetadas em um High Pressure Liquid Chromatography Agilent 1200 series equipado com 2 colunas TSKgel em série (G3000PWXL 7,8 x 300 mm), (GMPWXL 7,8X 30 mm) e com uma coluna de guarda (PWXL 6 x 44 mm). (Tosoh Bioscence) Nitrato de Sódio 0,1M/ em 0,5ml/min foi usado como tampão de aplicação. A detecção foi realizada por medida de índice reflexivo.
Resultados
Nas figuras 2-4 gráficos de um controle (sem enzima) e teste com enzimas são representados. Entretanto, visto que não há substancialmente diferença entre os gráficos, pode ser difícil diferenciar os gráficos uns dos outros.
Conclusões
Nenhuma mudança no perfil de peso molecular de fibra de beta glucano de aveia e arabinoxilano de trigo foi determinada após a hidrólise com Alcalase 2.4 L (figura 2), Validase HT 425 L (figura 3) ou MATS L (figura
4).
Exemplo 5 - Produto lácteo resfriado que compreende grão integral hidrolisado:
No exemplo a seguir, o grão integral hidrolisado do exemplo 1 é
33/33 misturado com pó instantâneo de morango (tipo Nesquik), pasteurizado (em uma balança de cozinha, por exemplo, 90°C 10 min), resfriado a 10°C e então misturado com iogurte com baixo teor de gordura.
Bebida de morango de grão integral:
Ingredientes para bebida láctea de grão integral líquida %
Iogurte com baixo teor de gordura 45,41%
Água 22,68%
Farinha de trigo integral hidrolisada 11,36%
Farinha de arroz integral hidrolisada 11,36%
Validase 425 HT 0,10%
Pó instantâneo de morango (tipo Nesquik) 9,09%
Total 100,00%
Nesse produto, a composição de grão integral hidrolisado representa 45,5% por peso da bebida, isso resulta em 22,72% de farinha de grão integral hidrolisada.
1/2

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Produto alimentício lácteo caracterizado pelo fato de que compreende
    - um componente líquido consistindo de um produto lácteo;
    5 - uma cepa de microrganismos;
    - uma composição de grão integral hidrolisado; e
    - uma alfa-amilase ou fragmento da mesma, tal alfa-amilase ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo;
    10 em que a composição de grão integral hidrolisado possui uma estrutura de beta-glucano substancialmente intacta em relação ao material de partida e possui uma estrutura de arabinoxilano substancialmente intacta em relação ao material de partida, em que “estrutura substancialmente intacta” significa que pelo menos 95% da estrutura é intacta com relação ao ma15 terial de partida, quando determinada por cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), em que o dito produto alimentício lácteo é um produto lácteo fermentado ou um produto lácteo não fermentado, em que a cepa de microrganismos é selecionada a partir de
    20 I. bactérias, como bactérias do ácido láctico, bifidobactérias, ou outras bactérias probióticas;
    II. leveduras; e
    III. bolor.
  2. 2. Produto alimentício lácteo, de acordo com a reivindicação 1,
    25 caracterizado pelo fato de que a cepa de microrganismos é viável e presente em uma concentração de pelo menos 102 CFU/grama de produto alimentício.
  3. 3. Produto alimentício lácteo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que é com a condição de que esse não
    30 compreende uma beta-amilase.
  4. 4. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalPetição 870170063857, de 30/08/2017, pág. 13/18
    2/2 mente uma protease ou fragmentos da mesma, em uma concentração de 0,001-5% por peso do teor de grão integral total, tal protease ou fragmento da mesma não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo.
  5. 5 5. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que é com a condição de que esse não compreende uma protease.
  6. 6. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o produto alimentício
    10 compreende adicionalmente pelo menos uma entre uma amiloglicosidase ou fragmento da mesma e uma glicose isomerase ou fragmento da mesma, tal amiloglicosidase ou glicose isomerase não mostra atividade hidrolítica em relação a fibras dietéticas quando no estado ativo.
  7. 7. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das
    15 reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que possui um teor total do grão integral na faixa de 1-25% por peso do produto alimentício.
  8. 8. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o produto lácteo fermentado é selecionado a partir de iogurte, queijo, e queijo fresco.
    20 9. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o produto lácteo não fermentado é selecionado a partir de sobremesas como pudim, sobremesa cremosa, Liégeois, flan, musse, cereais lácteos, sobremesas compostas, sobremesas assadas em forno como petit pot de crème ou bolo.
    25 10. Produto alimentício lácteo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o produto alimentício possui uma razão de maltose para glicose abaixo de 144:1 por peso no produto.
    Petição 870170063857, de 30/08/2017, pág. 14/18
    1/4
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