BR112016007673B1

BR112016007673B1 - Processo para preparação de um composto espalhável contínuo de gordura comestível

Info

Publication number: BR112016007673B1
Application number: BR112016007673-7A
Authority: BR
Inventors: Berend Jan Arends; Christiaan Michael Beindorff; Johannes Jozef Marie Janssen; Teunis De Man; Marcel STEVENS
Original assignee: Upfield Europe B.V.
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2022-05-10
Also published as: WO2015052026A1; EP3054775B1; MX2016004542A; MX368778B; AU2014334087A1; CA2925802A1; EP3054775A1; PL3054775T3; CA2925802C; HUE038986T2; BR112016007673A2; US20160242429A1; AU2014334087B2

Abstract

PROCESSO PARA PREPARAÇÃO DE UM COMPOSTO ESPALHÁVEL CONTÍNUO DE GORDURA COMESTÍVEL Um processo para fabricar um composto espalhável de água-em-óleo comestível, cujo processo possui as vantagens do processo de mistura a frio para fabricar compostos espalháveis, com maiores capacidades de retrabalho. Isto é atingido ao combinar um tanque de agitação com meios de recirculação.

Description

Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um processo para preparação de um composto espalhável contínuo de gordura.

Antecedentes da Invenção

[0002] Produtos alimentares contínuos de gordura são bem conhecidos na técnica e incluem, por exemplo, gorduras vegetais hidrogenadas compreendendo uma fase de gordura e compostos espalháveis de água em óleo, como margarina, compreendendo uma fase de gordura e uma fase aquosa.

[0003] A fase de gordura da margarina e compostos espalháveis contínuos de gordura comestíveis similares é muitas vezes uma mistura de óleo líquido (isto é, gordura que é líquida a temperatura ambiente) e gordura que é sólida a temperaturas ambientes. A gordura sólida, também chamada de gordura de estruturação ou gordura matéria prima dura, serve para estruturar a fase de gordura (sendo o caso, por exemplo, em uma gordura vegetal hidrogenada, bem como uma de água em óleo) e ajuda a estabilizar a fase aquosa, caso presente, ao formar uma rede cristalina de gordura. Para uma margarina ou um composto espalhável, idealmente, a gordura de estruturação possui propriedades tais que ela se dissolva na temperatura da boca. Caso contrário, o produto pode ter uma sensação pesada ou cerosa na boca.

[0004] Aspectos importantes de um composto espalhável contínuo de gordura como, por exemplo, margarina e composto espalhável de baixo teor de gordura, o composto espalhável de baixo teor de gordura geralmente compreendendo até 45% em peso de gordura na composição total, são, por exemplo, dureza, untabilidade e capacidade de suportar ciclos de temperatura. Ciclos de temperatura significam que o produto é submetido a temperaturas baixas e altas (por exemplo, quando o consumidor retira o produto da geladeira e o deixa sobre a mesa por certo tempo antes do uso). Isto pode ter uma influência negativa sobre a estrutura do composto espalhável (como, por exemplo, desestabilização da emulsão ou exsudação de óleo).

[0005] Em geral, produtos alimentares contínuos de gordura comestível, como banhas e margarinas, e compostos espalháveis contínuos de gordura comestível similares são preparados de acordo com processos da técnica anterior que envolvam as seguintes etapas: 1. Misturar o óleo líquido, a gordura de estruturação e, se presente, a fase aquosa a uma temperatura na qual a gordura de estruturação esteja claramente líquida; 2. Resfriar a mistura sob alto cisalhamento para induzir cristalização da gordura de estruturação para criar uma emulsão; 3. Formação de uma rede cristalina de gordura para estabilizar a emulsão resultante e dar ao produto um certo grau de firmeza; 4. Modificação da rede cristalina para produzir a firmeza desejada, conferir plasticidade e reduzir o tamanho de gotícula da água.

[0006] Estas etapas são geralmente conduzidas em um processo que envolve aparelhos que permitam aquecimento, refrigeração e trabalho mecânico dos ingredientes, tal como o processo de agitação ou o processo de votator. O processo de agitação e o processo de votator são descritos na Ullmans Encyclopedia, quinta edição, Volume A 16, páginas 156-158.

[0007] Uma desvantagem destes processos é que a composição completa (incluindo o óleo líquido, gordura de estruturação e, caso presente, a fase aquosa) é submetida a uma etapa de aquecimento e a uma etapa de refrigeração. Isto requer muita energia. Para um composto espalhável compreendendo, por exemplo, 6% em peso de gordura de estruturação, a composição completa (100% em peso) deve ser aquecida e refrigerada.

[0008] Outra desvantagem dos processos conhecidos é que a escolha de gorduras que podem ser praticamente utilizadas como agente de estruturação é bastante limitada. Se o ponto de fusão do agente de estruturação for muito alto, as propriedades de fusão na boca são insatisfatórias. Se, por outro lado, o ponto de fusão for muito baixo, a estabilidade da emulsão será afetada negativamente. Além disso, a quantidade de ácidos graxos saturados (SAFA) no agente de estruturação é geralmente relativamente alta. Além disso, ácido graxo trans pode estar presente. Alguns especialistas têm exigido reduções nestes ácidos graxos para melhorar a saúde cardiovascular. Alguns consumidores preferem compostos espalháveis que possuam uma baixa densidade de energia (por exemplo, produtos que possuem baixo teor de gordura) e/ou possuam baixo teor de SAFA, mas ainda tenham um bom perfil nutricional (ao prover, por exemplo, ácidos graxos essenciais, como ômega-3 e ômega-6).

[0009] Uma desvantagem adicional dos processos conhecidos é que o produto pode se deteriorar devido às mudanças na temperatura causadas pela etapa de aquecimento e de refrigeração.

[0010] Processos alternativos foram descritos, em que a gordura de estruturação é adicionada como gordura em pó (isto é, gordura cristalizada), assim, eliminando a necessidade de aquecer a composição inteira até acima da temperatura de fusão da gordura de estruturação.

[0011] O documento EP 1865786 revela um processo para o preparo de uma dispersão comestível cremosa, em que uma mistura de óleo e partículas de agente de estruturação sólidas é submetida à agitação e uma fase aquosa é gradualmente adicionada à mistura, até que uma dispersão é obtida. As partículas de agente de estruturação sólidas possuem uma estrutura microporosa de partículas de tamanho abaixo de um micrômetro e podem ser preparadas utilizando um processo de micronização. Este processo é conhecido como o processo de mistura a frio, uma vez que os ingredientes são misturados à temperatura ambiente. Em tal processo, a fase aquosa e os componentes da fase de gordura (óleo líquido e partículas de agente de estruturação) são preparados em porções em lote, os quais possam ser armazenados. Uma vez que a fase aquosa é adicionada e a dispersão é obtida no processo acima, o produto é alimentado diretamente à linha de acondicionamento. O processo de acondicionamento é propenso a interrupções, por exemplo, devido ao desalinhamento de potes e tampas. Embora isto seja solucionado pelos operadores, é necessário armazenar a dispersão pronta em tanques de buffer ou interromper o processo e deixar a dispersão pronta parada na linha. Em ambos os casos, o uso posterior desta dispersão pode dar problemas, porque o acúmulo de consistência continuará e pode muito bem levar ao descarte da dispersão como resíduo.

[0012] Na fabricação convencional de compostos espalháveis utilizando trocadores de calor de superfície raspada, nos quais a emulsão inteira é submetida a etapas de aquecimento e refrigeração, o retrabalho não é um grande problema, uma vez que qualquer produto acabado armazenado possui a mesma composição geral que o produto a ser alimentado ao trocador de calor de superfície raspada, então, qualquer produto armazenado que não pôde ser acondicionado pode ser realimentado ao tanque de pré-mistura a ser fundido e misturado com o restante da emulsão, e alimentado desse ponto até o trocador de calor de superfície raspada. O retrabalho é relativamente fácil (dentro de limites), uma vez que há um buffer da mesma composição geral (o tanque de pré-mistura).

[0013] No processo do documento EP 1865686, entretanto, não há tanque de buffer com um produto com a mesma composição geral. Isto se dá devido ao fato de que a fase aquosa e a fase em óleo são misturadas a frio, diretamente ao produto final. Isto significa que qualquer produto que não puder ser acondicionado diretamente em tal processo geralmente é desperdiçado. Isto se dá uma vez que o agitador no qual o processo de mistura a frio ocorre pode ser interrompido, mas apenas por um curto momento, à medida que a estrutura está se acumulando. Uma estrutura firme demais, e o produto inteiro fica preso no agitador. Realimentar ao início do agitador também não é uma boa opção, uma vez que há diferenças na viscosidade do produto alimentado ao agitador e no produto a ser retrabalhado, resultando em uma mistura heterogênea. Estas são desvantagens distintas de um processo desejado em outros aspectos.

[0014] O documento WO 2010/069752 revela um processo para fabricar compostos espalháveis, no qual (no exemplo) uma suspensão contendo óleo e gordura em pó é misturada com uma fase aquosa em um ponto de junção, após o cujo ponto de junção a fase aquosa e a suspensão em óleo são misturadas ainda mais em um agitador de pinos.

Sumário da Invenção

[0015] Assim, é um objeto da presente invenção a provisão de um processo capaz de fabricar compostos espalháveis em escala de fábrica, cujo processo possui as vantagens do processo de mistura a frio para fabricar compostos espalháveis, com melhores capacidades de retrabalho.

[0016] Agora, foi descoberto que tal composto espalhável pode ser obtido por um processo para preparação de um composto espalhável contínuo de gordura comestível compreendendo 15 a 65% de gordura e 35% a 85% de água, o dito processo compreendendo as etapas de: a) prover uma gordura em pó; b) prover uma fase aquosa; c) prover uma fase de óleo; d) misturar a dita fase de óleo e o dito gordura em pó em uma suspensão de gordura em um tanque de agitação ou em meios de recirculação aos quais tal tanque de agitação é conectado; onde o tanque de agitação é combinado com meios de recirculação; e) combinar a fase aquosa com a suspensão de gordura e/ou pré-emulsão fora do dito tanque de agitação nos meios de recirculação, para formar uma pré- emulsão.

[0017] Uma possível disposição consta na Figura 1, em que as referências numéricas se referem a(o): 1 - Agitador em âncora 2 - Dreno 3 - Misturador de alto cisalhamento 4 - Tanque de suspensão em gordura 5 - Circuito de recirculação externo 6 - Bomba de lóbulo rotativa 7 - Fase aquosa 8 - Misturador dinâmico de velocidade variável em linha 9 - Máquina de acondicionamento.

Descrição Detalhada da Invenção

[0018] “Meios de recirculação”, neste documento, deve ser entendido como uma disposição compreendendo um tubo conectado a uma saída de um tanque de agitação (uma primeira conexão), cujo tubo é conectado a uma entrada do dito tanque de agitação (segunda conexão), e cujo tubo contém pelo menos uma entrada entre as ditas duas conexões ao dito tanque de agitação, através de cuja entrada a fase aquosa pode ser adicionada.

[0019] O processo da presente invenção possui as vantagens do processo de mistura a frio para fabricar compostos espalháveis, com maiores capacidades de retrabalho. Isto é atingido ao combinar um tanque de agitação com meios de recirculação. Em outras palavras, sendo o processo caracterizado em que pelo menos parte da mistura da fase aquosa e a dispersão podem ser realizadas entre o tanque de agitação e os meios de recirculação. Isto é importante, uma vez que este é o local onde o acúmulo de viscosidade ocorre. A mistura do óleo e do pó de estruturação é menos crítica.

[0020] O presente processo é preferivelmente tal que a composição geral no tanque de agitação após toda a fase aquosa ser adicionada seja a mesma que no composto espalhável contínuo de gordura produzido.

[0021] No processo de acordo com esta invenção, é preferido que a fase aquosa e a suspensão de gordura e/ou pré-emulsão fora do dito tanque nos meios de recirculação sejam misturadas por um misturador em linha, preferivelmente por um misturador dinâmico. Misturadores dinâmicos em linha adequados incluem os que possam fornecer cisalhamento suficiente para fazer uma emulsão de óleo-em-água. Se um misturador em linha estiver presente, ele está preferivelmente localizado como parte dos meios de recirculação. Ainda mais preferivelmente, a ordem nos meios de recirculação é, quando vindo do tanque de agitação e seguindo o fluxo de recirculação: - saída do tanque de agitação - entrada da fase aquosa - misturador em linha (preferivelmente um misturador dinâmico) - entrada ao tanque de agitação.

[0022] No processo de acordo com esta invenção, é preferido que a recirculação na etapa e), após toda a fase aquosa ser adicionada, seja continuada até que pelo menos nenhuma água livre seja detectável na pré-emulsão. A detecção de água livre pode ser feita conforme é conhecido na indústria de fabricação de emulsões de água em óleo.

[0023] É preferido que, no processo de acordo com a presente invenção, a emulsão seja alimentada a uma linha de acondicionamento do tanque de agitação ou dos meios de recirculação, quando em sua composição desejada e quando nenhuma água livre for detectada. Preferivelmente, a emulsão pode ser alimentada dos meios de recirculação a uma linha de acondicionamento através de uma válvula de 3 vias (por exemplo, duas partes conectadas aos meios de recirculação, uma parte à linha de acondicionamento)..

[0024] No processo de acordo com esta invenção, é preferido, para quebrar parte da gordura em pó em partículas menores, que, antes de toda a fase aquosa ter sido adicionada pelo menos parte da suspensão de gordura ou pré-emulsão seja recirculada através dos meios de recirculação.

[0025] Uma vez que o processo é uma variante da técnica de mistura a frio de fazer compostos espalháveis (ver, por exemplo, a referência acima), não há necessidade de aquecer a fase de gordura inteira ou até a emulsão inteira, como é nos processos de votator conhecidos. Ainda mais, para melhor reter as propriedades de estruturação das partículas de agente de estruturação melhor, é preferido que todas as etapas de processo sejam realizadas a uma temperatura de 0 a 40 °C.

[0026] Como mencionado, o processo de acordo com esta invenção é uma variante do processo de mistura a frio conhecido para fabricar compostos espalháveis. Isto significa que as partículas de agente de estruturação são uma gordura em pó, preferivelmente uma gordura em pó micronizada. A quantidade de gordura em pó na suspensão de gordura total feita no processo de acordo com a invenção é preferivelmente de 5 a 20% em peso, com base na suspensão de gordura total. O mesmo se aplica ao produto final (preferivelmente 5 a 20% em peso de gordura em pó, com base na suspensão de gordura total, o qual é misturado à fase aquosa). Nos produtos de acordo com esta invenção, a quantidade de gordura na composição total no tanque de agitação e no produto final é preferivelmente de 20 a 45%, com base na composição total.

[0027] A mistura no tanque de agitação na etapa d) é realizada por um agitador em âncora e/ou impulsor.

Exemplos

[0028] A gordura em pó micronizada foi preparada da mistura de gordura quimicamente inter-esterificada de fração da estearina de óleo de palma e fração da estearina de palmiste (identificada como inES48), utilizando o processo conforme descrito nos exemplos do documento WO 2010/069752. A fração de peso da estearina de óleo de palma foi 65% e a da estearina de palmiste foi 35%. O ponto de fusão da gordura foi 48 °C.

[0029] Em um tanque pressurizável fechado (volume total 120 litros) equipado com: - um agitador em âncora, - um misturador em disco de alto cisalhamento, - um circuito de recirculação contendo um misturador dinâmico de velocidade variável em linha e - um manto de refrigeração, 70 kg de uma suspensão de gordura foram produzidos conforme descrito abaixo. Um desenho esquemático e informações técnicas dos equipamentos utilizados são fornecidos na figura 1.

[0030] Descrição do desenho na figura 1: 1. Fase aquosa 2. Tanque de suspensão de gordura 3. Misturador de alto cisalhamento 4. Agitador em âncora 5. Dreno 6. Bomba 7. Misturador dinâmico de velocidade variável em linha 8. Circuito de recirculação 9. Máquina de acondicionamento

[0031] Nos equipamentos utilizados e conforme a figura 1, as diversas características possuem as seguintes capacidades técnicas: - Reservatório de processo termostatizado de 100 litros, volume utilizável de 35 litros a 100 litros, - Agitador em âncora (velocidade constante de 20 rpm; 0,75 kW), - Misturador em disco de alto cisalhamento (velocidade máxima 1000 rpm; 2,2 kW), - Circuito de recirculação externo com um misturador dinâmico de velocidade variável em linha (velocidade variável de 600 a 3000 rpm; consumo de energia máximo 11 kW), - Bomba de lóbulo rotativo para circulação com uma capacidade de 3,0 m3/hora, e - Bomba de vácuo de fase única e controle de pressão.

[0032] A suspensão de gordura foi preparada ao sugar 52,9 kg de óleo de colza ao tanque através de um dreno localizado na tampa do reservatório. O manto de refrigeração do tanque foi ligado e o óleo de colza foi resfriado à temperatura desejada de cerca de 11 °C sob agitação constante (12 rpm) do agitador em âncora. Uma solução de monoglicerídeos diluída em óleo de colza foi preparada ao derreter 0,70 kg de Dimodan RT em 4,7 kg de óleo de colza quente (temperatura 65 °C). A solução de monoglicerídeo diluída foi cuidadosamente adicionada.

[0033] A recirculação foi definida em 80%, o disco de alta velocidade foi definido a 300 rpm e o misturador dinâmico foi definido a 1250 rpm. 11,5 kg da gordura em pó micronizada foi sugada em uma pressão absoluta de 500 mbar no espaço de topo do reservatório.

[0034] Para remover qualquer gás de dióxido de carbono incorporado da gordura em pó de micronização supercrítica, a pressão absoluta foi reduzida gradualmente de 500 mbar a 100 mbar em um tempo de 12 minutos. Durante este tratamento, tanto o misturador dinâmico quanto o de alto cisalhamento estavam funcionando a 1500 rpm e a recirculação foi definida a 80%. Após o tratamento, todos os misturadores foram parados, e o tanque foi trazido à pressão ambiente. Com apenas a operação de agitador (20 rpm), 154 gramas de uma suspensão 1,0% em peso de β-caroteno em girassol e aromatizante de margarina foram adicionados.

[0035] 31 kg da suspensão de gordura preparada foram cuidadosamente removidos através do dreno inferior, e 39 kg foram deixados no reservatório.

[0036] Uma fase aquosa foi preparada, consistindo em 43 gramas de cloreto de sódio e 99,6 litros de água. O pH da fase aquosa foi ajustado com uma solução 20% em peso de ácido cítrico a um valor de 4,80. A temperatura da fase aquosa foi aproximadamente 15 °C.

[0037] O misturador dinâmico de velocidade variável em linha (3000 rpm) e 80% da capacidade de circulação da bomba de lóbulo do tanque foram ambos iniciados, e 61 kg da fase aquosa foram cuidadosamente adicionados em porções de 5 litros cada através do funil de alimentação, para formar o pré- composto espalhável. Quando o tanque foi preenchido com aproximadamente 75 kg de pré-composto espalhável (a emulsão contendo todos os ingredientes), o misturador de disco de alto cisalhamento também ligado a 1400 rpm. A circulação e a mistura continuaram até que toda a fase aquosa tivesse sido adicionada ao composto espalhável. Durante a adição da fase aquosa, atenção especial foi dada ao fato de que a temperatura do pré-composto espalhável permaneceu abaixo de 23 °C, caso contrário, muitos cristais poderiam derreter. Quando todo o volume da fase aquosa foi adicionado, tanto com uma inspeção visível quanto com um papel WATOR (determinação de papel de teste analítica de água livre em margarina), a presença de água livre foi investigada. A circulação e a mistura continuaram até que nenhuma água pudesse ser determinada utilizando este método. Nesse momento, através da porta inferior, o composto espalhável foi bombeado para fora do tanque. O composto espalhável preparado foi colocado em potes de 250 ml e armazenados em uma sala fria (5 °C) até a análise.

[0038] Os compostos espalháveis assim preparados tiveram um bom desempenho nos critérios habituais.

Claims

1. Processo para preparação de um composto espalhável contínuo de gordura comestível, caracterizado por compreender as etapas de: a) prover uma gordura em pó; b) prover uma fase aquosa; c) prover uma fase de óleo; d) misturar a dita fase de óleo e a dita gordura em pó em uma suspensão de gordura em um tanque de agitação ou em meios de recirculação aos quais tal tanque de agitação é conectado, onde o tanque de agitação é combinado com meios de recirculação; em que a quantidade de gordura em pó misturada com a suspensão de gordura é de 5 a 20% em peso, com base na suspensão de gordura total; em que a quantidade de fase de óleo misturada na suspensão de gordura é de 80 a 95% em peso, com base na suspensão de gordura total; e) combinar a fase aquosa com a suspensão de gordura e/ou pré- emulsão fora do dito tanque de agitação nos meios de recirculação, para formar uma pré-emulsão; em que água provida na fase aquosa, é escolhida em uma quantidade para prover 35 a 85% em peso de água, com base no peso total da fase aquosa e suspensão de gordura.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fase aquosa e a suspensão de gordura e/ou pré-emulsão fora do dito tanque de agitação nos meios de recirculação serem misturadas por um misturador dinâmico em linha.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela recirculação ser continuada após toda a fase aquosa ter sido adicionada, até que pelo menos nenhuma água livre seja detectável na pré-emulsão.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, a partir do dito tanque de agitação, a emulsão, quando na sua composição desejada e nenhuma água livre detectável, ser alimentada para um processo de acondicionamento.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, antes de toda a fase aquosa ter sido adicionada, pelo menos parte da suspensão de gordura ou pré-emulsão ser recirculada através dos meios de recirculação.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por todas as etapas do processo serem realizadas a uma temperatura de 0 a 40 °C.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela gordura em pó ser uma gordura em pó micronizada.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela quantidade de gordura em pó na suspensão de gordura total ser de 5 a 20% em peso, com base na suspensão de gordura total.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela mistura no grupo de tanques da etapa d) ser realizada por um agitador em âncora e/ou impulsor.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela composição geral no tanque de agitação, após toda a fase aquosa ser adicionada, ser a mesma que no composto espalhável contínuo de gordura produzido.