BR112019024112B1 - Processo para extrair proteínas, amido e fibras de uma farinha de trigo-sarraceno ou de um grumo de trigo-sarraceno - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um método para extrair proteínas, amido e fibras a partir de trigo-sarraceno, mais particularmente a partir de farinha ou grumo de trigo-sarraceno.

Description

Campo da invenção

[001] A invenção refere-se a um método para extrair proteínas, amido e fibras a partir de trigo-sarraceno, mais particularmente a partir de farinha ou grumo de trigo- sarraceno.

Antecedentes da invenção

[002] O trigo-sarraceno (Fagopyrum esculentum) é um pseudocereal que compreende elevado teor de amido (50-70% de amido no grumo e farinha), semelhante às principais culturas de cereais como arroz, milho e trigo. Além do amido, quantidades significativas de proteína (11-15%) são encontradas nessas sementes e as proteínas são de boa qualidade. De fato, o trigo-sarraceno é uma das melhores fontes vegetais de proteínas com elevadas funcionalidades e valor nutricional. No que diz respeito às fibras de trigo-sarraceno, a quantidade total é comparável à dos grãos de cereais. Outra vantagem do trigo-sarraceno é o fato de este não conter glúten.

[003] Assim, como um tipo de ingrediente saudável, as indústrias alimentícia e farmacêutica procuram proporcionar métodos industriais para extrair as proteínas de trigo-sarraceno ou o amido de trigo-sarraceno, ou mesmo as fibras de trigo- sarraceno, dependendo das aplicações desejadas.

[004] CN101121756A divulga um método para extrair e refinar amido a partir de grumo de trigo-sarraceno. As fibras são removidas através de peneira e, em seguida, o amido é separado das proteínas, usando hidrociclone, e purificado. As fibras e proteínas não são valorizadas no processo.

[005] Segundo o que foi apurado pelo Requerente, não existe técnica anterior que divulgue um método para extrair ao mesmo tempo proteínas, amido e fibras do grumo ou farinha de trigo-sarraceno e em que as proteínas sejam extraídas durante as primeiras etapas com o objetivo de não as desnaturar.

[006] Portanto, é mérito do Requerente propor um método industrial que apresenta as vantagens adicionais de ser simples, eficiente e isento de solventes orgânicos e reagentes orgânicos.

[007] De fato, todas as etapas do processo são realizadas apenas na presença de água e ácidos e bases de grau alimentar, mais particularmente soluções aquosas de ácido clorídrico, hidróxido de sódio e hidróxido de cálcio.

[008] Não existe transformação química. Assim, o processo proposto pode ser vantajosamente categorizado como processo de rótulo limpo. Os produtos obtidos a partir do método de acordo com a invenção também são, portanto, ingredientes de rótulo limpo.

Sumário da invenção

[009] De acordo com a presente invenção, é proporcionado um processo para extrair proteínas, amido e fibras a partir de uma farinha de trigo-sarraceno ou de um grumo de trigo-sarraceno, compreendendo o processo as seguintes etapas de: a) Preparar, a uma temperatura abaixo de 50 °C, uma suspensão aquosa da farinha de trigo-sarraceno ou do grumo do trigo-sarraceno com um pH entre 7 e 9; b) fracionar a suspensão aquosa por densidade, de modo a obter uma fração leve compreendendo proteínas, carboidratos e sais solúveis e uma fração pesada compreendendo amido e fibras; c) tratar a fração leve, de modo a isolar as proteínas; d) tratar a fração pesada, de modo a separar o amido das fibras.

[010] Como aqui utilizada, a expressão "grumo" refere-se ao núcleo descascado do grão de trigo-sarraceno. o grumo é o grão inteiro que inclui uma porção de farelo rico em germes e fibras, bem como o endosperma. Por definição, o farelo é a camada exterior dura do grão de trigo-sarraceno, a qual é particularmente rica em fibras. A fração de proteína extraída do grumo é em grande parte solúvel. O endosperma é um tecido dentro da semente de trigo-sarraceno.

[011] Como aqui utilizada, a expressão "farinha" refere-se a um pó produzido pela trituração de grãos de trigo-sarraceno. A maior parte da fração de farelo pode ser removida por peneiração.

Descrição detalhada da invenção

[012] A etapa a) do processo de acordo com a presente invenção consiste em preparar, a uma temperatura abaixo de 50 °C, uma suspensão aquosa da farinha de trigo-sarraceno ou do grumo de trigo-sarraceno com um pH entre 7 e 9.

[013] Numa modalidade preferida, a água é adicionada à farinha de trigo- sarraceno ou ao grumo de trigo-sarraceno numa proporção de 4:1 em peso. Essa proporção permite que a farinha de trigo-sarraceno seja homogeneamente misturada em água e forme uma suspensão aquosa. A razão também é adequada para a preparação da suspensão aquosa a partir do grumo de trigo-sarraceno.

[014] Para evitar a desnaturação da proteína e a gelatinização do amido, é essencial preparar a suspensão aquosa a uma temperatura abaixo de 50 °C.

[015] Preferencialmente, a suspensão aquosa é preparada a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C.

[016] Assim, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, a etapa a) de preparação da suspensão aquosa compreende uma etapa de adição de água à farinha de trigo-sarraceno ou ao grumo de trigo-sarraceno na proporção de 4:1 (p/p) a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C.

[017] Além disso, quando o processo começa a partir de um grumo de trigo- sarraceno, a etapa a) de preparação da suspensão aquosa compreende uma etapa de trituração úmida de todo o grumo de trigo-sarraceno a uma temperatura abaixo de 50 °C, preferencialmente entre a temperatura ambiente e 50 °C, por exemplo usando máquina de moagem grosseira e/ou moagem coloidal. A trituração úmida evita vantajosamente a desnaturação da proteína e permite obter a suspensão aquosa de trigo-sarraceno, com as partículas de trigo-sarraceno na referida suspensão tendo um tamanho médio de partículas de 100 μm. Tal tamanho de partícula permite uma extração ainda mais eficiente das proteínas, amido e fibras. Opcionalmente, o grumo de trigo-sarraceno pode ser limpo enxaguando primeiro com água fria.

[018] A suspensão aquosa é então ajustada para um pH básico suave, a um pH compreendido entre 7 e 9, preferencialmente a um pH compreendido entre 7,5 e 8,5. A este pH básico suave, a proteína de trigo-sarraceno tem maior solubilidade e a extração das referidas proteínas é assim facilitada. O pH é ajustado por meio de solução aquosa diluída de hidróxido de sódio ou hidróxido de cálcio, tal como na concentração de 1N.

[019] A suspensão aquosa útil na presente invenção compreende compostos solúveis correspondentes a proteínas, carboidratos e sais solúveis e compostos insolúveis correspondentes a fibras e amido.

[020] A etapa b) do processo de acordo com a presente invenção consiste em fracionamento por densidade a um pH entre 7 e 9, preferencialmente entre 7,5 e 8,5, uma fração leve compreendendo proteínas, carboidratos e sais solúveis e uma fração pesada compreendendo amido e fibras. Portanto, as proteínas são separadas nas primeiras etapas do processo. Isso apresenta a vantagem de não desnaturar as proteínas e de manter suas propriedades funcionais e nutricionais, mas também melhor pureza das proteínas.

[021] A etapa c) do processo de acordo com a presente invenção consiste em tratar a fração leve de modo a isolar as proteínas, mais particularmente para obter uma fração com 50-80% de teor de proteína.

[022] As proteínas finais provenientes do grumo de trigo-sarraceno são predominantemente solúveis, diferentemente das provenientes da farinha de trigo- sarraceno, as quais apresentam menor solubilidade. De fato, as proteínas finais extraídas da farinha de trigo-sarraceno compreendem uma parte de proteínas insolúveis e outra parte de proteínas solúveis. Portanto, a etapa de tratamento da fração leve do grumo de trigo-sarraceno e da farinha de trigo-sarraceno não é exatamente a mesma para obter proteínas, amido e fibras com bom rendimento e elevada pureza.

[023] Quando o processo começa a partir do grumo de trigo-sarraceno, a etapa de tratamento compreende as seguintes etapas: c1) ajustar o pH da fração leve até ao pH isoelétrico de proteínas a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, de modo a precipitar as proteínas; c2) fracionar a fração leve por densidade, de modo a separar o precipitado de proteína de um sobrenadante compreendendo a maioria dos carboidratos e sais solúveis; c3) tratar o precipitado de proteína a pH na faixa de 6,5 a 7,5 a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, de modo a neutralizar e ressolubilizar as proteínas; c4) secar proteínas.

[024] A fim de separar carboidratos solúveis e sais das proteínas, a fração leve obtida do grumo de trigo-sarraceno moído é ajustada ao pH isoelétrico das proteínas, correspondendo a um pH compreendido na faixa de 4 a 5, preferencialmente entre 4 e 4,5. Nesta faixa de pH, as proteínas estão na forma de precipitado e a maioria dos carboidratos e sais solúveis permanece solúvel. O pH é ajustado por meio de uma solução aquosa de ácido clorídrico, 5% (v/v).

[025] É essencial tratar a fração leve a uma temperatura abaixo de 50 °C, a fim de evitar a desnaturação da proteína, preferencialmente a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C. Assim, a separação de proteínas de carboidratos e sais solúveis é particularmente eficiente.

[026] Um fracionamento por densidade permite a separação dos carboidratos solúveis, sais e precipitados de proteínas, como o uso de uma centrífuga de placas cônicas.

[027] O precipitado de proteína assim isolado é tratado a pH na faixa de 6,5 a 7,5 para obter uma solução aquosa neutra na qual as proteínas são solubilizadas. Para aumentar a eficiência da solubilização de proteínas, a solução aquosa neutra compreendendo proteínas é vantajosamente aquecida a uma temperatura abaixo de 50 °C, preferencialmente a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, a fim de evitar a desnaturação da proteína.

[028] As proteínas solubilizadas são então secas. A etapa de secagem é executada usando liofilização, um secador de forno de vácuo, um secador de tambor ou um secador por atomização, preferencialmente usando um secador por pulverização.

[029] Na presente invenção, a secagem por pulverização é usada como um método de desidratação que consiste em pulverizar, em uma câmara, uma suspensão de proteínas em uma corrente de gás quente. A câmara compreende, para esta finalidade, uma entrada para gás aquecido, uma saída para descarga de gás e uma saída para recuperar o pó de proteínas secas. Este é o método preferido de secagem de muitos materiais termicamente sensíveis, tais como proteínas.

[030] Vantajosamente, a secagem por pulverização é um processo rápido, contínuo, econômico, reproduzível e escalonável para a produção de pós secos a partir de um material fluido por atomização através de um atomizador em um meio gasoso de secagem quente, geralmente ar.

[031] A liofilização, também conhecida como liofilização, é um método mais caro, geralmente usado como alternativa em produtos que se degradam na secagem por pulverização.

[032] Opcionalmente, o processo da presente invenção compreende uma etapa adicional na qual as proteínas solubilizadas são pasteurizadas antes da etapa de secagem. Por exemplo, a pasteurização é realizada em um conjunto de autoclave UHT, por exemplo, aquecendo a 121 °C durante 5s e depois esfriando até 30 °C.

[033] Na presente invenção, quando o processo começa com farinha de trigo- sarraceno, a etapa de tratamento da fração leve compreende as seguintes etapas: c'1) ajustar o pH da fração leve para o pH isoelétrico de proteínas a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, de modo a precipitar proteínas; c'2) fracionar a fração leve por densidade, de modo a obter um precipitado de proteína e um sobrenadante compreendendo carboidratos e sais solúveis; c'3) tratar o precipitado de proteína a pH na faixa de 6,5 a 7,5 a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, de modo a neutralizar e parcialmente ressolubilizar as proteínas para obter uma fração de proteína insolúvel e uma fração de proteína solúvel; c'4)separar por filtração a fração de proteína insolúvel da fração de proteína solúvel; c'5) secar as proteínas insolúveis; c'6) secar as proteínas solúveis.

[034] A fim de separar carboidratos e sais solúveis das proteínas, a fração leve obtida da farinha de trigo-sarraceno é ajustada para o pH isoelétrico das proteínas, correspondendo a um pH compreendido na faixa de 4 a 5, preferencialmente entre 4 e 4,5. O pH é ajustado por meio de uma solução aquosa de ácido clorídrico, 5% (v/v). Nesta faixa de pH, proteínas solúveis e proteínas insolúveis estão predominantemente na forma de precipitado, e a maioria dos sais permanece solúvel. É essencial tratar a fração leve a uma temperatura abaixo de 50 °C, preferencialmente a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, a fim de evitar a desnaturação da proteína. Assim, a separação de proteínas de carboidratos e sais solúveis é particularmente eficiente.

[035] Um fracionamento por densidade permite a separação dos carboidratos e sais solúveis do precipitado de proteínas, como o uso de uma centrífuga de placas cônicas.

[036] O precipitado de proteína assim isolado é então tratado a pH na faixa de 6,5 a 7,5, para obter uma solução aquosa neutra. Nesta faixa de pH, as proteínas solúveis são solubilizadas e as proteínas insolúveis estão na forma de precipitado. Para aumentar a solubilização das proteínas, a solução aquosa neutra compreendendo proteínas é aquecida a uma temperatura abaixo de 50 °C, preferencialmente a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, para evitar a desnaturação da proteína.

[037] As proteínas são então filtradas para separar as proteínas insolúveis (isto é, precipitadas) das proteínas solúveis (isto é, sobrenadante), separação por tamanho de partícula.

[038] As proteínas são então secas. Preferencialmente, a secagem das proteínas solúveis e das proteínas insolúveis é executada utilizando liofilizador, secador de forno de vácuo, secador de tambor ou secador por pulverização. Mais preferencialmente, as proteínas insolúveis são secas por meio de um secador de forno de vácuo e as proteínas solúveis são secas por pulverização.

[039] Opcionalmente, o processo da presente invenção compreende uma etapa adicional na qual as proteínas solubilizadas são pasteurizadas antes da etapa de secagem. Por exemplo, a pasteurização é realizada em um conjunto de autoclave UHT, por exemplo, aquecendo a 121 °C durante 5s e depois esfriando até 30 °C.

[040] A etapa d) do processo de acordo com a presente invenção consiste em tratar a fração pesada, de modo a separar o amido das fibras.

[041] A etapa de tratamento d) de acordo com a presente invenção compreende as seguintes etapas de: d1) adicionar água à fração pesada a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, de modo a ressuspender a fração pesada e a obter a mistura de uma fração de fibra e uma fração de amido; d2) separar por filtração a fração de fibra da fração de amido a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C; d3) secar as fibras; d4) remover proteínas residuais na fração de amido por diferença de densidade a pH 6-9 a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C; d5) secar o amido.

[042] A fração pesada é tratada com água de modo a formar uma suspensão aquosa de amido e fibras, o que facilitará a sua separação por densidade e/ou tamanho de partícula, preferencialmente por filtração. Portanto, são obtidas duas frações distintas: uma fração de fibra e uma fração de amido.

[043] Numa modalidade preferida, a separação é executada utilizando peneira. Assim, as fibras são retidas na peneira e as partículas de amido passam pelas aberturas da peneira. Por exemplo; a peneira pode ser uma peneira de vibração, uma peneira rotativa ou uma peneira curva. Tais peneiras facilitam a separação entre amido e fibras.

[044] As fibras assim isoladas são então secas e a fração de amido é tratada novamente de acordo com a etapa d4) para remover quaisquer proteínas restantes.

[045] Numa modalidade preferida, a etapa de tratamento d4) da fração de amido é repetida pelo menos uma vez, mais preferencialmente três vezes. Vantajosamente, esta repetição de etapa permite aumentar a pureza do amido e aumentar o rendimento da fração de proteína. O fracionamento para remover as restantes proteínas da fração de amido ou a etapa de tratamento da fração de amido podem ser realizados por meio de centrífuga ou hidrociclone.

[046] A fração de amido assim obtida é então seca.

[047] Numa modalidade preferida do processo de acordo com a presente invenção, as etapas de secagem d3) e d5) da etapa de tratamento da fração pesada são executadas utilizando secador de leito fluidizado, liofilizador ou secador de ar quente.

[048] Opcionalmente, o pH da fração de amido pode ser ajustado para pH 5,5-7 antes da secagem.

[049] Numa modalidade preferida do processo de acordo com a presente invenção, todas as etapas de fracionamento por densidade (etapas b), c2), c'2) e d4)) incluem uma etapa de separação mecânica, tal como decantação ou centrifugação. Por exemplo, a etapa de separação mecânica é executada usando um decantador de parafuso horizontal, um decantador centrífugo ou um hidrociclone.

[050] Em uma modalidade preferida do processo de acordo com a presente invenção, todas as etapas de separação por filtração (etapas c'4) e d2)) são executadas usando uma peneira tendo uma malhagem compreendida entre 100 e 125 μm, a qual é adequada para separar as partículas com base em seus diferentes tamanhos.

[051] Numa modalidade preferida do processo de acordo com a presente invenção, a temperatura das etapas a), c), d) é estritamente inferior a 50 °C, a fim de evitar a desnaturação da proteína de trigo-sarraceno e a gelatinização do amido de trigo-sarraceno. Mais preferencialmente, a temperatura das etapas a), c), d) está compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C. É vantajoso trabalhar a uma temperatura próxima de 50 °C para solubilizar eficientemente as proteínas. Uma outra vantagem de trabalhar a uma temperatura próxima de 50 °C é o fato de que o crescimento microbiano é reduzido.

[052] No processo de acordo com a presente invenção, nenhuma etapa de ultrassonicação é usada. A principal razão é o fato de que a ultrassonicação pode danificar os grânulos de amido e desnaturar as proteínas.

[053] Outro objetivo da presente invenção são proteínas de trigo-sarraceno obtidas pelo processo de acordo com a presente invenção.

[054] As proteínas de trigo-sarraceno obtidas pelo processo da invenção têm um rendimento compreendido entre 2 e 10% a partir do grumo de trigo-sarraceno ou da farinha de trigo-sarraceno, e uma pureza na faixa de 50 a 80%.

[055] As proteínas de trigo-sarraceno obtidas pelo processo da invenção apresentam a vantagem de não serem desnaturadas durante o processo da presente invenção. Assim, suas funcionalidades, bem como sua solubilidade, são mantidas juntamente com bons atributos sensoriais e elevado valor nutricional. O processo utiliza apenas água e ácidos e bases de grau alimentar, sem solventes químicos. Portanto, as proteínas obtidas podem ser qualificadas como ingredientes de rótulo limpo e podem ser usadas em muitas aplicações, como aplicações de alimentos e bebidas, principalmente como fonte de proteínas saudáveis de origem vegetal, sem glúten.

[056] Ainda outro objetivo da presente invenção é o amido de trigo-sarraceno obtido pelo processo da presente invenção.

[057] O amido de trigo-sarraceno obtido pelo processo da invenção tem um rendimento compreendido entre 45 e 60% a partir do grumo de trigo-sarraceno ou da farinha de trigo-sarraceno e uma pureza superior a 90%, preferencialmente entre 95% e 100%.

[058] O amido de trigo-sarraceno obtido pelo processo da invenção apresenta a vantagem de não ser gelatinizado durante o processo da presente invenção.

[059] Assim, o amido de trigo-sarraceno não gelatinizado mantém suas propriedades físico-químicas originais, incluindo boas resistências ao cisalhamento e ao calor. Podem ser usados em muitas aplicações, tais como amido nativo de rótulo limpo para substituir amidos reticulados modificados.

[060] Um outro objetivo da presente invenção são as fibras de trigo-sarraceno obtidas pelo processo da presente invenção.

[061] As fibras de trigo-sarraceno obtidas pelo processo da invenção têm um rendimento inferior a 35% a partir do grumo de trigo-sarraceno ou da farinha de trigo- sarraceno. As fibras têm potencial para aumentar o teor de fibras em alimentos, tais como em produtos de panificação e massas. Devido à presença de amido e proteínas residuais, as fibras também têm algumas funcionalidades úteis para algumas aplicações alimentícias, como agente ligante e agente espessante.

[062] Outras características e vantagens da presente invenção aparecerão claramente na leitura dos exemplos dados abaixo, os quais ilustram a invenção sem no entanto a limitarem.

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[063] O grumo comum do trigo-sarraceno (400 g) é misturado com água na proporção de 1:4 (p/p.) a 45 °C. Em seguida, é moído num liquidificador durante 5 minutos para produzir uma suspensão aquosa. O pH da suspensão aquosa é ajustado para 8 a 45 °C por meio de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N, de modo a aumentar a solubilização de proteínas. As proteínas na suspensão aquosa são deixadas solubilizar por meio de agitação mecânica durante 1 hora.

[064] A suspensão aquosa é então introduzida em uma centrífuga de laboratório a 1700 g durante 10 minutos à temperatura ambiente. A centrifugação leva à produção de duas frações: uma primeira fração (isto é, sobrenadante) rica em proteínas, carboidratos e sais solúveis e uma segunda fração (isto é, precipitado) compreendendo amido e fibras.

[065] O pH da primeira fração é ajustado para pH 4,5 (ponto isoelétrico) pela adição de ácido clorídrico, 5% (v/v) a 45 °C, de modo a precipitar as proteínas. A separação da fração de proteína (isto é, precipitado) a partir de carboidratos e sais solúveis (isto é, sobrenadante) é realizada por meio de uma centrífuga de laboratório a 760 g durante 5 minutos à temperatura ambiente. A fração de proteína (isto é, precipitado) assim obtida é neutralizada a pH 7 com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N à temperatura ambiente, de modo a ressolubilizar a fração de proteína. A fração de proteína concentrada é então seca por secagem por pulverização durante 2 horas. A fração de proteína é obtida com um rendimento de 6,6% a partir do grumo de trigo-sarraceno e tem uma pureza de 75%.

[066] A segunda fração (isto é, precipitado) compreendendo a mistura de amido e fibra é tratada com água à temperatura ambiente e passada por uma peneira de malha 120 (125 μm), de modo a obter uma fração rica em fibras e uma fração rica em amido. Em seguida, a fração de fibra é lavada com água, para remover o amido residual.

[067] A fração de fibra é seca usando um secador de leito fluidizado. A fração de fibra é obtida com um rendimento de 22% e tem pureza de 16% de celulose.

[068] De modo a remover proteínas residuais da fração de amido, a fração de amido é tratada primeiro a pH 8 por meio de solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N à temperatura ambiente, depois de 1 hora de agitação mecânica à temperatura ambiente. É introduzido em uma centrífuga a 1700 g durante 10 minutos à temperatura ambiente. Uma pequena fração de proteína é obtida como sobrenadante e uma fração de amido como precipitado. Esta operação é repetida 3 vezes para remover todas as proteínas residuais. Em seguida, a fração de amido é reajustada a pH 7 e seca usando um secador de leito fluidizado. A fração de amido é obtida com um rendimento de 50% a partir do grumo de trigo-sarraceno moído e tem uma pureza de 95%.

EXEMPLO 2

[069] A farinha de trigo-sarraceno comum (400 g) é suspensa em água numa proporção de 1:4 (p/p) e misturada homogeneamente por meio de agitação mecânica para formar uma suspensão aquosa. O pH da suspensão aquosa é ajustado para 8 a 45 °C por meio de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N, de modo a aumentar a solubilização de proteínas. As proteínas na suspensão aquosa são deixadas solubilizar por meio de agitação mecânica durante 1 hora.

[070] A suspensão aquosa é então introduzida em uma centrífuga de laboratório a 1700 g durante 10 minutos à temperatura ambiente. A centrifugação leva à produção de duas frações: uma primeira fração (isto é, sobrenadante) rica em proteínas, carboidratos e sais solúveis e uma segunda fração (isto é, precipitado) compreendendo a mistura de amido e fibra.

[071] O pH da primeira fração é ajustado para pH 4,5 (ponto isoelétrico) pela adição de uma solução aquosa de ácido clorídrico, 5% (v/v) a 45 °C, de modo a precipitar as proteínas. A separação da fração de proteína (isto é, precipitado) dos carboidratos e sais solúveis (isto é, sobrenadante) é realizada por meio de uma centrífuga de laboratório a 760 g durante 5 minutos à temperatura ambiente. A fração de proteína (isto é, precipitado) assim obtida é neutralizada a pH 7 por meio de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N à temperatura ambiente e depois é passada por uma peneira de malha 120 (125 μm), de modo a obter uma fração de proteínas insolúveis e uma fração de proteínas solúveis. A fração de proteína solúvel é seca por secagem por pulverização durante 2 horas e a fração de proteína insolúvel é seca por secagem de forno de vácuo durante 8 horas.

[072] A fração de proteína solúvel é obtida com um rendimento de 3% a partir da farinha de trigo-sarraceno e tem uma pureza de 74%. A fração de proteína insolúvel é obtida com um rendimento de 3% a partir da farinha de trigo-sarraceno.

[073] A segunda fração (isto é, precipitado) compreendendo a mistura de amido e fibra é tratada com água à temperatura ambiente e passada por uma peneira de malha 120 (125 μm), de modo a obter uma fração rica em fibras e uma fração rica em amido. Em seguida, a fração de fibra é lavada com água, para remover o amido residual.

[074] A fração de fibra é seca usando um secador de leito fluidizado. A fração de fibra é obtida com um rendimento de 32% e tem pureza de 10% de celulose.

[075] De modo a remover proteínas residuais da fração de amido, a fração de amido é tratada primeiro a pH 8 por meio de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N à temperatura ambiente, depois de 1 hora de agitação mecânica à temperatura ambiente. É introduzida em uma centrífuga de laboratório a 1700 g durante 10 minutos à temperatura ambiente. Uma pequena fração de proteína é obtida como sobrenadante e uma fração de amido como precipitado. Esta operação é repetida 3 vezes para remover todas as proteínas residuais. Em seguida, a fração de amido é reajustada a pH 7 e seca usando um secador de leito fluidizado. A fração de amido é obtida com um rendimento de 50% a partir da farinha de trigo-sarraceno e tem uma pureza de 95%.

EXEMPLO 3

[076] Um grumo de trigo-sarraceno comum (100 kg) é misturado com água numa proporção de 1:4 (p/p) a 45 °C. Em seguida, é moído em um moageiro grosseiro e em seguida num moageiro coloidal até atingir um tamanho médio de partículas de 100 μm. O pH da suspensão aquosa é ajustado para 8 a 45 °C por meio de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N, de modo a aumentar a solubilização de proteínas. As proteínas na suspensão aquosa são deixadas a solubilizar por meio de agitação mecânica durante 1 hora. A suspensão aquosa é então introduzida em um decantador horizontal a 3500 g à temperatura ambiente. Uma centrifugação leva à produção de duas frações: uma primeira fração (isto é, sobrenadante) rica em proteínas, carboidratos solúveis, sais e uma segunda fração (isto é, precipitado) compreendendo amido e fibras.

[077] O pH da primeira fração é ajustado para pH 4,5 (ponto isoelétrico), adicionando uma solução aquosa de ácido clorídrico, 5% (v/v) a 45 °C à primeira fração, de modo a precipitar as proteínas. A separação da fração de proteína (isto é, precipitado) a partir de carboidratos e sais solúveis (isto é, sobrenadante) é realizada por meio de uma centrífuga de placas cônicas a 9500 g à temperatura ambiente. A fração de proteína (isto é, precipitado) assim obtida é neutralizada a pH 7 com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, 1N à temperatura ambiente, de modo a ressolubilizar a fração de proteína. A fração de proteína concentrada é então seca por secagem por pulverização durante 2 horas com temperatura de entrada de 170 °C e temperatura de saída 105 °C.

[078] A fração de proteína é obtida com um rendimento de 2% a partir do grumo de trigo-sarraceno e tem uma pureza de 65%.

[079] A segunda fração (isto é, precipitado) compreendendo a mistura de amido e fibra é tratada com água à temperatura ambiente e passada por uma peneira de malha 150, de modo a obter uma fração rica em fibras e uma fração rica em amido.

[080] A fração de fibra é seca usando um secador de ar quente. A fração de fibra é obtida com um rendimento de 12% e tem pureza de 10% de fibra total.

[081] De modo a remover proteínas residuais da fração de amido, a fração de amido é purificada com hidrociclone. Uma pequena fração de proteína é obtida como fase leve e uma fração de amido como fase pesada. Em seguida, a fração de amido é seca usando um filtro de placas e um secador de leito fluidizado.

[082] A fração de amido é obtida com um rendimento de 50% a partir do grumo de trigo-sarraceno moído e tem uma pureza de 92%.

Claims (12)

1. Processo para extrair proteínas, amido e fibras de uma farinha de trigo- sarraceno ou de um grumo (groat) de trigo-sarraceno, CARACTERIZADO pelo fato de que o processo compreende as seguintes etapas de: a) preparar, a uma temperatura abaixo de 50 °C, uma suspensão aquosa da farinha de trigo-sarraceno ou do grumo de trigo-sarraceno com um pH entre 7 e 9; b) fracionar a suspensão aquosa por densidade, de modo a obter uma fração leve compreendendo proteínas, sais e carboidratos solúveis, e uma fração pesada compreendendo amido e fibras; c) tratar a fração leve, de modo a isolar as proteínas; d) tratar a fração pesada, de modo a separar o amido das fibras.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o processo é isento de solventes orgânicos e isento de reagentes orgânicos.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa a) de preparação da suspensão aquosa compreende uma etapa de adição de água à farinha de trigo-sarraceno ou ao grumo de trigo-sarraceno na proporção de 4:1 (p/p) a uma temperatura compreendida entre temperatura ambiente e 50 °C.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o processo começa a partir do grumo do trigo-sarraceno, a etapa a) de preparação da suspensão aquosa compreende ainda uma etapa de trituração úmida para obter a suspensão aquosa de trigo-sarraceno com as partículas de trigo-sarraceno na referida suspensão tendo um tamanho médio de partículas de 100 μm.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o processo começa a partir do grumo de trigo-sarraceno, a etapa de tratamento da fração leve c) compreende as seguintes etapas: c1) ajustar o pH da fração leve para um valor de pH de 4,5 a uma temperatura compreendida entre temperatura ambiente e 50 °C, de modo a precipitar proteínas; c2) fracionar a fração leve por densidade, de modo a separar o precipitado de proteína de um sobrenadante compreendendo carboidratos e sais solúveis; c3) tratar o precipitado de proteína a pH na faixa de 6,5 a 7,5 a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C, de modo a neutralizar e ressolubilizar as proteínas; c4) secar as proteínas.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o processo começa a partir da farinha de trigo-sarraceno, a etapa de tratamento da fração leve c) compreende as seguintes etapas: c'2) ajustar o pH da fração leve para o pH isoelétrico de proteínas a uma temperatura compreendida entre temperatura ambiente e 50 °C, de modo a precipitar proteínas; c'3) fracionar a fração leve por densidade, de modo a obter um precipitado de proteínas e um sobrenadante compreendendo carboidratos e sais solúveis; c'4) tratar o precipitado de proteínas a pH na faixa de 6,5 a 7,5 a uma temperatura compreendida entre temperatura ambiente e 50 °C, de modo a neutralizar e parcialmente ressolubilizar as proteínas para obter uma fração de proteína insolúvel e uma fração de proteína solúvel; c'5) separar por filtração a fração de proteína insolúvel da fração de proteína solúvel; c'6) secar as proteínas insolúveis; c'7) secar as proteínas solúveis.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento d) da fração pesada compreende as seguintes etapas: d1) adicionar água à fração pesada a uma temperatura compreendida entre temperatura ambiente e 50 °C, de modo a ressuspender a fração pesada e a obter a fração de fibra e uma fração de amido; d2) separar, preferencialmente por filtração, a fração de fibra da fração de amido com base em uma temperatura compreendida entre temperatura ambiente e 50 °C; d3) secar as fibras; d4) remover proteínas residuais na fração de amido por diferença de densidade a pH 6 a 9 a uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e 50 °C; d5) secar a fração de amido.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento d4) da fração de amido é repetida pelo menos uma vez, mais preferencialmente três vezes.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que as etapas de secagem d3) e d5) da etapa de tratamento da fração pesada são executadas usando um secador de leito fluidizado, um liofilizador ou um secador de ar quente.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as etapas de secagem c4), c'5) e c'6) da etapa de tratamento da fração leve são executadas usando um secador de forno a vácuo, um liofilizador ou um secador por pulverização.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que as etapas de separação (etapas c'4) e d2)) por filtração são executadas usando uma peneira tendo um tamanho compreendido entre 100 e 125 μm.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de fracionamento por densidade (etapas b), c2), c'2) e d4)) inclui uma etapa de fracionamento mecânico, a etapa de fracionamento mecânico sendo executada usando um decantador de parafuso horizontal, um decantador centrífugo ou um hidrociclone.