BR112019027551B1 - Método para reduzir fumonisina em um produto de proteína de milho - Google Patents

Abstract

É descrito aqui um método para reduzir a fumonisina em um produto de proteína de milho, compreendendo ajustar o pH do produto de proteína de milho para uma faixa entre cerca de 5,75 e cerca de 7,5 para reduzir a fumonisina em pelo menos 70%. O método pode compreender ainda a adição de um sal catiônico divalente.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente Provisório US 62/523. 914, depositado em 23 de junho de 2017, que está aqui incorporado por referência na sua totalidade.

CAMPO TÉCNICO

[002] Esta divulgação se refere a produtos de proteína de milho e a um método para reduzir a fumonisina que pode estar contida nele.

FUNDAMENTOS

[003] Para que a proteína do milho seja comercialmente viável como ingrediente alimentar, o produto deve ser consistentemente seguro para os consumidores comerem. Algumas fontes de risco são as consequências das condições aplicadas durante o crescimento, colheita ou armazenamento do milho; a questão precede o processamento do milho. As micotoxinas são uma categoria de compostos que normalmente são produzidos por fungos que crescem nas plantas ou nos grãos de milho. Um exemplo de uma micotoxina é a fumonisina. É divulgado aqui um método de redução de fumonisina em produtos de proteína de milho.

SUMÁRIO

[004] É descrito aqui um método para reduzir a fumonisina em um produto de proteína de milho, compreendendo ajustar o pH do produto de proteína de milho para uma faixa entre cerca de 5,75 e cerca de 7,5 para reduzir a fumonisina em pelo menos 70%. O método pode compreender ainda a adição de um sal catiônico divalente.

FIGURAS

[005] A Figura 1 mostra a resposta da fumonisina à modificação do pH após a lavagem da torta e após a subsequente extração com EtOH.

[006] A Figura 2 mostra o tempo necessário para formar a torta inicial em função do pH.

[007] A Figura 3 mostra a taxa de drenagem da água de enxágue através de um leito assentado formado de Empyreal® ajustado para diferentes valores de pH com NaOH.

[008] A Figura 4 mostra o efeito do pH da pasta na concentração residual de fumonisina.

[009] A Figura 5 mostra o efeito de 2,5% de CaCl2 na taxa de drenagem em função do pH.

[0010] A Figura 6 mostra os efeitos de NaCl e (NH)2SO4 na taxa de drenagem em função do pH.

[0011] As Figuras 7A e 7B mostram o efeito da dosagem de CaCl2 e MgCl2 nas taxas de drenagem do bolo a pH 7,0.

[0012] A Figura 8 mostra o efeito dos sais metálicos divalentes adicionados na quantidade de NaOH necessária para atingir um pH de 7,0.

[0013] A Figura 9 mostra o efeito que a adição de CaCl2 sozinha tem na fumonisina residual.

[0014] A Figura 10 mostra o efeito combinado da modificação do pH e CaCl2 na fumonisina residual.

[0015] A Figura 11 mostra o efeito do ajuste do pH com Ca(OH)2 na taxa de drenagem comparada ao NaOH.

[0016] A Figura 12 mostra as concentrações residuais de fumonisina após o tratamento em vários valores de pH com Ca (OH)2.

[0017] A Figura 13 mostra a resposta da remoção da fumonisina ao pH e [Ca] de uma suspensão do Empyreal® (a concentração residual é codificada por cores, de modo que o branco é baixo e o cinza escuro é alto).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] É aqui descrito um método para reduzir a fumonisina em produtos de proteína de milho, ajustando o pH aos níveis desejados e, em alguns aspectos, adicionando um sal catiônico divalente.

[0019] A contaminação com fumonisina afeta a qualidade e a segurança do consumo humano e animal, o que pode levar a perdas econômicas para os produtores e processadores de milho durante anos com as lavouras de milho, com altos níveis de fumonisina. Para um consumo humano seguro, os níveis de fumonisina devem estar abaixo de um limite designado. Este limite foi estimado em cerca de dois microgramas por kg de peso corporal por dia pelo JEFCA (Joint FAO/WHO Expert Committee on food Additives). Esse limite é usado por agências governamentais, como a US Food and Drug Administration, como orientação para definir padrões nacionais. Os níveis máximos recomendados pela U.S. FDA são de 2 a 4 ppm em ingredientes comuns à base de milho para alimentação humana. Os aspectos aqui descritos descrevem um método para reduzir a fumonisina em produtos de proteína de milho para um nível inferior a 2 ppm e em aspectos preferidos inferior a 1,5 ppm, que estão abaixo da maioria dos regulamentos alimentares.

[0020] Os materiais de glúten de milho podem incluir níveis de fumonisina muito altos para o consumo humano e/ou animal. Os materiais de glúten de milho, durante um ano de colheita com baixo desempenho, normalmente incluem níveis de fumonisina entre 4 e 6 ppm (muito altos para o consumo). Tais materiais de glúten de milho podem ser engomados ou destroçados. Em alguns aspectos, o material de glúten de milho pode ser, por exemplo, farinha de glúten de milho ou um concentrado de proteína de milho com níveis de proteína de pelo menos 55% em peso, como o descrito na Patente US 9.226.515. Uma análise típica desse concentrado de proteína de milho (por exemplo, Empyreal® 75, Cargill, Incorporated, Wayzata, MN) compreende cerca de 75% a 80% de proteína.

[0021] Os métodos de processamento aqui descritos são realizados em uma forma de pasta do produto de proteína de milho e antes do processo de extração de etanol típico na extração adicional de proteína de milho. Um versado na técnica reconheceria que a pasta poderia ser mais diluída ou mais concentrada, o que teria um impacto no capital ou nos custos operacionais. As concentrações típicas de sólidos da pasta de produção variam entre cerca de 10% em peso e cerca de 20% em peso e mais tipicamente estão perto de cerca de 14% em peso e 15% em peso.

[0022] Os aspectos da presente invenção descrevem um método para ajustar o pH aos materiais de proteína de milho para uma faixa entre cerca de 5,75 e cerca de 7,5. O ajuste do pH para essa faixa mostra uma redução significativa na fumonisina.

[0023] Em alguns aspectos, particularmente na ausência da presença de um sal catiônico divalente, o pH é ajustado para variações entre cerca de 6,25 e cerca de 7,5. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para faixas entre cerca de 6,25 e cerca de 7,25. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para faixas entre cerca de 6,5 e cerca de 7,25. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para intervalos entre cerca de 6,75 e cerca de 7. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para faixas entre cerca de 6,5 e cerca de 7,25. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para intervalos entre cerca de 6,75 e cerca de 7.

[0024] Em alguns aspectos, particularmente quando o ajuste do pH é acoplado à adição de um sal catiônico divalente, o pH é ajustado para variar entre cerca de 5,75 e cerca de 7,5. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para faixas entre cerca de 6,0 e cerca de 7,25. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para faixas entre cerca de 6,25 e cerca de 7,25. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para faixas entre cerca de 6,5 e cerca de 7,25. Em alguns aspectos, o pH é ajustado para intervalos entre cerca de 6,75 e cerca de 7.

[0025] A maioria dos materiais de proteína de milho tem um pH ácido "no estado em que se encontra", de acordo com as bases fortes conhecidas na técnica, por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e hidróxido de cálcio, que podem ser usadas para elevar o pH para as faixas descritas anteriormente. Deve-se entender que a base é adicionada em uma quantidade suficiente para ajustar o pH dentro da faixa desejada, como descrito anteriormente.

[0026] Muitas proteínas, por exemplo, as contidas nos produtos de proteína de milho, têm uma carga superficial mínima a um pH na faixa de 4 a 5. Uma consequência disso é que os grupos potencialmente ionizáveis estão na forma de ácidos protonados. Sem estar vinculado a nenhuma teoria em particular, acredita-se que o aumento do pH possa substituir esses prótons por íons (como Na), que alteram a carga superficial da proteína, dando-lhe uma afinidade diferente para possíveis compostos de ligação (como a fumonisina). Um pH elevado também pode causar a desprotonação da fumonisina, o que deve aumentar a solubilidade e permitir que a repulsão de carga melhore a capacidade de extração. Acredita-se que demore entre cerca de 30 segundos e até 5 minutos após o ajuste do pH para concluir essa troca e difusão de prótons.

[0027] A remoção de água da pasta pode ser realizada usando qualquer método de separação sólido-líquido, como filtragem de tambor, centrifugação, etc. O processamento industrial típico de milho utiliza a filtragem de tambor, em que a taxa de drenagem é um parâmetro importante. O ajuste do pH aos níveis descritos pode afetar negativamente as taxas de drenagem da água do material de proteína do milho durante o processamento. Desta forma, é surpreendente que, quando o pH é ajustado em combinação com a adição de um sal catiônico divalente solúvel em água, seja mantido pelo menos 80% da taxa de drenagem normalmente vista durante o processamento normal de milho. Em alguns aspectos, o cátion divalente é o magnésio. Em aspectos preferidos, o cátion divalente é o cálcio. Para manter pelo menos 80% da taxa de drenagem normalmente vista durante o processamento normal de milho, o sal catiônico divalente pode ser adicionado em quantidades que variam entre cerca de 0,01 M e 0,03 M, mais preferivelmente entre cerca de 0,01 M e 0,03 M e em aspectos preferidos em uma quantidade em torno de 0,015 M. Em outros aspectos, o sal catiônico divalente pode ser adicionado em quantidades que variam de cerca de 0,2 a cerca de 1% em peso em uma base de pasta. Em outros aspectos, o sal catiônico divalente pode ser adicionado em quantidades que variam de 0,1 mmol/g de sólidos a 0,2 mmol/g de sólidos. Podem ser utilizadas concentrações mais elevadas do sal catiônico divalente, mas não são preferidas.

[0028] Após este método, com ou sem a adição do sal catiônico divalente, reduz os níveis de fumonisina em um produto de proteína de milho em pelo menos cerca de 70%, mais preferivelmente pelo menos em cerca de 80% e ainda mais preferivelmente em pelo menos cerca de 90%. Os níveis finais de fumonisina são direcionados para quantidades inferiores a cerca de 2 ppm. Em aspectos preferidos, o nível de fumonisina é reduzido para quantidades menores que cerca de 1,5 ppm, menor que cerca de 1,25 ppm, menor que cerca de 1,0 ppm, menor que cerca de 0,9 ppm, menor que cerca de 0,8 ppm, menor que cerca de 0,8 ppm, menor que cerca de 0,7 ppm, menor que cerca de 0,6 ppm, menor que cerca de 0,5 ppm, menor que cerca de 0,4 ppm, menor que cerca de 0,3 ppm, menor que cerca de 0,2 ppm.

EXEMPLOS

[0029] Os exemplos a seguir são apresentados para ilustrar a presente invenção e para ajudar um versado na técnica a fazer e usar a mesma.

Exemplo 1

[0030] Este exemplo se concentra na modificação de uma pasta Empyreal® antes da formação da torta, com foco na remoção de fumonisina da própria torta (sem subsequente extração de EtOH). As pastas de Empyreal® foram tratadas ajustando o pH e aumentando a força iônica. As tortas foram formadas com as pastas e depois lavadas com um volume de leito de água DI, secas e moídas antes de serem enviadas ao Trilogy Analytical Laboratory (Washington MO) para testes de micotoxinas. O laboratório utilizou o AOAC # 2001. 04 com modificações para análise da fumonisina. Em todos os casos, a soma de fumonisina B1, fumonisina B2 e fumonisina B3 é usada para descrever a concentração de fumonisina. O limite de detecção para cada componente é de 0,1 ppm.

[0031] Para garantir níveis mensuráveis de fumonisina, o Empyreal® conhecido por conter uma alta quantidade de fumonisina foi obtido e armazenado em um congelador e/ou geladeira. As amostras foram preparadas pesando 50 g da torta de Empyreal® úmido contendo aproximadamente 60% de umidade em um frasco de 250 mL de Nalgene®. A água da pasta foi preparada pesando o aditivo(s), hidróxido de sódio 1M e cloreto de cálcio em um béquer de plástico (conforme Tabela 1), enchendo o béquer de 150 g com água DI e agitando até bem misturado ou dissolvido. A solução de tratamento foi adicionada ao Empyreal® e homogeneizada usando um misturador portátil. A pasta foi deixada na bancada por 5 minutos para equilibrar. Tabela 1. Condições alvo e preparação

[0032] A lama foi então filtrada usando um funil de Buchner de 15 cm e papel de filtro sob vácuo para criar uma torta com profundidade de 3,5 mm. Assim que a torta estava começando a secar, um volume de leito (60 g) de água DI foi derramado sobre a torta para enxaguar. A torta continuou a secar sob vácuo até ficar bem rachada. Cada torta foi transferida para uma lata rasa. Aproximadamente 1 g de amostra foi transferida para um tubo de plástico de 15 mL para teste de pH e a amostra restante foi colocada em um forno a vácuo de 70 °C para secar. A porção de 1 g foi ressuspensa em água DI e uma medição de pH foi registrada. No dia seguinte, as tortas secas foram removidas do forno, moídas e enviadas para Trilogy para testes de fumonisina.

[0033] As pastas Empyreal® não atingiram os níveis de pH esperados, no entanto, houve uma redução mensurável nos níveis de fumonisina em resposta apenas à modificação do pH (consulte a Tabela 2). Tabela 2. Resultados de pH e fumonisina

[0034] Quando o pH foi superior a 7,5, as taxas de drenagem não foram particularmente desejáveis. Nenhuma medida foi tomada, mas a diferença de tempo foi bastante perceptível quando o pH foi a única modificação. As amostras que também continham CaCl2 pareciam drenar mais rapidamente que seus equivalentes sem Ca.

Exemplo 2

[0035] Como discutido no Exemplo 1, os aumentos de pH estão associados ao aumento da remoção de fumonisina. Para fornecer uma imagem mais clara do papel que o pH tem na remoção da fumonisina, um exemplo foi conduzido através da preparação de pastas Empyreal®, em duplicata, de pH 5,75 a 7,5 a incrementos da quarta parte da unidade de pH. Para garantir uma lavagem adequada da torta, a torta formada foi lavada duas vezes com um volume de leito de água DI (60 g de cada vez). As tortas lavadas das duplicatas foram preparadas para permitir que uma amostra grande fosse dividida para análise ou tratamento posterior antes da análise. Assim, as tortas duplicatas foram combinadas, bem misturadas e depois divididas em duas porções iguais. Uma porção foi retida como "antes" e a outra extraída em etanol absoluto para formar uma amostra "final". Ambas as porções foram secas e enviadas para testes de fumonisina.

[0036] As amostras foram preparadas, em duplicata, pesando 50 g da torta de Empyreal® úmida contendo aproximadamente 60% de umidade em um frasco de 250 mL de Nalgene®. Foram adicionados 140 g de água DI ao frasco e a mistura foi homogeneizada usando um misturador manual. O frasco foi então tarado em uma balança analítica e ajustado ao pH desejado (Tabela 3) usando uma solução de hidróxido de sódio 1M. O frasco foi colocado de volta na balança, o peso de NaOH consumido foi registrado, o frasco foi cheio até 200 g no total com água DI e invertido para misturar. A pasta ajustada ao pH foi deixada em repouso por pelo menos 5 minutos e depois coletada em um funil de Buchner de 150 mm usando papel de filtro Whatman # 40 sob vácuo. Quando a superfície da torta estava começando a secar, 60 g de água DI foram derramados sobre a torta e deixados escorrer até a superfície começar a secar. Mais 60 g de água DI foram vertidos por cima e a torta continuou sob vácuo até ficar bem rachada. As tortas individuais foram transferidas para bandejas rasas e preparações em duplicata da torta foram combinadas até ficarem bem misturadas. As tortas combinadas foram divididas ao meio. A primeira metade foi colocada em um forno a vácuo de 60 a 70 °C e deixada durante a noite, essas amostras foram rotuladas como “como estão”. A outra metade foi colocada, aberta, na geladeira durante a noite.

[0037] Tabela 3. Pesos de preparação e valores de pH alvo

[0038] Na manhã seguinte, as tortas retidas foram removidas da geladeira e deixadas atingir a temperatura ambiente. Um valor de perda na secagem (LOD) foi medido usando uma balança de umidade e a torta foi transferida para um frasco de 250 mL de Nalgene®. Foi adicionada água DI a cada frasco (conforme necessário) para obter 40% de umidade na amostra. As amostras foram então extraídas com 100 g de etanol absoluto (visando uma concentração final de etanol de 90%), homogeneizando com um misturador manual e deixando repousar por pelo menos 15 minutos. As suspensões foram filtradas em um funil de Buchner de 150 mm usando papel Whatman # 40 para formar uma torta. As tortas foram ressuspensas em 100 g de EtOH absoluto, deixadas em repouso por 30 minutos e filtradas novamente no funil Buchner com papel de filtro. As tortas extraídas foram transferidas para grandes balanças de plástico e deixadas secar à temperatura ambiente. A concentração de fumonisina diminuiu à medida que o pH da torta aumentou (consulte a Tabela 4, Figura 1). Além disso, a Tabela 4 demonstra que a extração subsequente de etanol não reduz ainda mais os níveis de fumonisina. pH Antes da extração com EtOH Após extração com EtOH

[0039] Tabela 4:Resposta da fumonisina (ppm total em base seca) à modificação do pH após a lavagem da torta antes e após a extração do EtOH.

[0040] A extração subsequente não resultou em uma mudança significativa na concentração de fumonisina (Tabela 4, Figura 1).

[0041] O efeito de desaceleração do pH mais alto na drenagem da torta foi observado novamente, mas os resultados reforçaram a ideia de que tratamentos com pH mais alto são desejáveis para a remoção de fumonisina, com características negativas de manuseio.

Exemplo 3

[0042] Para entender o efeito do pH da pasta na taxa de sedimentação e drenagem subsequente, foi criado um exemplo para medir as taxas de drenagem em pHs diferentes e medir a concentração residual de fumonisina.

[0043] As amostras foram preparadas pesando 50 g da torta de Empyreal úmido contendo aproximadamente 60% de umidade em um frasco de 250 mL de Nalgene. Outro frasco de 250 mL de Nalgene® foi tarado e a quantidade desejada de NaOH 1M foi pesada no frasco. Foi adicionada água a um peso total de 150 g. A solução diluída de NaOH foi adicionada ao Empyreal® pré-pesado e invertida para misturar. A mistura foi homogeneizada com o homogeneizador manual, o pH foi registrado e a amostra foi deixada em repouso por pelo menos 5 minutos. Com o filtro no lugar e a mangueira de vácuo acoplada e a bomba desligada, a pasta foi vertida no filtro (funil Buchner de 150 mm usando papel de filtro Whatman # 40). A bomba de vácuo foi ligada e um temporizador foi iniciado. Quando a água livre desapareceu da superfície, o temporizador foi parado e o vácuo desconectado. O tempo para formara torta foi registrado como o tempo de drenagem primário. O funil foi retirado e o líquido recuperado foi medido. O funil retornou ao seu lugar no frasco a vácuo, quaisquer rachaduras na torta foram vedadas esfregando a superfície com a ponta do dedo úmido e foram vertidos 60 g de água sobre a superfície. A bomba de vácuo foi reiniciada e o temporizador foi reiniciado. O tempo em que a água livre desapareceu da superfície foi registrado, mas a drenagem continuou até a superfície rachar ou a drenagem ser essencialmente interrompida. A torta foi transferida para uma panela rasa de Al e seco no forno a vácuo durante a noite a cerca de 80 °C sob vácuo. As tortas secas foram moídas grosseiramente e enviadas para Trilogia para análise.

[0044] O pH da pasta teve um forte efeito na drenagem primária da torta (Tabela 5) e na subsequente drenagem através da torta estabelecida (drenagem secundária). Não houve efeito aparente do pH na quantidade de solução drenada durante a formação inicial da torta (o volume de drenagem primário). Tabela 5. O efeito do pH da pasta nas taxas e volume de drenagem. Os dados ausentes estão marcados como "xxxx".

[0045] A Figura 2 mostra o tempo necessário para formar a torta inicial em função do pH. O tempo necessário aumentou com pequenos aumentos de pH com o tempo diminuindo significativamente acima do pH 6,5.

[0046] A taxa de drenagem secundária mostra um declínio linear na taxa de drenagem com pH na faixa de 5 a 7,5 (Figura 3). A taxa secundária é uma indicação melhor da taxa de drenagem, porque está lidando com o leito assentado, enquanto o tempo inicial combina o tempo necessário para formar o leito e o tempo necessário para drenar o leito.

[0047] Os dados para a remoção de fumonisina em função do pH do experimento no Exemplo 2 e este Exemplo 3 são combinados na Figura 4. Ambos os experimentos mostram que a remoção da fumonisina melhorou significativamente quando o pH excedeu 6,5. Isso apresenta um dilema significativo. As condições adequadas para a remoção máxima de fumonisina coincidem com as condições de processamento menos ideais usando filtração. Como mencionado anteriormente, observou-se que alguns tratamentos com CaCl2 parecem ter uma drenagem mais rápida. Essa possibilidade foi explorada em outro experimento.

Exemplo 4

[0048] Primeiro experimento: As amostras foram preparadas pesando 50 g da torta de Empyreal® úmido contendo aproximadamente 60% de umidade em um frasco de 250 mL de Nalgene®. Outro frasco de 250 mL de Nalgene® foi tarado e a quantidade desejada de NaOH 1M foi pesada no frasco (e registrada). Em um disco separado, a quantidade desejada de 10% em peso de CaCl2 (ou em alguns experimentos 10% em peso (NH4)2SO4 ou 20% em peso de NaCl) foi pesada e depois enxaguada na solução diluída de NaOH. Foi adicionada água a um peso total de 150 g. A solução diluída de NaOH foi adicionada ao Empyreal® pré-pesado e invertida para misturar. A mistura foi homogeneizada com o homogeneizador manual, o pH foi registrado e a amostra foi deixada em repouso por pelo menos 5 minutos. Com o filtro no lugar e a mangueira de vácuo acoplada e a bomba desligada, a pasta foi vertida no filtro (funil Buchner de 150 mm usando papel de filtro Whatman # 40). A bomba de vácuo foi ligada e um temporizador foi iniciado. Quando a água livre desapareceu da superfície, o temporizador foi parado e o vácuo desconectado. O tempo para formar a torta foi registrado, assim como o tempo de drenagem primário. O funil foi retirado e o líquido recuperado foi medido. O funil retornou ao seu lugar no frasco a vácuo, quaisquer rachaduras na torta foram vedadas esfregando a superfície com a ponta do dedo úmido e foram vertidos 60 g de água sobre a superfície. A bomba de vácuo foi reiniciada e o temporizador foi reiniciado. O tempo em que a água livre desapareceu da superfície foi registrado, mas a drenagem continuou até a superfície rachar ou a drenagem ser essencialmente interrompida. A torta foi transferida para uma panela rasa de Al e seco no forno a vácuo durante a noite a cerca de 80 °C sob vácuo. As tortas secas foram moídas grosseiramente e enviadas para Trilogia para análise.

[0049] Segundo experimento: Como será discutido, a adição de Ca alterou o pH do sistema, portanto os valores de pH alvo não foram atingidos. Nesta rodada de experimentação, a preparação da amostra foi alterada. O Empyreal® foi pesado como descrito no primeiro experimento. A quantidade desejada de 10% em peso de CaCl2 foi pesada em um frasco de 250 mL de Nalgene® e levada a 140 g. Esta solução foi misturada com o Empyreal® e agitada. A mistura foi ajustada com NaOH 1M até o pH desejado, a quantidade de base consumida e o pH real foi registrado (o que igualou a mudança de peso); o peso total da amostra foi aumentado para 200 g e o período de incubação foi iniciado.

[0050] Terceiro experimento: Os métodos gerais foram como descritos no segundo experimento, exceto que o pH final foi definido como 7,0 +/- 0,05.

[0051] Quarto experimento: Os métodos gerais foram como descritos no segundo experimento, exceto que o pH final foi ajustado para 7,0 +/- 0,05 e 10% em peso de MgCl2 foi usado em vez de CaCl2.

[0052] Uma pergunta respondida no primeiro experimento foi como o CaCl2 alterou a taxa de drenagem da torta. A Figura 5 mostra que 2,5% em peso de CaCl2 quase eliminaram a supressão da drenagem induzida por NaOH. As concentrações mais baixas deCaCl2 tiveram efeitos semelhantes (dados não mostrados). Para determinar se o efeito foi puramente devido à força iônica, NaCl (4% em peso) e (NH4)2SO4 (1% em peso) foram adicionados às suspensões, mas essas adições tiveram pouco ou nenhum efeito na taxa de drenagem (Figura 5). Em conjunto, o Ca parece ter um efeito específico na taxa de drenagem. As suspensões contendo Ca apresentaram drenagem ligeiramente mais lenta que as suspensões de controle não modificadas por razões que não são claras, mas podem refletir um limite das partículas induzido por Ca.

[0053] Um teste adicional foi realizado para determinar o efeito dose- resposta do Ca na taxa de drenagem a pH 7,0. Esse pH foi escolhido porque está bem dentro da zona de baixas concentrações residuais de fumonisina esperadas, pH potencialmente desejado do produto final e desempenho de drenagem ruim. A Figura 7 mostra que a transição de condições de alta drenagem para condições de baixa drenagem é bastante acentuada e ocorre entre 0,05% e 0,25%. Os dados sugerem que uma suspensão de suspensão contendo mais de cerca de 25 mM de CaCl2 teria drenagem próxima à de uma torta criada no pH em que está.

[0054] Ao contrário do NaCl e (NH4)2SO4, a resposta da taxa de drenagem ao MgCl2 foi semelhante à induzida pelo CaCl2 (Figura 7).

[0055] Um resultado inesperado da primeira tentativa de examinar o efeito do pH nas taxas de drenagem foi que o pH da suspensão não atingiu o valor esperado com base na adição sem sal. Em outras palavras, o Ca reduziu o pH das soluções Empyreal® - mesmo que o pH da solução CaCl2 fosse em si 7,4. Nos experimentos em que quantidades diferentes de cloretos de Ca e Mg foram adicionadas ao Empyreal e, em seguida, o pH foi ajustado para um alvo fixo de 7,0, a quantidade de NaOH necessária foi registrada. A Figura 8 mostra que o aumento significativo do NaOH necessário induzido pela adição de CaCl2. Para mover o pH da suspensão de proteínas na ausência de Ca, foram necessários cerca de 2 g de NaOH 1M (por 50 g de torta de Empyreal® ou cerca de 19,5 g de peso seco). A adição de 0,5% em peso de CaCl2 criou uma necessidade de mais 2 g de solução de NaOH. Superficialmente, o formato da curva de exigência de NaOH é semelhante à curva do efeito do CaCl2 na taxa de drenagem. O MgCl2 seguiu um padrão semelhante ao CaCl2 em seu efeito na alteração do pH (Figura 8). Isso é consistente com a ideia de que os íons Ca ou Mg estão deslocando prótons dos carboxilatos de proteínas que, por sua vez, devem ser neutralizados. Não houve efeito dos íons Na ou NH4 no pH quando NaCl ou (NH4)2SO4 foram utilizados para modificar as suspensões (dados não mostrados).

[0056] Com base nos resultados, esperava-se que o CaCl2 sozinho pudesse ter um efeito benéfico nas concentrações residuais de fumonisina e fornecer uma opção para evitar a modificação do pH. Um elemento do experimento projetado para testar o efeito do CaCl2 na taxa de drenagem foi examinar o efeito do CaCl2 na fumonisina residual. Neste experimento, três níveis de pH; como é, pH 6,5 e pH 7,0, foram direcionados. Foi nesse experimento que foi confirmado que o pH estava sendo modificado e, portanto, o direcionamento do pH falhou. No exame direto, os resultados mostram que a adição de CaCl2 somente teve pouco ou nenhum efeito benéfico sobre a fumonisina residual (Figura 9).

[0057] No entanto, quando os resultados são plotados considerando a variação do pH (Figura 10), um efeito do CaCl2 se torna aparente. À medida que o CaCl2 aumenta, o pH também diminui, com a diminuição significativa da fumonisina. Em outras palavras, é importante aumentar o pH no sistema e o CaCl2 diminui a quantidade de aumento de pH necessária.

Exemplo 5

[0058] Embora o NaOH seja uma base comum e simples de usar, ele aumenta o teor de sódio do produto da proteína do milho; geralmente é preferida a minimização de sódio. O hidróxido de cálcio (Ca (OH)2) é uma base alternativa que poderia ser usada e teria o benefício potencial de melhorar a taxa de drenagem. Um experimento foi projetado para testar esta base alternativa, tentando alcançar uma faixa de condições de pH.

[0059] Foi preparada uma suspensão a 10% de Ca(OH)2 em água. O limite de solubilidade do Ca (OH)2 é baixo, portanto a suspensão foi misturada continuamente durante o ajuste do pH. Uma amostra de 50 g de Empyreal® foi suspensa em cerca de 100 g de água (suficiente para fluidizar os sólidos). A suspensão foi homogeneizada para produzir uma suspensão uniforme e um peso conhecido da suspensão de Ca (OH)2 foi adicionado (ver Tabela 6). O pH foi medido e, se satisfatório, o peso total da amostra foi aumentado para 200 g e um temporizador foi iniciado (foi adicionada uma suspensão adicional de Ca (OH)2, se se desejasse um pH mais alto). Após 5 minutos, as taxas de drenagem foram registradas. Em duas amostras (pH ~ 6,5 e ~ 7,0), também foi adicionado CaCl2.

[0060] Comparação das taxas de drenagem das tortas preparadas com diferentes valores de pH (usando Ca (OH)2). Na penúltima linha, 1+ deve indicar que mais de 1 g foi usado, mas o valor exato foi desconhecido. Tabela 6

[0061] A fumonisina residual diminuiu com o pH conforme o esperado (Figura 12), mas o efeito do cálcio do Ca (OH)2 na taxa de drenagem foi leve ou inexistente. A Figura 11 mostra a drenagem baseada apenas na adição de NaOH para comparação. A adição de CaCl2 em conjunto com o Ca(OH)2 restaurou a maior parte da perda da taxa de drenagem. Aparentemente, a quantidade de Ca intrínseco real de Ca (OH)2 era muito baixa para superar o efeito do aumento do pH na drenagem.

[0062] Como mostra a Figura 11, a modificação do pH com Ca (OH)2 foi muito eficaz na remoção da fumonisina, com inúmeras amostras sem fumonisina detectável (limite de detecção de 0,1 ppm para componentes individuais). Para comparação, são mostrados os efeitos do NaOH sozinho e do NaOH em combinação com CaCl2.

Exemplo 6

[0063] A pasta de farelo de glúten de milho sem amido foi coletada do tambor Empyreal® "H" e mantida em um tanque de alimentação de filtração por tambor. O tanque foi agitado com um misturador e o conteúdo do tanque foi recirculado durante o processamento. O pH do tanque foi aumentado pela adição de 20% em peso de NaOH para atingir os valores de pH entre 6,5 e 7,0. O pH como ele é foi estimado como de cerca de 5,9 com base na análise típica da torta filtrada. O pH foi medido com uma sonda de pH portátil e 10% em peso de NaOH foi adicionado ao pH desejado. As quantidades necessárias de CaCl2 para atingir os níveis desejados foram adicionadas como sólidos e deixadas dissolver usando apenas a dispersão descrita anteriormente. A torta de glúten de milho sem amido foi coletada em um filtro a vácuo de tambor rotativo (Fabricante: Komline-Sanderson, modelo:Filtro a vácuo de tambor rotativo (unidade de escala piloto de 3' x 1')) com enxágue. A pasta sem amido foi alimentada no tambor a 1,2 gal/min a uma densidade de cerca de 1,016 g/mL. A água de enxágue suplementada com peróxido de hidrogênio ativo a uma concentração de 0,3% p/p foi aplicada a 0,12 gal/min (razão de lavagem = 1/10). Após a conclusão da desidratação a vácuo, a torta tratada foi congelada até o uso.

[0064] O isolado de proteína de milho foi preparado utilizando os métodos de WO/2016/154441. As amostras do produto final com proteína superior a 85% (base seca) foram analisadas no Trilogy Labs quanto à fumonisina e relatadas em ppm de fumonisina total.

[0065] Para ilustrar o efeito do processo, as amostras de isolado de proteína de milho preparadas antes das concentrações de fumonisina na colheita de milho (2015CY) são comparadas com amostras produzidas sem modificação (2016CY), apenas com ajuste de pH (2016CY + pH) e com ajuste de pH mais Ca (2016CY + pH + Ca) na Tabela 7. Os produtos produzidos a partir da colheita de milho de 2015 foram geralmente aceitáveis para uso em uma ampla variedade de situações alimentares e o ajuste do pH por si só foi suficiente para restaurar esse nível de utilidade. A adição de Ca aumentou ainda mais a remoção de fumonisina, expandindo os níveis de uso permitidos. A concentração total média de fumonisina de amostras de isolado de proteína de milho preparadas com farelo de glúten de milho preparado de duas colheitas (colhidas 2015 e 2016) e em que dois tratamentos (tratamento com pH e tratamento com pH+CaCl2 , respectivamente) foram aplicados aos materiais a partir da colheita de 2016. Os tratamentos no mesmo grupo não podem ser distinguidos com p = 0,05. N indica o número de amostras de proteína de milho produzidas nessa condição.

[0066] Tabela 7

Exemplo 7

[0067] Cinquenta gramas de amostras de Empyreal® congelado (60% de umidade) foram pesadas em frascos de 250 mL de Nalgene. A quantidade desejada de solução de CaCl2 a 10% foi pesada (Tabela 8) e a água foi adicionada a um peso total de 140 g. As amostras aqueceram naturalmente e depois foram homogeneizadas com um Biohomogenizador. Os frascos foram tarados e o pH foi ajustado com NaOH 1M e pesados novamente. O frasco foi reservado para incubar a temperatura ambiente. A suspensão foi separada em um funil Buchner de 15 cm com papel VWR 417 até a superfície começar a rachar. Uma lavagem com 60 g de água DI foi vertida sobre a superfície. A drenagem continuou até o fluxo essencialmente parar e a torta ser recuperada e pesada. O filtrado combinado foi coletado e pesado. As amostras da torta e do filtrado foram congeladas e depois liofilizadas.

[0068] Um projeto de resposta superficial foi preparado para testar os efeitos do pH e do Ca em três níveis. O projeto possui replicatas distribuídas por toda parte e é mostrado na Tabela 8. Os resultados deste exemplo são ilustrados na Figura 13. Tabela 8

Claims (9)

1. MÉTODO PARA REDUZIR FUMONISINA EM UM PRODUTO DE PROTEÍNA DE MILHO NA FORMA DE PASTA, caracterizado pelo fato de que compreende adicionar uma base ao produto de proteína de milho para ajustar o pH do produto de proteína de milho para uma faixa entre 5,75 a 7,5 para reduzir a fumonisina em pelo menos 70%, sendo que compreende ainda a adição de um sal catiônico divalente em combinação com a etapa de ajuste do pH.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pH é ajustado para uma faixa entre 6,25 a 7,5.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pH é ajustado para uma faixa entre 6,75 e 7.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de proteína de milho é um material de glúten de milho.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o produto de proteína de milho é concentrado de proteína de milho.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fumonisina é reduzida para uma quantidade menor que 1,5 ppm.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fumonisina é reduzida para uma quantidade menor que 0,5 ppm.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fumonisina é reduzida para uma quantidade menor que 0,2 ppm.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sal catiônico divalente é um sal de cálcio ou magnésio.