BRPI0806384A2

BRPI0806384A2 - método para a redução do teor de asparagina em um produto ou ingrediente alimentìcio e método para a redução da formação de acrilamida em produtos alimentìcios processados termicamente

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Publication number: BRPI0806384A2
Application number: BRPI0806384-2A
Authority: BR
Original assignee: Frito Lay North America Inc
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2011-09-06
Also published as: ZA200904984B; WO2008091821A3; TW200840488A; AU2008208045B2; EP2124622A2; RU2423875C2; EG25863A; CN101641021A; MX2009007950A; AU2008208045A1; WO2008091821A2; JP2010516283A; RU2009131997A; US20070141227A1; US7811618B2; CA2676330A1; AR065047A1; CA2676330C; CL2008000215A1; EP2124622A4

Abstract

MéTODO PARA A REDUçãO DO TEOR DE ASPARAGINA EM UM PRODUTO OU INGREDIENTE ALIMENTìCIO E MéTODO PARA A REDUçãO DA FORMAçãO DE ACRILAMIDA EM PRODUTOS ALIMENTìCIOS PROCESSADOS TERMICAMENTE Um método para a redução da quantidade de asparagina, um precursor da acrilamida, em produtos alimentícios que são processados termicamente. A presente invenção permite a fabricação de alimentos apresentando níveis significativamente reduzidos de acrilamida. O método se baseia no estabelecimento de contato de um alimento de batata tal como fatias de batata contendo asparagina, um precursor de acrilamida, com uma solução para lixiviamento para extrair a asparagina do alimento de batata. O processamento térmico das batatas lixiviadas resultará num produto de batata apresentando um nível mais baixo de acrilamida do que o de um produto de batata não-lixiviado,, termicamente processado.

Description

MÉTODO PARA A REDUÇÃO DO TEOR DE ASPARAGINA EM UM PRODUTO OU INGREDIENTE ALIMENTÍCIO E MÉTODO PARA A REDUÇÃO DA FORMAÇÃO DE ACRILAMIDA EM PRODUTOS ALIMENTÍCIOS PROCESSADOS

TERMICAMENTE ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Escopo Técnico

A presente invenção está relacionada a um método para a redução da quantidade de asparagina, um precursor da acrilamida em um produto alimentício. Esta invenção permite a fabricação de alimentos apresentando níveis significativamente reduzidos de acrilamida, e mais particularmente a invenção está direcionada a um método para o lixiviamento de pelo menos um precursor de acrilamida com um extrato que apresenta uma deficiência no precursor de acrilamida que está sendo lixiviado.

Descrição do Estado da Técnica

O produto químico acrilamida tem sido usado desde há muito tempo sob sua forma polimérica em aplicações industriais para o tratamento de água, recuperação de óleos refinados, fabricação de papel, floculantes, espessantes, processamento de minérios e tecidos que não precisam ser passados. A acrilamida participa como um sólido branco e cristalino, é inodora e é também altamente solúvel em água (2155 g/L a 30 °C). os sinônimos da acrilamida incluem 2-propenamida, etileno carboxamida, amida de ácido acrílico, amida de vinila e amida de ácido propenóico. A acrilamida apresenta uma massa molecular de 71,08, um ponto de fusão de 84,5°C e um ponto de ebulição de 125°C a uma pressão de 25 mmHg.

Em tempos recentes, uma ampla variedade de alimentos apresentaram resultados positivos quando testados para detectar a presença de monômero de acrilamida. Em especial, a acrilamida foi encontrada fundamentalmente em produtos alimentícios de carboidrato que foram aquecidos ou processados sob temperaturas elevadas. Exemplos de alimentos que apresentaram resultados de ensaio positivos para acrilamida incluem café, cereais, biscoitos, petiscos de batata, bolachas, batatas fritas à francesa, pães e bisnagas, e carnes empanadas fritas. Em geral, teores relativamente baixos de acrilamida foram encontrados em alimentos aquecidos ricos em proteína, enquanto teores relativamente elevados de acrilamida foram encontrados em alimentos ricos em carboidratos, comparados a níveis não-detectáveis em alimentos não-aquecidos e alimentos cozidos. Os níveis relatados de acrilamida encontrados em vários alimentos processados de maneira similar

PI0806384-2 incluem uma faixa de 330 - 2,300 ^g/kg) em petiscos de batata, uma faixa de 300 - 1100 ^g/kg) em batatas fritas à francesa, uma faixa de 120 - 180 ^g/kg) em petiscos de milho e níveis variando desde não detectáveis até 1400 ^g/kg) em vários cereais matinais.

Acredita-se atualmente que a acrilamida seja formada a partir da presença de aminoácidos e açúcares redutores. Por exemplo, acredita-se que uma reação entre asparagina livre, um aminoácido normalmente encontrado em vegetais crús, e açúcares redutores livres sejam responsáveis pela maior parte da acrilamida encontrada em produtos alimentícios fritos. A asparagina é responsável por aproximadamente 40% do total de aminoácidos livres encontrados em batatas cruas, aproximadamente 18% do total de aminoácidos livres encontrados em centeio de alto teor protéico, e aproximadamente 14% do total de aminoácidos livres encontrados no trigo.

A formação de acrilamida a partir de aminoácidos diferentes da asparagina é possível, porém ainda não foi confirmada com qualquer grau de certeza. Por exemplo, uma certa quantidade de formação de acrilamida foi relatada no ensaio de glutamina, metionina, cisteína e ácido aspártico como precursores. Estas descobertas são entretanto difíceis de confirmar, devido ao potencial de presença de impurezas de asparagina na matéria-prima de aminoácidos. A despeito disso, a asparagina foi identificada como sendo o aminoácido precursor mais responsável pela formação de acrilamida.

Visto que a presença de acrilamida nos alimentos é um fenômeno descoberto recentemente, o seu mecanismo de formação exato ainda não foi confirmado. Entretanto, acredita-se atualmente que a rota mais provável para a formação de acrilamida envolve uma reação de Maillard. A reação de Maillard tem sido reconhecida desde muito tempo na química alimentícia como sendo uma das reações químicas mais importantes no processamento de alimentos e pode afetar o sabor, a cor e o valor nutricional dos alimentos. A reação de Maillard requer calor, umidade, açúcares redutores e aminoácidos.

A reação de Maillard envolve uma série de reações complexas com um grande número de intermediários, mas pode em geral ser descrita como envolvendo três etapas. A primeira etapa de uma reação de Maillard envolve a combinação de um grupo de amina livre (oriundo de aminoácidos livres e/ou proteínas) com um açúcar redutor (tal como a glicose) para formar Produtos de rearranjo de Amadori ou Heyns. A segunda etapa envolve a degradação dos produtos de rearranjo de Amadori ou Heyns via diferentes rotas alternativas envolvendo deoxiosonas, fissão ou degradação de Strecker. Uma complexa série de reações - incluindo desidratação, eliminação, conversão em ciclo, fissão e fragmentação — resulta em um complexo de elementos intermediários de sabor e componentes de sabor. A terceira etapa de uma reação de Maillard é caracterizada pela formação de polímeros e co-polímeros nitrogêniosos marrons. Utilizando uma reação de Maillard como a rota provável para a formação de acrilamida, a Figura 1 ilustra uma simplificação das rotas suspeitas para a formação de acrilamida iniciando com asparagina e glicose.

Ainda não foi determinado se a acrilamida apresenta efeitos nocivos aos seres humanos, mas a sua presença nos produtos alimentícios, especialmente em níveis elevados, é indesejável. Conforme observado anteriormente, concentrações relativamente elevadas de acrilamida são encontradas em produtos alimentícios que foram aquecidos ou processados termicamente. A redução da quantidade de acrilamida nos referidos produtos alimentícios poderia ser realizada através da redução ou eliminação dos compostos precursores que formam a acrilamida, inibindo a formação de acrilamida durante o processamento do alimento, degradando ou fazendo reagir o monômero de acrilamida uma vez formado no alimento, ou removendo a acrilamida do produto antes de seu consumo. Por motivos facilmente compreensíveis, cada produto alimentício apresenta desafios específicos para a realização de qualquer uma das opções elencadas acima. Por exemplo, os alimentos que são fatiados e cozidos sob a forma de peças coerentes podem não ser facilmente misturáveis com diversos aditivos sem que para isso se destrua fisicamente as estruturas celulares que conferem aos produtos alimentícios as suas características distintivas quando cozidos. Outras necessidades de processamento para produtos alimentícios específicos podem de maneira similar fazer com que as estratégias para a redução do teor de acrilamida se tornem incompatíveis ou extremamente difíceis.

A título de exemplo, a Figura 2 ilustra métodos bem conhecidos no estado da técnica para a fabricação de petiscos de batata fritos a partir de matéria-prima de batatas cruas. As batatas cruas, que contêm cerca de 80% ou mais de água em massa, inicialmente procedem à uma etapa de descascagem 21. Depois que as cascas já foram retiradas das batatas cruas, as batatas são transportadas até uma etapa de fatiamento 22. A espessura de cada fatia de batata na etapa de fatiamento 22 depende da espessura desejada para o produto final. Um exemplo pertencente ao estado da técnica envolve o fatiamento de batatas numa espessura de cerca de 0,04 a cerca de 0,08 polegadas (0,1016 a 0,2032 cm). Estas fatias são então transportadas até uma etapa de lavagem 23, na qual o amido superficial em cada uma das fatias é removido com água. As fatias de batata lavadas são então transportadas até uma etapa de cozimento 24. Esta etapa de cozimento 24 tipicamente envolve a fritura das fatias numa fritadeira contínua sob uma temperatura de, por exemplo, cerca de 171 °C a cerca de 182 °C (340-360 °F) durante aproximadamente dois a três minutos. A etapa de cozimento geralmente reduz o nível de umidade do petisco para menos de 2% em massa. Por exemplo, um típico petisco de batata frito sai da fritadeira com aproximadamente 1-2% umidade em massa. Os petiscos de batata cozidos são então transportados até uma etapa de adição de tempero 25, onde os temperos são aplicados num tambor rotativo. Finalmente, os petiscos temperados seguem para uma etapa de embalagem 26. Esta etapa de embalagem 26 usualmente envolve a alimentação dos petiscos temperados a uma ou mais balanças que então direcionam os petiscos para uma ou mais máquinas verticais de moldagem, preenchimento e vedação para embalagem numa embalagem flexível. Uma vez embalado, o produto segue para distribuição e é comprado por um consumidor.

Ajustes secundários em algumas das etapas de processamento dos petiscos de batata descritas acima podem resultar em alterações significativas das características do produto final. Por exemplo, um prolongamento do tempo de permanência das fatias dentro da água na etapa de lavagem 23 pode resultar no lixiviamento de compostos das fatias que proporcionam ao produto final o seu sabor, cor e textura de batata. Tempos de permanência ou temperaturas de aquecimento aumentadas na etapa de cozimento 24 podem resultar em um aumento dos níveis de douramento de Maillard no petisco, assim como um teor de umidade mais baixo. Se for desejável incorporar ingredientes nas fatias de batata antes da fritura, pode se tornar necessário estabelecer mecanismos que proporcionem a absorção dos ingredientes adicionados nas porções interiores das fatias sem romper a estrutura celular do petisco ou lixiviar compostos benéficos da fatia.

Novamente a título de exemplo de produtos alimentícios aquecidos que representam desafios específicos para a redução dos níveis de acrilamida nos produtos finais, os petiscos também podem ser feitos de uma massa. O termo "petisco fabricado" significa um petisco alimentício que utiliza como seu ingrediente inicial algo que não seja o material inicial de amido original e inalterado. Por exemplo, petiscos fabricados incluem petiscos fabricados de batata que usam um produto de batata desidratada como matéria prima e petiscos de milho que usam uma farinha de massa como sua matéria prima. Observa-se aqui o fato de que o produto de batata desidratada pode ser farinha de batata, flocos de batata, grânulos de batata ou outras formas sob as quais se apresentem as batatas desidratadas. Quando qualquer um destes termos é utilizado no contexto do presente pedido de patente, deve ser entendido que todas estas variações estão incluídas. Voltando a fazer referência à Figura 2, um petisco de batata fabricado não requer a etapa de descascagem 21, a etapa de fatiamento 22 ou a etapa de lavagem 23. Ao invés disso, os petiscos fabricados de batata se iniciam com um produto de batata desidratada tal como flocos de batata. O produto de batata desidratada é misturado com água e outros ingredientes secundários para formar uma massa. Esta massa é então laminada e cortada antes de proceder-se a uma etapa de cozimento. A etapa de cozimento pode envolver fritura ou cozimento. Os petiscos então procedem para uma etapa de adição de tempero e uma etapa de embalagem. A mistura da massa de batata geralmente torna fácil a adição de outros ingredientes. Em contraste, a adição de tais ingredientes a um produto alimentício crú, tal como fatias de batata, requer que se desenvolva um mecanismo que permita a penetração dos ingredientes na estrutura celular do produto. No entanto, a adição de quaisquer ingredientes numa etapa de mistura precisa ser feita com a consideração de que os ingredientes podem afetar negativamente as características de laminação da massa assim como as características do petisco final.

Seria desejável desenvolver um ou mais métodos para a redução do nível de acrilamida no produto final de alimentos aquecidos ou processados termicamente. Idealmente, um processo como este deveria reduzir substancialmente ou eliminar a acrilamida no produto final sem afetar negativamente a qualidade e as características do produto final. Além disso, o método deveria ser fácil de implementar e, preferencialmente, acrescentar pouco ou nenhum custo ao processo como um todo.

A Patente dos Estados Unidos da América do Norte Número 3.934.046 ("Weaver") não aborda especificamente um método para a redução da formação de acrilamida, no entanto seus ensinamentos são pertinentes na solução do problema em pauta. E sabido no estado da técnica que o douramento de alimentos processados termicamente é causado em parte pelo aquecimento de aminoácidos, tais como a asparagina, em presença de açúcares redutores. Conforme explicado em Weaver, "a tendência ao douramento dos tubérculos aumenta na medida em que o teor de açúcares redutores aumenta. Também foi demonstrado que os açúcares redutores reagem com os componentes nitrogenosos das batatas, gerando produtos de reação de coloração escura." Weaver ensina que o lixiviamento de pedaços de batata crua com água quente reduz o douramento que ocorre na fase de cozimento. Weaver, no entanto, também explica o efeito indesejável do lixiviamento meramente com água quente: "no caso dos petiscos de batata, o lbciviamento com água quente não é empregado porque a textura e o sabor são quase que completamente destruídos sob as condições necessárias para prevenir adequadamente o escurecimento." Isto se dá porque a água lixivia todos os componentes das fatias de batata para os quais existe um gradiente de concentração entre a matéria prima de batata e a água. Consequentemente, todos os açúcares e aminoácidos são lixiviados indiscriminadamente a partir da matéria prima de batata.

Embora Weaver não tenha abordado diretamente a redução dos níveis de acrilamida em alimentos processados termicamente, o conceito geral revelado por Weaver dos lixiviamento dos pedaços de batata pode ser aperfeiçoado e aplicado ao presente problema de redução da formação de acrilamida. Seria portanto útil a disponibilização de um método para a redução da formação de acrilamida em alimentos processados termicamente através do lixiviamento do precursor das acrilamidas de de forma seletiva a partir de pedaços de alimento cru sem afetar substancialmente a textura e o sabor do alimento. Tal método idealmente deveria requerer a remoção dos precursores de acrilamida lixiviados do extrato de lixiviamento com o objetivo de reutilizar o extrato de lixiviamento.

Sumário da Invenção

A presente invenção constitui um método para a redução da quantidade de asparagina em produtos de batata compreendendo numa incorporação: disponibilização contínua de um alimento de batatas essencialmente não tratadas apresentando uma primeira concentração de asparagina e lixiviamento da asparagina para for a do referido alimento de batatas não tratadas com um extrato de batatas deficiente em asparagina, formando desta maneira um extrato pós-lixiviamento contendo asparagina, assim como batatas tratadas apresentando uma segunda concentração de asparagina que é menor do que a referida primeira concentração. Numa determinada incorporação, o método compreende adicionalmente a remoção da asparagina do referido extrato pós-lixiviamento com pelo menos uma unidade para remoção de asparagina, regenerando desta maneira o referido extrato de batatas deficiente em asparagina e reutilizando o referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

Numa incorporação, o extrato pós-lixiviamento pode ser regenerado para reduzir o teor de asparagina ou de outros precursores de acrilamida através de um ou mais métodos tais como a utilização de uma enzima, tal como a asparaginase, para degradar o precursor de acrilamida asparagina nos produtos de reação para reduzir a concentração de precursor. Os produtos de reação resultantes podem então ser removidos em operações subsequentes da unidade. Um outro método que pode ser empregado para remover o precursor de acrilamida é utilizar uma resina trocadora de Numa outra incorporação, o líquido de lixiviamento é vibrado por meio de ultra-som enquanto está em contato com os pedaços de batata. Numa outra incorporação, os precursores de acrilamida, juntamente com outros compostos solúveis em água, são lixiviados de forma não-seletiva dos pedaços de batata crua por água pura, numa primeira etapa de contato. A seguir, os precursores de acrilamida são removidos do extrato de lixiviamento, e os compostos desejáveis anteriormente lixiviados são então restituídos aos pedaços de batata em uma segunda etapa de contato.

Numa incorporação, a invenção proporciona um método para a redução do teor de asparagina num ingrediente alimentício compreendendo as etapas de provisão de um ingrediente alimentício apresentando uma primeira concentração de asparagina, lixiviamento de forma seletiva da asparagina para for a do referido ingrediente alimentício com um extrato alimentício deficiente em asparagina, tal que o referido ingrediente alimentício apresente uma segunda concentração de asparagina que seja menor do que a referida primeira concentração. As características e vantagens da presente invenção, assim como características e vantagens adicionais da presente invenção ficarão aparentes na descrição detalhada por escrito apresentada a seguir.

Breve Descrição das Figuras

Os aspectos inovadores que se acredita serem característicos da da presente invenção são apresentados no quadro reivindicatório apenso. A invenção propriamente dita, no entanto, assim como um modo de uso preferencial, objetivos e vantagens adicionais da mesma, poderá ser entendida da melhora maneira possível por meio de referência à seguinte descrição detalhada de incorporações ilustrativas quando lida em conjunto com as figuras em anexo, nas quais:

A Figura 1 é uma ilustração esquemática das supostas vias químicas para a formação de acrilamida;

A Figura 2 é uma ilustração esquemática das etapas de processamento dos petiscos de batata de acordo com o estado da técnica;

A Figura 3 é um gráfico ilustrando, no eixo-y em partes por bilhão ("ppb"), as concentrações de acrilamida de amostras de ensaio de batata que foram fritas após estabelecer contato de diversas maneiras descritas ao longo do eixo-x, assim como o teor de umidade final em massa;

A Figura 4 é um gráfico comparando os resultados originais da Figura 3 com os resultados da Figura 3 após a normalização para um teor de umidade de cerca de 1,32% em massa; A Figura 5 é um gráfico ilustrando a relação entre a concentração de acrilamida e o teor de umidade do produto final frito onde a concentração de acrilamida em ppb está apresentada no eixo-y, e o teor de umidade percentual em massa está apresentado no eixo-x;

A Figura 6 é um gráfico ilustrando a relação entre a concentração de acrilamida e o teor de umidade do produto final cozido onde a concentração de acrilamida em ppb está apresentada no eixo-y, e o teor de umidade percentual em massa está apresentado no eixo-x;

A Figura 7a é um gráfico ilustrando as concentrações de acrilamida amostras de ensaio de batata que foram previamente fritas e então secas ao forno sob uma temperatura de cerca de 120 °C (250 °F) após vários métodos de contato, onde as concentrações de acrilamida estão indicadas no eixo-y em ppb, e os diversos métodos de contato estão indicados no eixo-x;

A Figura 7b é um gráfico ilustrando os seis últimos pontos de dados da Figura 7a numa escala de concentração de acrilamida mais estreita;

A Figura 8é um gráfico ilustrando os dados da Figura Ia após a normalização dos dados de fritura prévia para um nível de umidade de cerca de 3,13% em massa e a normalização dos dados de secagem ao forno para um nível de umidade de cerca de 1,25% em massa;

A Figura 9 é um gráfico ilustrando no eixo-y em ppb: (1) os níveis de acrilamida de amostras de ensaio de batata que foram colocadas em contato de diversas maneiras ilustradas no eixo-x, e então pré-fritas sob uma temperatura de cerca de 178 0C (353 °F), e (2) os níveis de acrilamida destas mesmas amostras de ensaio de batata depois de secas ao forno sob uma temperatura de cerca de 176 0C (350 °F), normalizadas para um nível de umidade de cerca de 0,76% em massa;

A Figura 10 é uma tabela ilustrando as condições operacionais e os resultados de um experimento no qual uma amostra de controle de fatias de batata foi frita sob pressão atmosférica até atingir cerca de 1,4% de umidade em massa, e uma amostra de ensaio que foi frita sob pressão atmosférica até atingir cerca de 2,5% de umidade em massa, sendo em seguida submetida a secagem ao forno até atingir cerca de 1,4% de umidade em massa;

A Figura 11 é um gráfico ilustrando as condições operacionais e resultados de diversos experimentos nos quais uma amostra de controle de fatias de batata foi rita sob pressão atmosférica até alcançar cerca de 0,8% de umidade em massa, e quatro amostras de ensaio foram pré-fritas sob pressão atmosférica até alcançar cerca de 3-10% de umidade em massa, sendo então fritas a vácuo em baixa temperatura até alcançar menos de 1 % de umidade em massa; e A Figura 12 é um gráfico ilustrando as condições operacionais e os resultados de sete experimentos nos quais quatro amostras de ensaio foram fritas sob pressão atmosférica em óleo com temperaturas iniciais na faixa entre cerca de 165 0C e cerca de 180 0C (329 °F-356 °F) durante cerca de 3-4 minutos, e três amostras de ensaio que foram fritas à vácuo em baixa temperatura durante cerca de 4-10 minutos sob temperaturas na faixa de cerca de 100 0C a cerca de 140 0C (212 0F-284 °F) e pressões na faixa de cerca de 50 a cerca de 100 milibares.

A Figura 13a é um diagrama de ilustração esquemática de um sistema e método para o lixiviamento de asparagina para for a de um fluxo contínuo de pedaços de batata crua de acordo com uma incorporação da presente invenção;

A Figura 13b é um diagrama de ilustração esquemática de uma unidade e método para regeneração de uma unidade removedora de precursores saturada com precursores de acrilamida de acordo com uma outra incorporação da presente invenção;

A Figura 14 é um diagrama de ilustração esquemática de um sistema e método para o lixiviamento de forma não-seletiva de compostos solúveis em água de um fluxo contínuo de pedaços de batata crua para dentro de uma corrente de água, remoção da asparagina da corrente de água e restituição de alguns dos compostos solúveis em água anteriormente lixiviados aos pedaços de batata de acordo com uma outra incorporação da presente invenção; e

A Figura 15 é um diagrama de ilustração esquemática de um sistema e método para a adição de uma enzima ao extrato de-amidoado pós-lixiviamento para prover uma solução deficiente em precursor de acrilamida, colocação em contato de alimento cru ou pedaços de batata não-tratados apresentando uma concentração original de asparagina na solução deficiente em precursor de acrilamida para preferencialmente lixiviar o precursor de acrilamida para for a dos pedaços de alimento não tratados tal que os pedaços de alimento cru apresentem uma concentração de asparagina reduzida que seja menor do que a concentração original, e remoção dos pedaços de alimento tratado da unidade de extração.

Descrição Detalhada da Invenção

A formação de acrilamida em alimentos processados termicamente requer uma fonte de carbono e uma fonte de nitrogênio. Considera-se a hipótese de que o carbono seja disponibilizado por uma fonte de carboidrato e o nitrogênio seja disponibilizado por uma fonte de proteína por uma fonte de aminoácido. Muitos ingredientes alimentícios de origem vegetal tais como arroz, trigo, milho, cevada, soja, batata e aveias contém asparagina e são fundamentalmente carboidratos apresentando componentes aminoácidos secundários. Tipicamente, tais ingredientes alimentícios apresentam um pequeno conjunto de aminoácidos, que contêm outros aminoácidos além da asparagina. Existem vinte aminoácidos padrão que constituem a base construtiva das proteínas e podem ser encontrados nestes ingredientes alimentícios incluindo, embora não limitado a, lisina, alanina, asparagina, glutamina, arginina, histidina, glicina e ácido aspártico.

A expressão "processado termicamente" significa um alimento ou ingredientes alimentícios onde os componentes do alimento, tais como uma mistura de ingredientes alimentícios, são aquecidos até que o alimento alcance temperaturas de pelo menos 120 0C sob pressão ambiente. O processamento térmico também pode abranger temperaturas mais baixas sob pressões abaixo da atmosférica. O ingrediente alimentício pode ser processado separadamente sob uma temperatura elevada antes da formação do produto alimentício final. Conforme descrito no presente documento, os alimentos processados termicamente incluem, a título de exemplo e sem limitação, todos os alimentos anteriormente listados como exemplos de petiscos fabricados e alimentos fabricados, assim como batatas fritas à francesa, inhame frito, outros tubérculos ou materiais de raiz, vegetais cozidos incluindo aspargos, cebolas e tomates cozidos, grãos de café, grãos de cacau, carnes cozidas, frutas e vegetais desidratados, ração animal processada termicamente, tabaco, chá, castanhas torradas ou cozidas, grãos de soja, melaço, molhos tais como molho de churrasco, petiscos de banana da terra, petiscos de maçã, bananas fritas e outras frutas cozidas. Exemplos de ingredientes alimentícios processados termicamente incluem aveias processadas, arroz parbolizado e seco, produtos de soja cozidos, massa de milho, grãos de café torrados e grãos de cacau torrados.

De forma alternativa, os ingredientes alimentícios crús podem ser usados no preparo do produto alimentício final onde a fabricação do produto alimentício final inclui uma etapa de aquecimento térmico. Um exemplo de processamento de matéria prima no qual o produto alimentício final resulta de uma etapa de aquecimento térmico é a manufatura de petiscos de batata a partir de fatias de batata cruas por meio de uma etapa de fritura sob uma temperatura desde cerca de 120 0C até cerca de 220 0C ou a produção de batatas fritas à francesa ou outros produtos alimentícios fritos sob temperaturas similares.

De acordo com a presente invenção, no entanto, observou-se a ocorrência de uma significativa formação de acrilamida quando o aminoácido asparagina é aquecido em presença de um açúcar simples. O aquecimento de outros aminoácidos tais como lisina e alanina em presença de um açúcar simples tal como glicose não conduz à formação de acrilamida. No entanto, surpreendentemente, a presença de asparagina com um outro aminoácido, tal como lisina, em presença de um açúcar simples provoca um aumento na formação de acrilamida que é muito maior do que quando a asparagina é o único aminoácido presente.

Uma vez estabelecida a rápida formação de acrilamida quando a asparagina é aquecida em presença de um açúcar simples, a redução de acrilamida em alimentos processados termicamente pode ser alcançada através da desativação da asparagina. Por "desativar" se entende remover a asparagina do alimento ou tornar a asparagina não-reativa ao longo da rota de formação de acrilamida por meio de uma conversão ou ligação a um outro produto químico que interfere com a formação de acrilamida a partir da asparagina.

Um dos referidos métodos para desativamento consiste em estabelecer contato entre a asparagina e a enzima asparaginase. Esta enzima decompõe a asparagina em ácido aspártico e amônia. A asparagina também pode ser desativada como o precursor de acrilamida num alimento processado termicamente através de lixiviamento. A solubilidade da asparagina numa solução aquosa pode ser facilitada quando o pH da solução é mantido ligeiramente ácido ou ligeiramente básico, preferencialmente entre um pH de cerca de 5 e cerca de 6,5 e entre cerca de 7,5 e cerca de 9,0 sob temperatura ambiente. A solubilidade da asparagina também pode ser facilitada por meio da disponibilização de uma temperatura elevada de entre cerca de 100 0F (37 °C) e cerca de 150 °F. A asparagina pode ser adicionalmente desativada como o precursor da acrilamida num alimento processado termicamente por meio de fermentação. A asparagina também pode ser incorporada nas proteínas para desativar a asparagina como um precursor para a acrilamida. A asparagina pode ser adicionalmente desativada como o precursor da acrilamida por meio da adição de um sal redutor de pH tal como lactato de cálcio, cloreto de cálcio ou maleato de cálcio.

Outras técnicas ficarão evidentes para aqueles versados na técnica para efetuar a desativação da asparagina de uma maneira que interfere com a formação de acrilamida. Com níveis de asparagina mais baixos no ingrediente alimentício ou no produto alimentício antes do processamento térmico, o nível de acrilamida no alimento processado final ficará dramaticamente reduzido.

Exemplo:

A redução da formação de acrilamida quando asparagina e glicose são aquecidos em presença da enzima asparaginase é demonstrada no exemplo apresentado a seguir. A enzima asparaginase foi dissolvida em uma solução tampão cerca de 0,05 M de ácido tris-hidroclórico num

11 pH 8,6 para gerar uma solução ativa de asparaginase . uma solução de controle de asparaginase também foi gerada por meio do aquecimento de uma porção da solução ativa de asparaginase sob uma temperatura de cerca de 100°C durante cerca de 20 minutos para desativar a enzima. Na solução de controle, cerca de 0,2 gramas glicose, cerca de 0,1 grama de asparagina e cerca de 20 mililitros da solução aquecida de asparaginase foram combinados dentro de um frasco com 20 ml de espaço vazio. No experiemento com a enzima ativa, cerca de 0,2 gramas de glicose, cerca de 0,1 gramas de asparagina e cerca de 20 mililitros de solução ativa de asparaginase foram combinados em um frasco com 20 ml de espaço vazio. A quantidade de enzima no frasco era de cerca de 250 unidades de enzima. As misturas com o controle e a enzima ativa foram processadas juntas e em duplicado. Os frascos foram mantidos sob uma temperatura de cerca de 37°C durante cerca de 2 horas, sendo em seguida colocados dentro de um forno sob uma temperatura de cerca de 80°C durante cerca de 40 horas para evaporar até a secagem completa. Após o aquecimento, cerca de 0,2 ml de água foram adicionados em cada frasco. Os frascos foram então aquecidos dentro de um forno de cromatógrafo de gás o seguinte perfil de temperatura: partindo de uma temperatura inicial de cerca de 40°C; aqueceu-se num ritmo de cerca de 2Ó°C por minuto até cerca de 200°C; e manteve-se sob uma temperatura de cerca de 200°C durante cerca de 2 minutos antes de proceder ao resfriamento até cerca de 40°C. As misturas de reação foram então extraídas com cerca de 50 ml de água e o teor de acrilamida na água foi medido por meio de cromatografia gasosa-MS. Os valores medidos se encontram listados na Tabela 1 abaixo:

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Tabela 1: Formação de Acrilamida em Presença de Asparaginase e Glicose

Conforme pode ser observado, o tratamento do sistema com uma enzima que decompõe a asparagina em ácido aspártico e amônia reduziu a formação de acrilamida em mais de 99.9%. Este experimento estabelece que a redução da concentração de asparagina, ou a natureza reativa da asparagina, irá reduzir a formação de acrilamida.

Além do desativamento da asparagina, ingredientes alimentícios de origem vegetal também podem ser obtidos de plantas que são cultivadas e selecionadas por apresentar níveis de asparagina que sejam mais baixos do que aqueles de outras plantas similares. A redução na quantidade de asparagina no ingrediente alimentício de origem vegetal será refletida na quantidade de acrilamida que é formada sob as mesmas condições de tratamento térmico.

Os dados acima demonstram que a redução de acrilamida pode ser obtida por meio do uso de aditivos tais como a asparaginase. No entanto, investigações sobre os efeitos das várias operações unitárias ou etapas de processamento na formação de acrilamida em produtos alimentícios acabados também revelou resultados interessantes. Estes resultados demonstram uma capacidade para modificar uma ou mais operações unitárias em qualquer processo do estado da técnica para a fabricação de um produto alimentício tal que o produto alimentício cozido resultante apresente uma concentração de acrilamida reduzida. Por "concentração de acrilamida reduzida" se entende uma concentração de acrilamida que seja mais baixa do que a concentração que se haveria formado durante um processo do estado da técnica não modificado para o cozimento daquele produto alimentício particular em questão. Os termos "redução da concentração de acrilamida," "concentração de acrilamida reduzida" e "nível reduzido de acrilamida" são todos utilizados de forma intercambiável no presente pedido de patente. Para as finalidades do presente pedido de patente, "operações unitárias" significa um segmento definível de um método geral para a fabricação de um produto alimentício. Por exemplo, fazendo referência à Figura 2, cada uma das etapas de processamento do petisco de batata (a etapa de descascagem 21, a etapa de fatiamento 22, a etapa de lavagem 23, a etapa de cozimento 24, a etapa de adição de tempero 25 e a etapa de embalagem 26) é considerada uma operação unitária separada com respeito ao processo como um todo de fabricação de um produto alimentício de petisco de batata.

Um primeiro exemplo da manipulação de uma operação unitária envolve a etapa de lavagem 23 (ilustrada na Figura 2) de petiscos de batata fabricados por meio do fatiamento de uma matéria-prima de batatas cruas. O método do estado da técnica para lavagem das fatias envolve o enxágue dos petiscos com água em temperatura ambiente. O tempo médio de permanência de cada petisco nesta água de enxágue de acordo com o estado da técnica é tipicamente de menos de cerca de 60 segundos, dependendo do tipo de equipamento utilizado.

A Figura 3 ilustra como a operação unitária de lavagem do petisco pode ser manipulada tal que os níveis de acrilamida no produto de petisco acabado podem ser ajustados. De acordo com a presente invenção, a etapa de lavagem 23 pode ser manipulada para compreender uma etapa de colocação em contato, onde um fluxo contínuo de fatias de batata é colocado em contato com uma solução aquosa durante tempos de permanência e sob temperaturas que diferem daquelas usadas na etapa de lavagem do estado da técnica. A Figura 3 é um gráfico ilustrando na margem esquerda (do ponto de vista do observador) o eixo vertical ou eixo-y, a quantidade de acrilamida ("AA") em partes por bilhão ("ppb") encontrada no produto acabado de petisco de batata. O eixo vertical à direita ou eixo-y do gráfico na Figura 3 ilustra o teor percentual de umidade em massa no produto de petisco acabado. O nível de acrilamida está representado no gráfico através de barras verticais, ao passo em que o nível percentual de umidade se encontra representado pela linha de plotagem. O eixo horizontal ou eixo-x do gráfico ilustrado na Figura 3 lista várias alterações de parâmetros de processamento feitas nas operações unitárias de lavagem de um processo de fabricação de petisco de batata. O tempo e a temperatura de cozimento foram idênticos para todas as séries de produção refletidas na Figura 3. Especificamente, cada amostra foi frita sob uma temperatura de cerca de 178 °C (353 °F) durante cerca de 120-140 segundos. Consequentemente, o nível de umidades do produto final tendeu a variar.

A título de comparação com os resultados ilustrados na Figura 3, a etapa de lavagem do estado da técnica descrita acima, utilizando matéria prima de petiscos de batata fatiada numa espessura de 0,05 polegadas (0,127 cm) frita sob uma temperatura de cerca de 178°C (353 0F) durante cerca de 120-140 segundos, resulta num produto acabado apresentando um nível de acrilamida de cerca de 300-500 ppb (que pode ser mais alto dependendo do teor de glicose e de outras variáveis da matéria prima de batata) e um nível de umidade final em massa de cerca de 1,4%. Este resultado do estado da técnica é bastante similar ao primeiro ponto de dado 31 encontrado no gráfico ilustrado na Figura 3, que representa o ponto de dado básico e envolve uma etapa de lavagem com um tempo de permanência na água para as fatias de batata de dois a três minutos. Mantendo-se todos os demais parâmetros no processamento do petisco de batata, esta pequena alteração na operação unitária de lavagem não resulta em qualquer alteração observável do nível de acrilamida (aproximadamente 330 ppb) ou do nível de umidade do produto acabado (aproximadamente 1,35%), se comparado ao produto acabado de acordo com a etapa de lavagem do estado da técnica.

O próximo ponto de dado 32 ilustrado no gráfico da Figura 3 reflete uma mudança na etapa de lavagem que compreende a colocação em contato das fatias de batata com água como a solução aquosa, aumento do tempo de contato da solução aquosa com as fatias de batata para dez minutos e aumento da temperatura da solução aquosa desde a temperatura ambiente até cerca de 38 °C (100 0F). Este ajuste resulta numa redução do teor de acrilamida no produto acabado para aproximadamente 210 ppb e uma redução no nível de umidade do produto acabado para menos de 1% em massa. É interessante observar que o terceiro ponto de dado 33 reflete o fato de que o aumento da temperatura da solução aquosa (novamente, água) para cerca de 54 0C (130 °F) com um tempo médio de contato de cinco minutos não resultou numa redução apreciável dos níveis de acrilamida no produto acabado. Em contraste, o quarto ponto de dado 34 demonstra uma redução apreciável dos níveis de acrilamida no produto final (abaixo de 100 ppb) quando a operação unitária de lavagem envolve uma etapa de colocação em contato que oferece um minuto de contato com uma solução aquosa compreendendo água sob uma temperatura de cerca de 82 0C (180 °F). No entanto, o nível de umidade do produto de petisco final foi de quase 1,8%. O quinto ponto de dado 35 reflete o fato de que a utilização de uma solução de L-Cisteina a 1% como a solução aquosa, sob temperaturas ambientes e durante quinze minutos, reduz o nível de acrilamida no produto final para menos de 250 ppb.

No gráfico ilustrado na Figura 4, os resultados do experimento ilustrados na Figura 3 (o primeiro de cada par de barras verticais) estão normalizados para representar os níveis de acrilamida que poderiam ser esperados caso as amostras de ensaio fossem fritas até alcançar o mesmo nível de umidade padronizado (o segundo de cada par de barras verticais). Assumindo-se que a alteração percentual no nível de acrilamida seja inversamente proporcional à alteração percentual no nível de umidade quando os níveis de umidade são baixos, os resultados dos dados de ensaio ilustrados na Figura 3 podem ser normalizados multiplicando-se os níveis efetivos de acrilamida pelo percentual de alteração dos níveis de umidade requeridos para atingir o nível de umidade final da amostra de base/padrão. A normalização dos dados de experimento para o mesmo nível de umidade permite que se compare com um maior grau de precisão a eficácia relativa de cada método de contato na redução da formação de acrilamida.

Voltando a fazer referência à Figura 4, o eixo vertical eixo-y é novamente rotulado em ppb de acrilamida encontrada no produto acabado. O eixo horizontal ou eixo-x é rotulado para mostrar os parâmetros de cada ponto de dado. Na Figura 4, cada ponto de dado ilustra um par de barras verticais, as barras na margem esquerda de um par são importadas da Figura 3 enquanto que as barras na margem direita de um par refletem os resultados esperados dos mesmos parâmetros do processo de contato se o produto final fosse frito até um nível de umidade uniforme ou padronizado de 1,32%. Mais uma vez, o primeiro ponto de dado 41 é a amostra de base envolvendo uma lavagem de dois a três minutos em água sob temperatura ambiente. O segundo ponto de dado 42 envolve a etapa de contato de acordo com a presente invenção, onde as fatias de batata são colocadas em contato com uma solução aquosa compreendendo água sob uma temperatura de cerca de 38 0C (100 °F) durante um intervalo de contato de dez minutos de duração. A barra na margem esquerda novamente reflete que o referido contato seguido por fritura a aproximadamente 178 0C (353 °F) durante cerca de 120-130 segundos resultará em pouco mais de 200 ppb de acrilamida no produto acabado e um produto acabado apresentando um nível de umidade de menos de 1%. No entanto, a barra na margem direita demonstra que se um petisco assim colocado em contato fosse frito até um nível de umidade padronizado de 1,32%, o nível de acrilamida projetado cairia para aproximadamente 150 ppb.

Um resultado similar desejável ocorre com respeito ao terceiro ponto de dado 43, ao passo em que o quarto ponto de dado 44 reflete que a redução do nível de umidade do produto acabado aumenta ligeiramente o nível de acrilamida encontrado. É interessante observar que o último ponto de dado 45 reflete significativa redução de acrilamida quando se utiliza uma solução aquosa compreendendo L-Cisteina a 1% e um tempo de contato de quinze minutos. Além disso, um nível de acrilamida particularmente baixo é projetado para um nível de umidade final do petisco de 1,32% em massa. Também é interessante observar que o nível de acrilamida projetado para fatias de batata colocadas em contato com L-Cisteina a 1% por um tempo de contato de quinze minutos é aproximadamente igual ao nível projetado para fatias colocadas em contato com uma solução aquosa compreendendo água durante dez minutos sob uma temperatura de cerca de 38 0C (100 °F).

A redução de acrilamida também pode ser alcançada de outras maneiras. Como a asparagina parece ser o principal precursor da acrilamida, é desejável remover a asparagina antes de cozinhar os pedaços de batata tal que a formação de acrilamida se reduza no produto cozido final. Uma incorporação da presente invenção compreende um método para a remoção da asparagina utilizando um extrato de batatas deficiente em asparagina ou uma solução para lixiviar a asparagina para for a de pedaços de batata crua antes do cozimento. Deve ser observado que os termos 'precursor' e 'asparagina' podem ser utilizados de maneira intercambiável na presente descrição, visto que a asparagina foi identificada como o único precursor mais diretamente ligado à formação de acrilamida. No entanto, a invenção pode de forma similar ser utilizada para remover qualquer precursor específico identificado como necessário para a formação de acrilamida. O lixiviamento de componentes nas fatias de batata pelo extrato de batatas ou a corrente de lixiviamento ocorre para aqueles componentes para os quais existe um gradiente de concentração entre a matéria solúvel nas fatias de batata e o extrato de batatas ou a corrente de corrente de lixiviamento. O pode ser obtido de forma seletiva por meio de um extrato de batatas que é deficiente no precursor de acrilamida a ser removido, porém apresenta níveis de concentração de outras matérias solúveis desejáveis ou solutos que se encontram próximas de ou em equilíbrio com os correspondentes níveis de concentração nas fatias de batata. No contexto do presente documento 'equilíbrio' significa uma de duas condições: (1) as concentrações aquosas de um soluto em particular são substancialmente as mesmas tanto no extrato quanto nas batatas; ou (2) o extrato está saturado e não pode absorver mais daquele soluto em particular. Conforme empregado no presente documento, o termo matéria solúvel desejável é definido como sendo qualquer composto de batata natural solúvel, que não sejam açúcares redutores, que não seja um precursor de acrilamida.

Um exemplo de lixiviamento seletivo envolve a fabricação do extrato de batatas deficiente em asparagina, seguida da colocação em contato das fatias de batata cruas com o extrato de batatas deficiente em asparagina para lixiviar de forma seletiva a asparagina para for a das fatias de batata cruas. Numa determinada incorporação, o lixiviamento é aumentado ainda mais por meio de vibração ultrasônica do extrato de batatas enquanto o extrato de batatas está em contato com as fatias de batata. Se desejado, o extrato de batatas ou a corrente de lixiviamento pode ser tratada para remover os precursores lixiviados de acrilamida tal que o extrato de batatas ou a corrente de lixiviamento possa ser reciclada para uso contínuo no lixiviamento de mais fatias de batata.

Realizaram-se ensaios para determinar os níveis de asparagina em fatias de batata banhadas em diferente soluções para diferentes tempos de permanência. Doze ensaios separados e um ensaio de controle foram executados. A amostra de controle consistia de uma fatia de batata fresca, não-embebida. Os doze ensaios consistiram do embebimento das fatias de batata em quatro diferente soluções por três diferentes tempos de permanência. Os resultados estão resumidos na Tabela 2 abaixo.

<table>table see original document page 18</column></row><table> <table>table see original document page 19</column></row><table> Tabela 2: Redução de Asparagina das Fatias de Batata Embebidas em Extrato de Batatas.

Cada lote do extrato de batatas se iniciou com cerca de 800 gramas de fatias de batata descascadas e cerca de 1500 ml de água colocados dentro de um liqüidificador e transformados em um extrato de batatas não filtrado. O extrato não filtrado foi então filtrado à vácuo através de um papel de filtro de laboratório com um tamanho de malha de 20 a 25 micrômetros para remover os sólidos.

O extrato filtrado foi adicionalmente concentrado por meio da repetição das etapas do parágrafo acima, porém ao invés da adição de cerca de 800 gramas de fatias de batata descascadas a cerca de 1500 ml de água, os 800 gramas de fatias de batata foram adicionados ao extrato filtrado. Este processo foi repetido diversas vezes para acumular a concentração de matéria solúvel desejável no extrato de batatas para minimizar a quantidade de matéria solúvel desejável que foi lixiviadapara for a das fatias de batata.

O extrato de batatas filtrado foi em seguida aquecido até uma temperatura de 120 0F. Cerca de 340 microlitros de asparaginase apresentando 14,280 unidades/ml foram adicionados a 1500 ml de extrato de batatas para resultar num extrato de batatas deficiente em asparagina apresentando cerca de 4844 unidades de asparaginase. Obviamente, outros níveis de asparaginase podem ser usados, e numa incorporação cerca de 3,000 unidades a cerca de 100,000 unidades de asparaginase foram usados por quilograma de batatas cruas no total utilizado para fabricar o extrato de batatas deficiente em asparagina. Níveis de asparaginase mais baixos podem ser utilizados, porém mais tempo pode ser requerido para alcançar os níveis reduzidos desejados de asparagina no extrato de batatas deficiente em asparagina. Níveis mais elevados de asparaginase pode ser usados, porém podem apresentar custo proibitivo em incorporações comerciais.

Todas as amostras de fatias de batata apresentaram um teor de sólidos de cerca de 17,6% e foram descascadas e fatiadas. As amostras de controle não foram colocadas em nenhuma solução e as outras amostras foram colocadas em cada uma das quatro soluções representadas na Tabela 2 acima (água, água + asparaginase, extrato de batatas, extrato de batatas + asparaginase) que foram mantidas a 120 0F durante cerca de 15, cerca de 40 e cerca de 60 minutos e foram então ensaiadas para determinar o teor de asparagina. Os resultados do ensaio apresentados na Tabela 2 acima ilustram o fato de que o extrato de batatas é mais eficaz do que a água na remoção da asparagina das fatias de batata. Além disso, como a asparagina foi removida de forma seletiva das fatias de batata, o grave comprometimento da textura e do sabor oriundo do uso de lixiviamento com água quente conforme o estado da técnica não ocorre porque os níveis de açúcares redutores e outras matérias solúveis desejáveis nas fatias de batata permanecem em níveis aceitáveis. Consequentemente, uma incorporação da presente invenção compreende a disponibilização de um extrato de batatas deficiente em asparagina e a colocação em contato de batatas tais como batatas fatiadas apresentando uma primeira concentração de asparagina com o extrato de batatas deficiente em asparagina para de forma seletiva lixiviar a asparagina para for a das fatias de batata. As fatias de batata podem então ser removidas do extrato de batatas deficiente em asparagina, opcionalmente enxaguadas e processadas termicamente. Ensaios separados indicaram uma relação entre o nível de asparagina em um produto alimentício e o nível de acrilamida resultante naquele produto alimentício. Consequentemente, as fatias de batata processadas termicamente resultantes com um nível reduzido de asparagina deverão apresentar um nível reduzido de acrilamida. Numa incorporação, o extrato de batatas foi inicialmente fabricado com uma proporção de batata para água de entre cerca de 0,5 gramas e cerca de 2 gramas de batata descascada usada por cada 1 ml de solução adicionada. Proporções mais elevadas de batata para água podem tornar a filtração mais difícil. Assim, uma proporção mais reduzida pode ser mais desejável, especialmente se o extrato de batatas for adicionalmente concentrado por meio da mistura de uma quantidade adicional de batatas cruas e extrato filtrado dentro de um extrato não filtrado e filtragem do extrato não filtrado para gerar um extrato de batatas. Este processo pode ser repetido até que o extrato de batatas esteja em equilíbrio ou próximo deste com os correspondentes níveis de concentração nas fatias de batata.

Além disso, embora o extrato de batatas revelado acima utilize uma proporção de 800 gramas de fatias de batata descascadas para 1500 ml de água ou extrato filtrado, esta proporção pode ser otimizada. A água adicionada cria um certo gradiente de concentração entre a matéria solúvel desejável tais como açúcares redutores e o extrato de batatas. Consequentemente, numa incorporação, aditivos tais como açúcares redutores incluindo frutose e glicose são adicionados ao extrato de batatas para minimizar ainda mais o gradiente de concentração de matéria solúvel desejável. Além disso, a solução inicial pode compreender aditivos tais como açúcares redutores ou outra matéria solúvel desejável para reduzir adicionalmente o gradiente de concentração.

Numa incorporação, o nível de água adicionada é minimizado. Numa determinada incorporação, o nível de água inicialmente adicionado é eliminado. Consequentemente, nenhuma água é adicionada e o extrato compreende batata macerada. Numa determinada incorporação, a batata macerada é filtrada a vácuo para formar um extrato de batatas.

Embora o que se descreve acima ilustre um método por lotes que pode ser usado para reduzir o teor de asparagina, o método pode ser modificado para funcionar numa base semi-contínua ou contínua, conforme descrito abaixo.

Antes de cozinhar as fatias ou pedaços de batata, as batatas cruas são tipicamente descascadas, fatiadas ou cortadas, e então lavadas para remover o excesso de amido e detritos. Conforme ilustrado pelo sistema de lixiviamento seletivo 1300 na Figura 13a, a fase de lavagem pode ser modificada para incluir um processo contínuo para lixiviamento de precursores de acrilamida para for a de um fluxo substancialmente contínuo de alimento de batatas não tratadas. Para as finalidades do presente documento, uma fatia de batata descascada não recebe tratamento. Numa determinada incorporação, três principais operações unitárias são empregadas para lavar as batatas e de forma seletiva extrair o principal precursor, a asparagina: 1) uma unidade para extração 1320 lixivia a asparagina de um alimento de batatas não tratadas 1310 para um extrato de batatas deficiente em asparagina 1380; 2) uma unidade para remoção de amido 1340 remove o excesso de amido não ligado 1336; e 3) pelo menos uma unidade para remoção de asparagina 1350 remove a asparagina do extrato de batatas desamidificado, pós-lavagem 1334, que é então reciclado (como o extrato deficiente em asparagina 1380) para lavar e lixiviar continuamente o alimento de batatas não tratadas 1310. As fatias de batata 1312 assim tratadas procedem então à próxima etapa de processamento, tal como cozimento ou aquecimento.

Na primeira operação unitária, uma corrente de batatas fatiadas e descascadas contendo precursores de acrilamida ("batatas não tratadas") 1310 entra numa unidade para extração 1320, similar ao que ocorre na etapa de lavagem 23 do estado da técnica da Figura 2, onde as batatas são colocadas em contato com um extrato de batatas deficiente em precursor 1380. O extrato de batatas deficiente em precursor 1380 compreende uma corrente de água contendo todos os componentes de batata solúveis em água com a exceção do precursor de acrilamida em particular a ser removido do alimento de batatas não tratadas 1310. Assim, em estado estável na incorporação preferencial, o extrato de batatas deficiente em precursor 1380 compreende uma solução ou suspensão aquosa de todos os sólidos e compostos de batata solúveis em água exceto a asparagina. O extrato de batatas geralmente inclui compostos solúveis em água tais como açúcares redutores e não-redutores, amidos e diversos aminoácidos. No estado estável, as concentrações de compostos solúveis em água no extrato deficiente em precursor 1380, que não sejam as de amido e asparagina, se encontram em equilíbrio ou próximas do equilíbrio com as correspondentes concentrações de compostos solúveis em água no alimento de batatas não tratadas 1310. Durante a inicialização do sistema, as concentrações de compostos solúveis em água no extrato deficiente em precursor 1380 são levadas até os níveis de equilíbrio por meio de ciclagem de uma quantidade previamente determinada de água pura (distilada, desionizada ou tratada por osmose reversa) através do sistema para lixiviamento 1300 até que se tenha lixiviado uma quantidade suficiente de matéria solúvel em água do alimento de batatas não tratadas 1310 para o extrato 1322. Como a corrente inicial de batatas entrando na unidade para extração é lavada com água que está todavia relativamente pura, uma quantidade significativa de matéria solúvel desejável é extraída destas batatas para a água de ciclagem. Algumas destas batatas lixiviadas durante a inicialização podem resultar em petiscos de batata apresentando um padrão de qualidade mais baixo após o cozimento, assim pode ser desejável simplesmente descartar estas batatas de inicialização após o lixiviamento. De maneira similar, pode também ser desejável durante a inicialização utilizar batatas que de outra forma seria descartadas devido a um tamanho ou um formato inaceitáveis. Novamente, estas batatas de inicialização podem ser descartadas após a lavagem caso uma quantidade excessiva de compostos solúveis desejados tenham sido lixiviados.

Nesta e em outras incorporações envolvendo lixiviamento seletivo da asparagina, é desejável que os níveis de concentração do extrato deficiente em precursor 1380 (que não sejam os de asparagina, amido em excesso e impurezas indesejáveis) estejam em equilíbrio ou próximos de um equilíbrio com os correspondentes níveis de concentração no alimento de batatas não tratadas 1310 tal que nenhum gradientes de concentração arraste matéria solúvel desejável para for a do alimento de batatas não tratadas 1310 durante o lixiviamento. Assim, numa incorporação, existem apenas dois gradientes de concentração principais que deveriam existir entre o alimento de batatas não tratadas 1310 e o extrato deficiente em precursor 1380 que entram na unidade para extração 1320: um arrastando asparagina do alimento de batatas não tratadas 1310 para o extrato deficiente em precursor 1380, e outro arrastando amido do alimento de batatas não tratadas 1310 para o extrato deficiente em precursor 1380. Numa determinada incorporação, as fatias de batata são previamente lavadas para remover amido livre das fatias e reduzir o acúmulo de amido na unidade para extração 1320. Além disso, pode ser desejável a utilização de um extrato deficiente em precursor 1380 aquecido. Como a solubilidade da asparagina em água aumenta com a temperatura, temperaturas de lavagem/lixiviamento mais altas aumentam a quantidade de asparagina que pode ser lixiviada com uma determinada taxa de fluxo de extrato deficiente em precursor 1380. Por exemplo, as temperaturas típicas da solução de lixiviamento podem estar na faixa de cerca de 70 0F até cerca de 150 °F. Além disso, o limite superior desta faixa de temperatura (cerca de 120 0F até cerca de 150 °F) pode ser mais preferencial quando o extrato de batatas é o lixiviado porque uma quantidade menor de matéria solúvel desejável é lixiviada devido ao lixiviamento preferencial da asparagina.

Fazendo novamente referência à Figura 13a, na medida em que o extrato de batatas deficiente em asparagina 1380 estabelece contato com as batatas não tratadas 1310 dentro da unidade para extração 1320, a asparagina e o amido são lixiviados para o extrato deficiente em precursor 1380. Na incorporação preferencial, o extrato deficiente em precursor 1380 estabelece contato com as batatas não tratadas 1310 de uma maneira contínua contra-corrente. É fato amplamente compreendido no estado da técnica que o fluxo em contra-corrente, em comparação com o fluxo em paralelo, lixivia de maneira mais eficaz um soluto desejado de um determinado sólido. Numa outra incorporação, o processo de extração é adicionalmente intensificado por meio de vibração ultrasônica do extrato deficiente em precursor 1380 enquanto este está em contato com o alimento de batatas não tratadas 1310. Vibrações de alta freqüência e baixa amplitude ajudam a aumentar a taxa de transferência de massa por meio da redução da espessura das camadas limite ao redor dos pedaços de batata. Por exemplo, uma maior quantidade de asparagina é lixiviada das fatias de batata em água pura quando as fatias são submetidas a freqüências ultra-sônicas de 68 kHz e 170 kHz do que a quantidade lixiviada em água pura quando não se aplica uma freqüência ultra-sônica às fatias de batata. Assim, as freqüências ultra-sônicas também lixiviam mais asparagina das fatias de batata para um extrato deficiente em asparagina do que seria a quantidade lixiviada para o mesmo extrato na ausência do tratamento ultrasônico.

Vários métodos podem ser utilizados para efetuar uma extração contra-corrente contínua do alimento de batatas não tratadas 1310 para o extrato deficiente em precursor 1380. Por exemplo, uma incorporação da unidade para extração 1320 utiliza pelo menos um extrator de imersão do tipo de rosca similar ao tipo utilizado para o alvejamento das batatas. Em geral, um extrator do tipo de rosca compreende uma espiral girando dentro de um tubo. A espiral move o sólido a ser lixiviado em uma direção ao longo da extensão do tubo enquanto que uma corrente contrária de solvente extrator flui ao longo da extensão do tubo na direção oposta. Os extratores do tipo de rosca para alvejamento de batatas são já bem conhecidos no estado da técnica, assim sendo não se faz necessário descrever a construção e operação de extratores do tipo de rosca em detalhes no presente documento. Nesta incorporação, as batatas não tratadas 1310 entram numa unidade para extração do tipo de rosca 1320 e são então continuamente movidas por meio de uma espiral rotativa que se estende pelo comprimento da unidade para extração 1320. Para aumentar o fluxo de saída, o alimento de batatas não tratadas 1310 pode ser dividido e enviado através de várias unidades extratoras do tipo de rosca 1320 em paralelo, sendo posteriormente reunidas aos sair das unidades extratoras. Dentro de cada uma das referidas unidades para extração do tipo de rosca 1320, o extrato de batatas deficiente em precursor 1380 entra na unidade pela extremidade por onde saem as batatas tratadas 1312, passa através da unidade para extração 1320 na direção oposta à direção de deslocamento das corrente de batatas tratadas 1310, e sai da unidade pela extremidade por onde as batatas não tratadas 1310 inicialmente entram na unidade 1320. Na medida em que o extrato deficiente em precursor 1380 se desloca pelo interior do tubo desta maneira contra-corrente, o extrato deficiente em precursor 1380 é forçado a entrar em contato com o alimento de batatas não tratadas 1310, e os precursores de acrilamida e de amido são lixiviados das batatas não tratadas 1310 para o extrato deficiente em precursor 1380. Como os pedaços de batata 1310 são firmemente controlados pela espiral, o extrato deficiente em precursor 1380 pode ser bombeado através da unidade para extração 1320 sob valores de pressão e velocidade mais elevados para garantir o lixiviamento mais eficaz dos precursores de acrilamida. No entanto, onde o tamanho do pedaço de batata é importante para o processamento subsequente, é preciso exercitar cuidado para não aplicar pressões que possam quebrar ou danificar pedaços individuais de batata no alimento 1310. Os níveis de concentração dos precursores de acrilamida, tais como a asparagina, remanescentes nas batatas que estão saindo da unidade para extração 1320 depende de diversos parâmetros, tais como o tempo de permanência dentro da unidade, as taxas de fluxo tanto do alimento de batatas não tratadas 1310 quanto do extrato deficiente em precursor 1380, e da temperatura do extrato deficiente em precursor 1380. Por exemplo, se for desejada uma concentração final mais baixa dos precursores na corrente de batatas tratadas 1312, a extensão da unidade para extração 1320 pode ser aumentada, aumentando assim o tempo de permanência.

Uma outra incorporação da unidade para extração 1320 compreende um tanque de lavagem contendo extrato de batatas deficiente em precursor 1380. Nesta incorporação em particular, uma correia transportadora do tipo aberta ou de malha de aço conduz as batatas não tratadas 1310 para uma das extremidades do tanque e mergulha as batatas no extrato de batatas deficiente em precursor 1380 durante um tempo previamente determinado por uma distância previamente determinada antes de conduzir as batatas lixiviadas 1312 para for a do extrato deficiente em precursor 1380 na extremidade oposta do tanque de lavagem. Para impor uma troca contra- corrente entre o extrato deficiente em precursor 1380 e o alimento de batatas não tratadas 1310, o extrato deficiente em precursor 1380 pode ser introduzido no tanque na extremidade onde as batatas lixiviadas 1312 são removidas, e o extrato pós-lixiviamento 1322 pode ser removido na extremidade onde o alimento de batatas não tratadas 1310 entra no tanque. Nos processos de fabricação de petisco de batata que atualmente utilizam uma unidade do tipo tanque de lavagem para a remoção do excesso de amido, esta incorporação em particular da unidade para extração deficiente em precursor de acrilamida 1320 é facilmente implementada. O tanque de lavagem para remoção de amido existente ainda pode ser utilizado com apenas umas poucas alterações menores. No entanto, uma desvantagem deste tipo de extractor é que a velocidade relativa entre o alimento de batatas não tratadas 1310 e o extrato deficiente em precursor 1380, dentro do tanque precisa ser suficientemente baixa para impedir que o alimento de batatas não tratadas 1310 seja forçado para for a da correia transportadora. Assim, esta incorporação pode não lixiviar os precursores de um alimento de batata 1310 de forma tão rápida quanto seria o caso nos extratores do tipo de rosca.

Uma outra incorporação da unidade para extração 1320 envolve o lixiviamento por meio de percolação de um extrato deficiente em precursor 1380 por meio de leitos móveis de alimento de batata 1310. Um extrator deste tipo é o extrator Bollman, que compreende um elevador de caçamba rotativa dentro de um invólucro fechado. O fundo de cada caçamba, que contém alimento de batata 1310 a ser lixiviado, apresenta perfurações tais que o extrato 1380 pode percolar para baixo de uma caçamba para outra caçamba. Como os extratores do tipo Bollman são bom conhecidos do estado da técnica, a construção e operação de tais extratores não precisa ser descrita em maiores detalhes no presente documento. O elevador rotativo apresenta tanto um lado que sobe quanto um lado que desce, e apresenta ainda fossas separadas para os lados que sobem e que descem nas quais o extrato se acumula. Diferentemente das incorporações anteriores de unidade para extração, os extratores do tipo Bollman apresentam tanto seções contra-corrente quanto seções confluentes com a corrente: uma seção contra-corrente no lado que sobe e uma seções confluente com a corrente no lado que desce. Em funcionamento, as batatas não tratadas 1310 são colocadas dentro de caçambas no topo do elevador no lado que desce, e um extrato deficiente em precursor 1380 é introduzido sobre as caçambas superiores no lado que sobe. O extrato que percolou através das caçambas no lado que sobe se acumula dentro da fossa do lado que sobe. O extrato dentro da fossa do lado que sobe é bombeado de volta para o topo do elevador e introduzido nas caçambas do lado que desce. Depois de alcançar a fossa do lado que desce, o extrato pós-lixiviamento 1322 é bombeado para for a da unidade para extração 1320 e segue para a próxima operação unitária. Uma vez que as batatas não tratadas 1310 tenham percorrido seu caminho para baixo no lado que desce e para cima no lado que sobe, elas são removidas das caçambas superiores no lado que sobe e transferidas para fora da unidade para extração 1320. O lixiviamento por percolação oferece diversas vantagens em relação ao lixiviamento por meio de imersão. A percolação tipicamente oferece uma taxa de extração mais alta do que a imersão porque tende a ocorrer mais mistura na percolação, devido a uma camada limite mais curta entre o solvente do extrato e os sólidos. Quando comparado a extratores de imersão do tipo de rosca, tende a ocorrer uma menor freqüência de danos mecânicos aos flocos. Além disso, existe uma menor tendência para entupimento.

Uma outra incorporação da unidade para extração 1320 compreende um canal inclinado através do qual flui um extrato de batata deficiente em precursor 1380. Embora o extrato deficiente em precursor 1380 flua para baixo pelo canal desde sua extremidade mais elevada até a sua extremidade mais baixa, uma correia transportadora do tipo aberto ou de malha de aço transporta as batatas não tratadas 1310 para cima pelo canal e através do fluxo descendente de extrato deficiente em precursor 1380. Com o objetivo de promover uma maior área de superfície de contato entre as batatas não tratadas 1310 e o extrato deficiente em precursor 1380, esta correia transportadora do tipo de malha de aço pode ser elevada ligeiramente acima do fundo do canal de tal maneira que o extrato deficiente em precursor 1380 flui acima, abaixo e ao redor das batatas não tratadas 1310 para ser lixiviado. A correia transportadora pode compreender qualquer estrutura de padrão alimentício incluindo estruturas de malha, de cadeia, perfuradas ou outro tipo de estrutura impermeável feita de um material durável, tal como aço inoxidável ou um outro tipo de metal, cerâmica ou um material à base de polímero. Diversas destas unidades de extração podem ser usadas em série para aumentar o tempo de lixiviamento e reduzir as concentrações finais de asparagina das batatas tratadas 1312 que saem da última unidade para extração. Nos casos em que diversas destas unidades extratoras são utilizadas em série, o.extrato deficiente em precursor 1380 entra na parte de cima da última unidade para extração e segue seu caminho através do canal inclinado de cada unidade até chegar ao fundo da primeira unidade para extração. Neste momento, o extrato pós-lixiviamento 1322 apresenta concentrações de precursor próximas daquelas das batatas não tratadas 1310.

Depois que o extrato pós-lixiviamento 1322 sai da unidade para extração 1320, é transferido para a segundo operação unitária, a unidade para remoção de amido 1340. Na incorporação preferencial, a unidade para remoção de amido 1340 compreende um turbilhão para a remoção centrífuga do amido. Como as partículas de amido apresentam uma densidade mais alta do que a maioria das outras moléculas solúveis em água no extrato pós-lixiviamento 1322, o turbilhão giratório 1340 faz com que as partículas de amido mais pesadas do que a água se separem do extrato 1322 nas paredes do turbilhão e sejam então direcionadas para for a do turbilhão 1340 como uma pasta 1336. O extrato desamidificado pós-lixiviamento 1334 então sai do turbilhão 1340 e é transferido para pelo menos uma unidade para remoção de precursor 1350. Embora a incorporação preferencial da unidade para remoção de amido 1340 compreenda um turbilhão, outros tipos de equipamento e métodos podem ser usados para remover o amido. Por exemplo, o amido também pode ser removido por meio de filtração, sedimentação em lote ou floculação. Observa-se, no entanto, que a unidade para remoção de amido 1340 é desnecessária se o amido é eliminado do alimento de batatas não tratadas 1310 antes da unidade para extração 1320.

Na terceira operação unitária, o extrato desamidifícado pós-lixiviamento 1334 entre em pelo menos uma unidade para remoção de precursor 1350 onde os precursores de acrilamida são removidos. Numa determinada incorporação, cada unidade para remoção de precursor 1350 compreende uma coluna de resina do tipo torre embalada ou do tipo torre defletora tal como uma resina trocadora de íons compreendendo materiais de adsorção que se ligam de forma seletiva com o precursor de acrilamida específico a ser removido. Numa incorporação onde a asparagina é o principal precursor a ser removido, cada coluna de resina compreende uma enzima imobilizada tal como a asparaginase.

Numa incorporação, a unidade para remoção de precursor 1350 compreende uma coluna apresentando uma resina revestida com asparaginase ou uma resina que remove de forma seletiva a asparagina da solução, por exemplo, por meio de ligação com a asparagina. Numa determinada incorporação, na medida em que o extrato desamidifícado pós-lixiviamento 1334 estabelece contato com a resina, a asparagina no extrato reage com a resina e é convertida em amônia e ácido aspártico.

Numa incorporação, o extrato desamidifícado pós-lixiviamento 1334 é introduzido na parte de cima de cada coluna e percola para baixo seguindo um caminho tortuoso ao se deslocar até o fundo. Numa determinada incorporação, na medida em que o extrato desamidifícado pós- lixiviamento 1334 estabelece contato com a resina, a asparagina é removida de forma seletiva pela resina. Em qualquer uma das incorporações acima, uma quantidade significativa de asparagina é removida do extrato desamidifícado pós-lixiviamento 1334 no momento em que este alcança o fundo da coluna de resina. Nos termos do presente documento, considera-se que uma quantidade significativa foi removida quando pelo menos 50% da concentração de asparagina foi removida do extrato desamidifícado pós-lixiviamento 1334. O extrato deficiente em asparagina 1380 é então removido do fundo da coluna de resina e reciclado para a unidade para extração 1320 para uma outra rodada de lixiviamento. Diversas destas colunas podem ser operadas em série para reduzir ainda mais as concentrações de asparagina no extrato desamidifícado pós-lixiviamento 1334. além disso, duas ou mais colunas ou série podem ser montadas em paralelo com o objetivo de permitir que uma coluna (ou série de colunas) seja torada da linha para regeneração sem a necessidade de interromper o processo contínuo de lixiviamento 1300. A Figura 13b ilustra o processo de regeneração se requerido para uma coluna de resina que remove de forma seletiva a asparagina da solução por meio de ligação com a asparagina. Quando a matéria para remoção de asparagina de uma coluna se encontra saturada de asparagina, a coluna é tirada da linha, e o extrato desamidificado pós-lixiviamento 1334 é redirecionado para a coluna ou colunas remanescentes. Uma solução para regeneração 1360 é enviada através da coluna saturada 1350 para liberar a asparagina da superfície da resina. A solução para regeneração 1362 carregada de asparagina saindo da coluna for a de linha 1350 pode ser descartada, ou pode ser processada adicionalmente para isolar a asparagina e reciclar a solução para regeneração 1360. Quando a maior parte da asparagina já houver sido retirada da coluna, o fluxo da solução para regeneração 1360 para a coluna é interrompido. Uma pequena quantidade de extrato desamidificado pós-lixiviamento 1334 pode então ser utilizada para retirar qualquer solução para regeneração porventura ainda retida dentro da coluna. Neste momento, a regeneração está completa, e a coluna pode então ser reinserida no processo de lixiviamento 1300 ilustrado na Figura 13a.

Numa incorporação alternativa, a operação unitária de extração 1320 pode ser dividida em duas operações unitárias separadas. A primeira destas operações unitárias envolveria uma etapa de lavagem similar à etapa de lavagem 23 do estado da técnica ilustrada na Figura 2. Esta etapa de lavagem envolveria água e seria executada com a finalidade de remover o excesso de amido da superfície das fatias de batata. As fatias de batata assim lavadas prosseguiriam então para uma unidade extratora 1320 para ser tratada com um extrato de batatas deficiente em precursor 1380 que também contém uma concentração de amido suficiente para eliminar ou reduzir substancialmente a extração de amido adicional das fatias de batata. Sob tal incorporação alternativa, a operação unitária de remoção de amido 1340 ocorreria numa corrente separada daquela ilustrada na Figura 13a.

A Figura 14 ilustra uma outra incorporação da invenção na qual um sistema de lixiviamento não-seletivo 1400 é usado para lavar pedaços de batata crua e remover a asparagina. Este sistema de lixiviamento não-seletivo 1400 compreende quatro principais operações unitárias: 1) uma unidade para extração 1420 de forma não-seletiva lixivia compostos solúveis em água, incluindo asparagina, para for a de uma corrente de alimento de batata 1410 e para dentro de um extrato deficiente em precursor 1460; 2) uma unidade para remoção de amido 1440 removes o amido livre não ligado 1466 do extrato pós-lixiviamento resultante 1462; 3) pelo menos uma unidade para remoção de asparagina 1450 remove a asparagina do extrato de batatas desamidificadas pós-lavagem 1464; e 4) uma unidade para absorção/reabastecimento 1480 reabastece as batatas tratadas 1412 com uma parte dos compostos solúveis em água extraídos anteriormente.

A unidade para extração 1420, a unidade para remoção de amido 1440 e a(s) unidade(s) para remoção de precursor 1450 ilustradas na Figura 14 são construídas e operadas de uma maneira similar àquela descrita com respeito à unidade para extração 1320, a unidade para remoção de amido 1340 e a(s) unidade(s) para remoção de precursor 1350 ilustradas na Figura 13a. Diferentemente do sistema de lixiviamento seletivo 1300 ilustrado na Figura 13a, no entanto, o sistema de lixiviamento não-seletivo 1400 ilustrado na Figura 14 não requer que o alimento de batatas não tratadas 1410 na unidade para extração 1420 seja lixiviado com um extrato de batatas. Uma corrente contínua de alimento de batatas não tratadas 1410 entrando na unidade para extração 1420 da Figura 14 pode ao invés disso ser lixiviada com água pura (destilada, desionizada ou tratada por meio de osmose reversa) tal como o extrato deficiente em precursor 1460. Além disso, conforme será compreendido através da revisão do processo como um todo, o extrato de batatas gasto 1472 que sai da última operação unitária 1480 pode ser descartado e não precisa ser reciclado para a unidade para extração 1420. No entanto, o extrato de batatas gasto 1472 pode ser reciclado se desejado.

Na primeira operação unitária do sistema de lixiviamento não-seletivo 1400, uma corrente contínua de batatas cruas contendo precursores de acrilamida ("batatas não tratadas") 1410 flui desde uma extremidade de uma unidade para extração 1420 para a outra extremidade enquanto que um extrato deficiente em precursor 1460 flui através da unidade para extração 1420 no sentido oposto, em fluxo contrário àquele das batatas não tratadas 1410. O extrato deficiente em precursor 1460 tipicamente compreende água pura, porém pode compreender de forma alternativa extrato de batatas gasto 1472 saindo de uma unidade para absorção/reabastecimento 1480 ou uma combinação tanto de água pura e extrato gasto 1472.

Diferentemente da unidade para extração 1320 ilustrada na Figura 13a onde apenas as moléculas de asparagina e amido são arrastadas para for a de um alimento de batata 1310, a unidade para extração 1420 ilustrada na Figura 14 arrasta de forma não-seletiva quaisquer compostos solúveis em água para for a de um alimento de batatas não tratadas 1410. Como o extrato deficiente em precursor 1460 contém poucos ou nenhum dos compostos solúveis em água contidos no alimento de batatas não tratadas 1410, tais como açúcares redutores e não-redutores, amido e asparagina, os gradientes de concentração entre o alimento de batatas não tratadas 1410 e o extrato deficiente em precursor 1460 fazem com que os compostos solúveis em água no de batatas não tratadas 1410 se difundam dentro do extrato deficiente em precursor 1460. Após a lavagem e o lixiviamento, as batatas tratadas 1412 saem da unidade para extração 1420 e seguem para uma unidade para absorção/reabastecimento 1480, enquanto que o extrato pós-lixiviamento 1462 sai da unidade para extração 1420 e segue para uma unidade para remoção de amido 1440.

Na segunda operação unitária do sistema de lixiviamento não-seletivo 1400, o extrato pós-lixiviamento 1462, que agora contém amido, asparagina, açúcares redutores e não-redutores e outros compostos solúveis em água, entra na unidade para remoção de amido 1440. Esta unidade é construída e operada essencialmente da mesma maneira já descrita acima com respeito à unidade para remoção de amido 1340 ilustrada na Figura 13α. A unidade para remoção de amido 1440 separa as partículas de amido do extrato pós-lixiviamento 1462, e o amido sai da unidade como uma 1466.0 extrato desamidificado pós-lixiviamento 1464 então sai da unidade para remoção de amido 1440 e é transferido para pelo menos uma unidade para remoção de precursor 1450.

Na terceira operação unitária do sistema de lixiviamento não-seletivo 1400, pelo menos uma unidade para remoção de precursor 1450 remove a asparagina da mesma maneira já descrita acima com respeito à unidade(s) para remoção de precursor 1350 na Figura 13a. De maneira similar, cada unidade para remoção de precursor 1450 na Figura 14 é regenerada da mesma maneira pela qual cada unidade para remoção de precursor 1350 ilustrada na Figura 13Z> é regenerada, se necessário. Depois que a asparagina é removida do extrato desamidificado pós-lixiviamento 1464, o extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470 resultante sai da(s) unidade(s) para remoção de precursor 1450 e segue para uma unidade para absorção/reabastecimento 1480.

A quarta operação unitária do sistema de lixiviamento não-seletivo 1400 restitui os compostos solúveis em água anteriormente lixiviados às batatas tratadas 1412. Uma unidade para absorção/reabastecimento 1480 é usada para esta finalidade e compreende qualquer um dos aparelhos discutidos nas diversas incorporações da unidade para extração 1320 ilustradas na Figura 13a. Por exemplo, a unidade para absorção/reabastecimento 1480 pode compreender um extrator do tipo de rosca, um extrator do tipo tanque de lavagem ou um Extrator de percolação do tipo Bollman. Embora mais freqüentemente usado para extrair soluto dos sólidos para um solvente de lixiviamento, estes aparelhos também podem ser usados para realizar o oposto - difundir soluto de uma solução em sólidos. Tal equipamento meramente aumenta a transferência de massa entre as fases líquida e sólida. Por exemplo, uma incorporação da unidade para absorção/reabastecimento 1480 compreende um extrator do tipo de rosca. As batatas tratadas 1412 oriundas da unidade para extração 1420 entram por uma extremidade do extrator do tipo de rosca 1480 e encontram um fluxo contrário de extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470. Como o extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470 que está entrando apresenta uma concentração relativamente alta de compostos solúveis em água (principalmente açúcares), e as batatas tratadas 1412 apresentam uma concentração relativamente baixa de compostos solúveis em água, os compostos solúveis em água se difundem do extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470 de volta para as batatas tratadas 1412. Assim, as concentrações de soluto solúveis em água nas batatas tratadas 1412 aumentam na medida em que as batatas tratadas 1412 se deslocam através da unidade para absorção/reabastecimento 1480, e as concentrações de soluto no extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470 diminuem na medida em que o extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470 se desloca através da unidade 1480. O extrato gasto 1472 que está saindo da unidade para absorção/reabastecimento pode ser descartado, ou pode ser reciclado como parte do extrato deficiente em precursor 1460 na unidade para extração 1420. as batatas reabastecidas 1414 saem da unidade 1480 com níveis de soluto solúvel em água maiores do que aqueles encontrados na corrente de batatas tratadas 1412 porém mais baixos do que os níveis iniciais nas batatas cruas não tratadas 1410.

Se o extrato de batatas gasto 1472 for reciclado quando a o extrato deficiente em precursor 1460 entra na unidade para extração 1420, o sistema de lixiviamento não-seletivo irá, com o passar do tempo, operar de maneira similar ao sistema de lixiviamento seletivo ilustrado na Figura 13a. Na medida em que se aproxima o estado estável, as concentrações de matéria solúvel em água que não seja a asparagina e o amido irão aumentar dentro do extrato deficiente em precursor 1460, e uma menor quantidade de matéria será lixiviada para for a do alimento de batatas não tratadas 1410. No estado estável, apenas a asparagina e o amido são extraídos do alimento de batata 1420 para dentro do extrato deficiente em precursor 1460, tornando supérfula a unidade para absorção/reabastecimento 1480. Assim, uma outra incorporação da invenção envolve a utilização do sistema de lixiviamento não-seletivo 1400 somente durante a inicialização, reciclando o extrato gasto 1472 como extrato deficiente em precursor 1460 na unidade para extração 1420, e então transformando o sistema de lixiviamento não-seletivo 1400 no sistema de lixiviamento seletivo 1300 ilustrado na Figura 13 a por meio do contorno da unidade para absorção/reabastecimento 1480 depois que o estado estável houver sido atingido. Esta incorporação minimiza a quantidade de matéria soluta (tal como açúcares) que é indesejavelmente lixiviada para fora das batatas não tratadas 1310,1410 durante a inicialização. A incorporação também reduz o número de pedaços de batata tratada 1312, 1412 que precisam ser descartadas durante a inicialização devido a níveis intoleravelmente baixos de solutos desejados.

Numa incorporação, a remoção de precursores ocorre por meio de lixiviamento prolongando-se a etapa de alvejamento que envolve o tratamento de batatas inteiras ou fatiadas 1410 com água quente 1460 de 100 0F até 150 0F e mais preferencialmente cerca de 120 0F até 150 0F com tempos de imersão variando desde cerca de 1 minuto até cerca de 5 minutos e mais preferencialmente cerca de 3 minutos até cerca de 5 minutos. A relação entre tempo e temperatura é importante porque temperaturas mais baixas não removem quantidades suficientes de precursores e as temperaturas mais elevadas removem todos os componentes com excessiva facilidade. Numa determinada incorporação, as fatias de batata são alvejadas em uma solução apresentando um ou more aditivos de material solúvel desejáveis incluindo embora não limitado a açúcares redutores tais como glicose e frutose. A etapa de alvejamento de acordo com uma incorporação da presente invenção remove quantidades de asparagina suficientes para efetuar uma redução de formação de acrilamida de até 95%. O extrato desamidificado pós-lixiviamento 1464 que contém componentes lixiviados oriundos da etapa de alvejamento é então resfriado para impedir que a enzima se torne inativa e misturado com a enzima asparaginase com uma concentração variando desde 500 até 100,000 unidades, e mais preferencialmente entre cerca de 3000 a cerca de 100,000 unidades por 1,4 litros de solução durante um intervalo de tempo de 5 a 20 minutos. Numa determinada incorporação, o extrato desamidificado pós-lixiviamento 1464 é resfriado até uma temperatura de menos de cerca de 70 0C (158 0F) para impedir a destruição da asparaginase. Numa determinada incorporação, a solução é resfriada até uma temperatura desde cerca da temperatura ambiente até cerca de 100 °F. A asparaginase remove a maior parte da asparagina do extrato desamidificado pós-lixiviamento 1464. A seguir, numa incorporação, as fatias tratadas alvejadas 1412 são reabastecidas de matéria solúvel desejável com a enzima tratada do extrato de reabastecimento deficiente em precursor 1470 para infundir de volta nas fatias o restante dos componentes (sem a asparagina) de forma a produzir batatas reabastecidas 1414. A etapa de infusão que ocorre dentro da unidade para absorção/reabastecimento 1480 pode envolver seja vários tratamentos com diferentes valores de temperatura/tempo, possivelmente pressões mais elevadas ou mesmo vácuo. As fatias, após estes tratamentos, são fritas por intervalos de tempo e temperaturas normais de fritura para produzir os petiscos.

Treze ensaios comparativos foram conduzidos sob várias relações de tempo e temperatura para analisar a asparagina lixiviada das fatias de batata através da etapa de alvejamento prolongado. Em algumas incorporações, os açúcares de lixiviamento foram reintroduzidos por meio de embebimento durante diferentes tempos e procedeu-se à avaliação do impacto sobre a remoção de asparagina. Os resultados dos referidos ensaios estão apresentados na Tabela 3 abaixo.

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Tabela 3: Redução de Asparagina das Fatias de Batata Alvejadas

Para cada ensaio na Tabela acima, 200 gramas de batatas foram descascadas, fatiadas numa espessura de 0,053 polegadas (1,35 cm), e embebidas em 5 L de água. As fatias foram então embebidas sob diversas condições para lixiviar a asparagina. Depois de cada ensaio, as fatias de batata e a água de lixiviamento foram amostradas para determinar o teor de asparagina. Assim, no Ensaio 1 amostra de controle, 200 gramas de fatias de batata apresentando uma espessura de 0,053 polegadas (1,35 cm) foram embebidas durante dois minutos em 5 litros água pura sob temperatura ambiente (cerca de 70 °F). Duas fatias de batata ensaiadas apresentaram uma concentração média de asparagina de 2,902 ppm de asparagina e a água de lixiviamento apresentou 20 ppm de asparagina. Conforme indicado pelos ensaios 2-4, tempos de embebimento mais longos resultaram em uma maior redução da concentração de asparagina nas fatias de batata embebidas ou lixiviadas e uma maior concentração de asparagina na água de lixiviamento. Conforme indicado pelos ensaios 5-7, o embebimento das fatias de batata em uma solução apresentando 0,02% de açúcares redutores resultou em uma redução maior (o Ensaio 5 foi maior do que o Ensaio 2) ou uma redução similar (os ensaios 3 e 6 e os ensaios 4 e 7 foram comparáveis) da concentração de asparagina das fatias de batata do que o embebimento ao mesmo tempo e na mesma temperatura em água pura. Esta descoberta é importante porque demonstra que o lixiviamento seletivo desejado pode ser alcançado com grau de eficácia igual ou maior do que o lixiviamento não-seletivo.

Uma etapa adicional de embebimento em água pura numa temperatura mais baixa resultou numa maior redução do teor de asparagina conforme indicado pelos ensaios 8-10 se comparados aos resultados encontrados por meio de uma única etapa de embebimento nos ensaios 2- 4. Os Ensaios 11-13 revelaram que uma primeira etapa de embebimento em água a 140 °F, seguida por resfriamento da água até 95 0F para impedir que a enzima se tornasse inativa envolvendo a caçamba com gelo, seguida pela adição de 10,000 unidades de asparaginase, mistura durante 10 minutos e um intervalo de tempo durante o qual as fatias de batata permaneceram embebidas removeu mais de 99% da asparagina das fatias de batata. Além disso, quando a etapa de embebimento final dura 30 minutos ou mais, conforme indicado pelos ensaios 12 e 13, nenhuma quantidade detectável de asparagina permanece na água de lixiviamento.

A Figura 15 é um diagrama de ilustração esquemática de um sistema e método para adição de uma enzima 1555 ao extrato desamidificado pós-lixiviamento 1574 para prover uma solução deficiente em precursor de acrilamida 1580, estabelecer contato entre alimento cru ou pedaços de batata não-tratada 1510 apresentando uma concentração original de asparagina na solução deficiente em precursor de acrilamida 1580 para preferencialmente lixiviar o precursor de acrilamida dos pedaços de alimento não-tratados 1510 tal que o pedaço de alimento cru apresente uma concentração de asparagina reduzida que é inferior à concentração original, e remover os pedaços de alimento tratados 1512 de dentro da unidade para extração 1520. Conforme ilustrado pelo sistema para lixiviamento 1500 na Figura 15, a fase de lavagem pode ser modificada para incluir um processo contínuo para o lixiviamento de precursores de acrilamida de um alimento contínuo de batata 1510.

Numa incorporação, cinco operações unitárias principais são usadas para lavar as batatas e de forma seletiva extrair o precursor principal, a asparagina: 1) um liqüidificador 1530 produz um extrato de batatas 1532; 2) uma unidade para remoção de amido 1540 remove o excesso de amido livre e sólidos da batata 1546; 3) pelo menos uma unidade para remoção de asparagina 1550 remove a asparagina do extrato de batatas desamidificadas pós-lavagem 1534, que é então reciclado (como o extrato deficiente em asparagina 1552) para lavar e lixiviar continuamente o alimento de batatas não tratadas 1510; e 4) pelo menos uma unidade para a remoção do produto de reação 1560 pode ser usada para evitar o acúmulo de produtos de reação tais como amônia e ácido aspártico que podem resultar da reação de asparagina com asparaginase na unidade para remoção de precursor 1550; e 5) uma unidade para extração 1520 lixivia a asparagina de uma corrente de alimento de batatas não tratadas 1510 para dentro de um extrato de batatas deficiente em asparagina 1580.

Na primeira operação unitária, utilizada principalmente durante a inicialização, ou como uma corrente de composição, batatas cruas descascadas e fatiadas 1514 e água 1516 são adicionadas em um liqüidificador 1530 para produzir um purê de batatas ou um extrato de batatas 1532. Nesta e em outras incorporações envolvendo o lixiviamento seletivo de asparagina, é desejável que os níveis de concentração do extrato (diferente do de asparagina, amido em excesso e impurezas indesejáveis) estejam tão próximos do equilíbrio com os correspondentes níveis de concentração no alimento de batatas não tratadas 1510 para minimizar os gradientes de concentração que possa arrastar a matéria solúvel desejável para fora do alimento de batatas não tratadas 1510 durante o lixiviamento. Assim, numa incorporação, se as fatias de batata não forem pré-lavadas, existem apenas dois gradientes principais de concentração que deveriam existir entre o alimento de batatas não tratadas 1510 e o extrato deficiente em asparagina 1580 entrando na unidade para extração 1520: um arrastando a asparagina do alimento de batatas não tratadas 1510 para o extrato deficiente em asparagina 1580, e o outro arrastando amido do alimento de batatas não tratadas 1510 para o extrato deficiente em asparagina 1580. Consequentemente, a quantidade de água 1516 usada para fabricar o extrato 1532 é preferencialmente minimizada. Numa determinada incorporação, o extrato compreende entre cerca de 300 gramas e cerca de 1,000 gramas de batata por 1,4 litros de água. Numa determinada incorporação, a água compreende entre cerca de 500 unidades e cerca de 100,000 unidades por 1,4 litros. Além disso, pode ser desejável utilizar um extrato deficiente em asparagina 1580 aquecido. Como a solubilidade de asparagina em água aumenta com a temperatura, temperaturas de lavagem/lixiviamento mais elevadas aumentam a quantidade de asparagina que pode ser lixiviada com uma dada taxa de fluxo do extrato. Por exemplo, temperaturas típicas da solução de lixiviamento variando de cerca de 100 0F até cerca de 150 0F podem ser utilizadas.

Fazendo novamente referência à Figura 15, na medida em que o extrato de batatas deficiente em asparagina 1580 estabelece contato com as batatas não tratadas 1510 dentro da unidade para extração 1520, a asparagina e o amido são lixiviados para o extrato deficiente em asparagina 1580. as mesmas unidades extratoras discutidas acima com respeito à Figura 13apodem ser usadas nas incorporações ilustradas na Figura 15.

Depois que o extrato pós-lixiviamento 1522 sai da unidade para extração 1520, pode ser transferido para a unidade para remoção de amido 1540. As mesmas unidades para remoção de amido discutidas acima com respeito à Figura 13a podem ser usadas nas incorporações ilustradas na Figura 15.

Na próxima operação unitária, o extrato desamidificado pós-lixiviamento 1534 entra em pelo menos uma unidade para remoção de precursor 1550 onde os precursores de acrilamida são removidos. A unidade para remoção de precursor 1550 compreende uma ou mais portas para injeção de asparaginase 1555. Numa determinada incorporação, a unidade para remoção de precursor 1550 compreende um misturador contínuo. Uma quantidade suficiente de asparaginase 1555 deveria ser adicionada tal que a concentração de asparagina na corrente de saída deficiente em asparagina 1552 compreenda menos de cerca de 50% e mais preferencialmente menos de cerca de 90% da concentração de asparagina do extrato pós-lixiviamento desamidificado 1534.

A corrente de saída deficiente em asparagina 1552 deverá apresentar produtos de reação, mais especificamente amônia e ácido aspártico como resultado da reação entre a asparaginase e a asparagina. Ê desejável num processo contínuo que se remova uma parte de ou a totalidade dos produtos de reação antes da entrada na unidade para extração 1520 a fim de manter uma força favorável à expulsão de asparagina preferencial ou seletiva nas batatas não tratadas 1510 e minimizar qualquer efeito colateral indesejável que os referidos produtos de reação possam ter sobre a qualidade e as características das batatas tratadas 1512 saindo da unidade para extração 1520. Consequentemente, diversas técnicas podem ser usadas isoladamente ou em conjunto para reduzir a concentração de produtos de reação no extrato deficiente em asparagina 1580 entrando na unidade para extração 1520.

Numa incorporação, uma quantidade 1558 da corrente de saída deficiente em asparagina 1552 é removida do sistema para lixiviamento 1500 e pode ser direcionada para uma corrente de água de refugo. Numa determinada incorporação, a corrente de composição do extrato de batatas 1532 entrando no sistema para lixiviamento 1500 é proporcional ou igual à quantidade 1558 de extrato deficiente em asparagina que sai do sistema para lixiviamento 1500.

Numa incorporação, a corrente de saída deficiente em asparagina 1552 é dividida em uma corrente de contorno 1556 e uma corrente de escape 1554 que é direcionada para uma ou mais unidades para a remoção dos produtos de reação. Numa determinada incorporação, uma unidade para remoção de amônia 1560 preferencialmente remove a amônia 1562 da corrente de escape deficiente em asparagina 1554. A corrente de escape 1554 pode compreender cerca de 0% a cerca de 100% do fluxo do extrato deficiente em asparagina 1552. A corrente de escape 1554 pode ser ajustada para operar de forma intermitente tal que toda ou uma parte da corrente de extrato deficiente em asparagina 1552 seja direcionada para uma ou mais unidades para a remoção dos produtos de reação 1560 durante uma quantidade de tempo previamente selecionada. Por exemplo, para cada hora de funcionamento do sistema para lixiviamento 1500, a corrente de escape deficiente em asparagina 1554 pode operar durante cerca de 30 minutos consecutivos ou intermitentes e pode processar toda ou uma parte do fluxo de extrato deficiente em asparagina 1552. Numa incorporação, a unidade para remoção de amônia 1560 pode remover amônia por meio de um ou mais métodos para a remoção de amônia isoladamente ou em combinação. O método para a remoção de amônia pode ser selecionado do grupo composto por aquecimento da corrente, redução da pressão da corrente, borbulhamento de um gás tal como ar, vapor ou nitrogênio através da corrente, ajuste do pH da corrente e utilização de uma resina trocadora de íons para remover de forma seletiva a amônia da corrente.

A amônia numa solução aquosa está presente sob a forma de um sistema em equilíbrio definido por:

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As técnicas disponíveis para a remoção de amônia de correntes aquosas podem normalmente recuperar apenas a amônia sob forma iônica (NH4) ou gasosa (NH3). Visto que o sistema se encontra em equilíbrio, a remoção da amônia em forma gasosa faria com que uma maior quantidade da amônia em forma iônica se convertesse na forma gasosa, deslocando assim o equilíbrio da reação acima para a direita. A amônia na forma gasosa também é favorecida sob condições básicas, visto que a forma iônica da amônia tentará estabelecer um equilíbrio. Como o calor pode volatilizar o gás amônia da solução, uma solução de amônia aquecida também deslocaria o equilíbrio da reação acima para a direita. Qualquer amônia gasosa dentro do espaço vazio de uma solução também apresentaria um impacto sobre o gás amônia em solução. Consequentemente, a remoção do gás amônia do espaço vazio, por exemplo através do uso de vácuo ou algum outro método para despressurização poderia também ajudar a volatilizar o gás amônia em solução, o que deslocaria o equilíbrio da reação para a direita. A amônia também pode ser removida através de outros métodos conhecidos revelados na Patente do Estados Unidos da América do Norte Número 6.838.069 desde que os métodos sejam compatíveis com o uso alimentar. Por exemplo, a amônia pode ser colocada em contato com um sorvente que é um hidróxido de metal sólido de maneira a carregar amônia no sorvente e o sorvente pode ser regenerado com um ácido fraco. Consequentemente, numa incorporação, a unidade para remoção de amônia 1560 pode compreender duas unidades; uma unidade para regeneração e uma unidade para a remoção da amônia.

Numa incorporação, uma unidade para remoção de ácido aspártico 1570 pode remover ácido aspártico 1572 através de um ou mais métodos para remoção de ácido aspártico isolados ou em combinação. O método para remoção de ácido aspártico pode ser selecionado do grupo composto por utilização de uma resina trocadora de íons para remover de forma seletiva o ácido aspártico da corrente, filtração com uma membrana de ultra-filtração, eletroforese e ajuste do pH da corrente.

Uma resina trocadora de íons na unidade para remoção de amônia 1560 e/ou na unidade para remoção de ácido aspártico 1570 pode ser usada em um leito embalado. De forma alternativa, a resina trocadora de íons pode ser usada em uma operação contínua por lotes onde a resina é colocada dentro de uma cuba e misturada com a corrente de escape 1554 e a resina absorve os precursores da reação, podendo a resina ser removida e regenerada.

Numa incorporação, o pH da corrente de escape 1554 é reduzido para precipitar ácido aspártico. O precipitado pode então ser removido por meio de centrifugação, hidroclonagem, filtração ou outro meio adequado. Numa determinada incorporação, o pH é ajustado para uma faixa de entre cerca de 4 e cerca de 6 e mais preferencialmente entre cerca de 4,5 e cerca de 5,5. Uma membrana de ultrafiltração pode ser usada isoladamente ou em combinação com um ajuste de pH para remover o ácido aspártico por filtragem. O extrato de batatas deficiente em precursor 1574 purificado resultante direcionado através da unidade para remoção de amônia 1560 e/ou da unidade para remoção de ácido aspártico 1570 apresentará uma menor quantidade de produtos ou sub- produtos de reação (por exemplo, menos amônia e/ou ácido aspártico) do que a corrente de saída deficiente em asparagina 1552. O extrato de batatas deficiente em precursor 1574 purificado pode ser misturado com o corrente de contorno 1556 e se tornar o extrato de batatas deficiente em asparagina 1580.

A seguir, a corrente de batatas descascadas e fatiadas contendo precursores de acrilamida ("batatas não tratadas") 1510 entra numa unidade para extração 1520, similar à da etapa de lavagem 23 de acordo com o estado da técnica da Figura 2, onde as batatas são colocadas em contato com um extrato de batatas deficiente em precursor 1580. O extrato de batatas deficiente em asparagina 1580 compreende uma corrente de água contendo todos os componentes de batata solúveis em água com a exceção do precursor de acrilamida específico a ser removido do alimento de batatas não tratadas 1510. Assim, em estado estável na incorporação preferencial, o extrato de batatas deficiente em asparagina 1580 compreende uma solução aquosa ou suspensão de todos os sólidos e compostos de batata solúveis em água exceto a asparagina. O extrato de batatas geralmente inclui compostos solúveis em água tais como açúcares redutores e não-redutores, amidos e diversos aminoácidos. No estado estável, as concentrações de compostos solúveis em água no extrato deficiente em asparagina 1580, que não sejam amido e asparagina, estão em equilíbrio o próximas de um equilíbrio com as correspondentes concentrações de compostos solúveis em água no alimento de batatas não tratadas 1510. Um ponto que deve ser observado quando se analisa os efeitos da manipulação de vários parâmetros de operações unitárias, tais como aqueles efeitos ilustrados nas Figuras 13 e 14, é que todos estes ajustes apresentarão algum efeito colateral sobre a qualidade e as características do produto final. Consequentemente, quaisquer ajustes feitos em qualquer uma das operações unitárias precisa ser cuidadosamente selecionado com o objetivo de chegar a um produto que apresente as características finais desejadas. Estas características incluem aspectos relacionados à cloração, sabor, sensação bucal, densidade, aroma e prazo de validade do produto acabado.

A Figura 5 enfoca um outro aspecto das operações unitárias e ilustra o efeito da redução do nível de umidade no petisco durante a etapa de cozimento. Voltando a fazer referência à Figura 2, a etapa de cozimento 24 é uma operação unitária que tipicamente envolve o cozimento de petiscos de batata fatiada numa fritadeira contínua a óleo sob temperaturas elevadas. Voltando a fazer referência à Figura 5, o gráfico na mesma reflete no eixo horizontal ou eixo-x o nível de umidade do produto final de petisco. O eixo vertical ou eixo-y está novamente rotulado em ppb de acrilamida (" AA") encontrada no produto final. Um certo número de pontos de dados é então plotado indicando um percentual de umidade versus o nível de acrilamida do petisco final petisco. Duas diferentes temperaturas de fritura foram utilizadas com símbolos em forma de diamante representando petiscos fritos sob uma temperatura de cerca de 178 °C (353 °F) enquanto que símbolos quadrados são ussados para representar pontos de dados para petiscos fritos sob uma temperatura de cerca de 149 °C (300 °F). Os gráficos de linha 51,52 têm suas curvas ajustadas ao ponto de dados com o objetivo de estabelecer uma tendência. Os gráficos de linha ajustados para curvas 51, 52 seguem a equação geral: y = c x b, onde "y" representa o nível de acrilamida, "c" é uma constante, "x" é o nível de umidade e "b" é o expoente de "x." O primeiro gráfico de linha 51 está relacionado aos pontos de dados da temperatura de fritura de 149 °C (300 °F). O segundo gráfico de linha 52 está relacionado aos pontos de dados relacionados à temperatura de fritura de 178 °C (353 °F). Conforme pode ser observado na Figura 5, os níveis de acrilamida permanecem muito baixos nos níveis de umidade do petisco acima de cerca de 3% de umidade em massa independentemente de qual seja a temperatura de fritura.

A Figura 5 ilustra a relação entre os níveis de acrilamida e o teor de umidade em fatias de batata fritas, ao passo em que a Figura 6 ilustra a mesma relação em produtos de petisco de batata cozida feitos a partir de uma mistura seca. O eixo vertical do gráfico na Figura 6 ilustra as concentrações de acrilamida, enquanto que o eixo horizontal ilustra os níveis de umidade em massa. Embora as concentrações de acrilamida tendam a ser mais altas nos produtos de petisco de batata cozida do que nos produtos de petisco de batata frita, as Figuras 5 e 6 indicam que as concentrações de acrilamida permanecem razoavelmente baixas nos produtos de batata cozida até que o nível de umidade caia abaixo de cerca de 3%.

O que revelam as Figuras 5 e 6 é que os níveis de acrilamida em petiscos de batata cozida numa fritadeira típica aumentam dramaticamente uma vez que o nível de umidade caia abaixo de 3% de umidade em massa, sendo que neste ponto parece não existir umidade suficiente para manter a temperatura do produto abaixo de uma temperatura de formação de acrilamida. Por exemplo, a Figura 5 ilustra que o nível de acrilamida encontrado no produto final é relativamente alto quando o nível de umidade do petisco durante a operação unitária de cozimento é de 3% em massa ou maior, independentemente da exposição a ambientes de cozimento em alta temperatura. As Figuras 5 e 6 demonstram que o nível de umidade constitui um parâmetro adicional útil numa operação unitária que pode ser ajustado para a redução da formação de acrilamida no produto final.

Infelizmente, o nível de umidade num petisco de batata acabado deveria idealmente ficar abaixo de cerca de 2%, e preferencialmente entre cerca de 1,3 e 1,4%. Qualquer coisa acima de 2%, e mesmo acima de 1,4% pode resultar em problemas de envelhecimento e contaminação microbial no produto embalado, assim como conseqüências organolépticas, por exemplo sabor, textura, etc. No entanto, alterações na cloração, sabor e consistência do produto final podem ser ajustadas de diversas maneiras. Além disso, pode ser possível compensar as conseqüências do acabamento do produto alimentício com um teor de umidade mais elevado através do ajuste de vários fatores na etapa de pré-embalagem, tais como extensão da cobertura da fritadeira, cobertura das correias transportadoras até a máquina embaladora, desumidificação do ambiente da fábrica e vários fatores no processo de embalagem, tais como os materiais, películas, sacos e vedações de embalagem. Assim, de acordo com uma outra incorporação do método para a redução da formação de acrilamida em alimentos processados termicamente revelado no presente pedido de patente, uma operação unitária adicionai compreende o acabamento do produto alimentício quando este emerge da sua etapa de cozimento final com um teor de umidade, por exemplo, de cerca de 1,4% em massa, cerca de 1,6% em massa, cerca de 1,8% em massa e cerca de 2% em massa, ou em qualquer % de umidade em massa entre 1,4% e 2%.

No entanto, é importante observar que é sabido que outros produtos de batata formam quantidades significativas de acrilamida mesmo com um teor de umidade relativamente elevado. Por exemplo, as batatas fritas à francesa, que tipicamente saem da fritadeira com mais de 15% de umidade em massa, sabidamente desenvolvem quantidades significativas de acrilamida durante o cozimento. Isto sugere que a formação de acrilamida depende da temperatura (particularmente da temperatura de superfície) de um produto de cozimento ao invés de depender do teor de umidade global. De fato, alguns estudos indicaram que a acrilamida não se forma em quantidades significativas até que os reagentes necessários sejam expostos a temperaturas de cerca de 250°F/ 120°C. Assim sendo parece que um produto de batata contendo compostos precursores de acrilamida não formará quantidades significativas de acrilamida até que, durante o cozimento, a temperatura do produto, que pode diferir significativamente da temperatura do meio de cozimento, aumente acima de cerca de 120°C (250°F). a despeito disso, o teor de umidade de tal produto pode constituir uma boa indicação de se a temperatura do produto subiu acima da temperatura de formação para a acrilamida.

Aqueles versados na técnica teorizam que a umidade no produto ajuda a manter a temperatura interna do produto abaixo da temperatura de formação de acrilamida, mesmo enquanto o produto se encontra em um ambiente de temperatura relativamente alta. Quando a maior parte da umidade é removida, no entanto, um ambiente de alta temperatura pode fazer com que a temperatura do produto suba acima da temperatura de formação de acrilamida. E importante manter em mente, entretanto, que nem todas as partes componentes de um produto em cozimento compartilham a mesma temperatura interna. Batatas fritas à francesa, por exemplo, podem ser bastante espessas quando comparadas a fatias de batata e assim tendem a apresentar um maior gradiente de umidade entre as porções interna e externa do produto. Consequentemente, é possível que uma batata frita à francesa que está sendo cozida apresente uma temperatura de superfície bastante elevada muito embora seu teor de umidade interna seja alto. Em contraste, uma fatia de batata é mais delgada e tende a apresentar níveis de umidade mais consistentes ao longo de toda a fatia durante o cozimento. Assim, pelo menos para produtos delgados tais como fatias de batata ou pedaços de batata fabricada, o nível de umidade pode ainda assim ser um bom indicador de sua temperatura interna. Este fato permanece válido para produtos feitos com outros vegetais diferentes da batata como por exemplo milho, cevada, trigo, centeio, arroz, aveias, milho miúdo e outros grãos à base de amido. Além disso, é possível projetar equipamento para cozimento contínuo com diferentes estágios de temperatura que diminui progressivamente de temperaturas altas para temperaturas baixas na medida em que o teor de umidade do produto em cozimento diminui. Isto permite que a umidade seja removida rapidamente sem permitir que a temperatura do produto aumente acima da temperatura de formação de acrilamida.

Consequentemente, um elemento desta invenção envolve a divisão da operação unitária de cozimento (a quarta operação unitária 24 ilustrada na Figura 2) em pelo menos duas etapas de aquecimento separadas. Uma primeira etapa de aquecimento ocorre sob temperaturas elevadas para reduzir o nível de umidade para algum ponto próximo porém acima de 3% em massa. O produto é então acabado com o nível de umidade desejado de cerca de 1-2% em massa, mas preferencialmente cerca de 1,4% em massa, com uma etapa de cozimento em temperatura mais baixa apresentando uma temperatura abaixo de cerca de 120 0C (250 °F). No entanto, as modificações do processo descritas no presente documento não estão limitadas aos processos do estado da técnica para o cozimento de fatias de batata tais como aquele revelado na Figura 2. Estas modificações são também aplicáveis em processos para a produção de produtos fabricados derivados de batata, milho, trigo, centeio, arroz, aveias, milho miúdo e outros grãos à base de amido. Por exemplo, estas modificações do processo podem ser usadas para reduzir a formação de acrilamida em produtos fabricados de batata e milho, cereais, biscoitos, bolachas, roscas duras e pães, para dar nome a alguns. Deve ser observado que os termos "etapa de cozimento modificada" e "operação unitária de cozimento modificada" são utilizados com o objetivo de incluir não apenas o método para cozimento de fatias de batata do estado da técnica da Figura 2 mas também os métodos do estado da técnica para preparo de outros produtos alimentícios nos quais é desejável reduzir a formação de acrilamida. Além disso, o termo "pedaços à base de batata" é utilizado com o objetivo de incluir tanto fatias de batata cruas quanto pedaços de batata fabricados derivados de amido ou massa de batata.

Cada uma das etapas de aquecimento pode ser executada utilizando vários métodos de aquecimento. Por exemplo, a primeira etapa de aquecimento pode compreender fritura sob pressão atmosférica, fritura a vácuo, fritura assistida por microndas ou cozimento. A primeira etapa de aquecimento, no entanto, pode compreender de forma alternativa qualquer outro método para cozimento do produto e redução de seu nível de umidade com consideração fundamental direcionada para aspectos de eficiência de produção tais como tempo de permanência, custos de energia, custos de capital do equipamento e espaço físico disponível. Quando a primeira etapa de aquecimento envolve a fritura do produto, a primeira etapa de aquecimento é freqüentemente denominada "pré- fritura," visto que tal fritura cozinha o produto apenas parcialmente até que seu teor de umidade seja reduzido para algum ponto próximo de porém acima de 3% em massa. A segunda etapa de aquecimento pode compreender fritura a vácuo, secagem ao forno em baixa temperatura, secagem ao forno a vácuo ou qualquer método para cozimento que mantém as temperaturas de cozimento requeridas pela segunda etapa de aquecimento. No entanto, outros métodos também podem ser usados para reduzir o teor de umidade enquanto se evitam as condições de umidade baixa/temperatura elevada mais favoráveis à formação de acrilamida desde que a temperatura do produto permaneça abaixo da temperatura de formação da acrilamida de cerca de 120 ºC (250 °F). A segunda etapa de aquecimento é freqüentemente denominada "fritura de acabamento" ou "secagem de acabamento," na medida em que o teor de umidade é adicionalmente reduzido até o nível final desejado.

Através da modificação da etapa de lavagem 23 e/ou da etapa de cozimento 24 do processo para a fabricação de petiscos de batata ilustrado na Figura 2, os níveis de acrilamida no produto final podem ser reduzidos significativamente sem afetar negativamente a qualidade e características finais do produto. Numa incorporação preferencial, um processo para fabricação de petisco de batata utilizando batatas para petisco frescas combina etapas tradicionais de descascagem, fatiamento e lavagem com uma operação unitária de cozimento modificada envolvendo pré-fritura sob uma temperatura de cerca de 165 ºC a cerca de 182 ºC (330-360 0F) durante cerca de 1-3 minutos, seguida por secagem ao forno abaixo de cerca de 120 ºC (250 0F) até que o nível de umidade do petisco seja reduzido para cerca de 1,4% em massa. Em ensaios utilizando esta incorporação preferencial se obtêm níveis de acrilamida abaixo de 130 ppb. Esta incorporação preferencial alcança um equilíbrio entre um alto nível de redução de acrilamida e um grau aceitável de modificação da qualidade do produto associados com as modificações do processo necessárias. No entanto, outras incorporações são possíveis. As Figuras la, lb, e 8 ilustram vários exemplos de combinações de modificações de lavagem compreendendo o estabelecimento de contato com uma solução aquosa e modificações de cozimento que reduzem os níveis finais de acrilamida daqueles níveis resultantes dos métodos de acordo com o estado da técnica. Por exemplo, um nível de acrilamida final de mais de 300 ppb é reduzido para menos de 100 ppb. Embora as Figuras la, lb, e 8 envolvam incorporações para o processamento de fatias de batata cruas, os métodos para lavagem modificados usados nestas incorporações também podem ser empregados com outros tipos de alimento cru nos quais a redução de acrilamida seja desejável, tais como batatas doces, inhames e bananas da terra. De forma similar, as modificações de cozimento utilizadas nestas incorporações também podem se aplicar a outros produtos alimentícios fritos tais como tortilhas fritas, bananas da terra fritas, batatas doces fritas e inhames fritos.

A Figura 7a ilustra os níveis resultantes de acrilamida de petiscos de batata feitos a partir da combinação de diversas incorporações diferentes de uma etapa de lavagem modificada compreendendo o estabelecimento de contato com uma incorporação particular de uma etapa de cozimento modificada. A etapa de cozimento modificada da Figura 7a compreende a fritura parcial ("pré-fritura") de fatias de batata sob uma temperatura de cerca de 178 °C (353 °F) durante aproximadamente um a três minutos em uma primeira etapa de aquecimento, seguida por secagem ao forno das fatias de batata sob uma temperatura de cerca de 120°C (250 °F) até que o teor de umidade seja reduzido para aproximadamente 1,3% em massa numa segunda etapa de aquecimento. A vantagem de uma pré-fritura seguida por secagem ao forno é que as condições de baixo teor de umidade/alta temperatura mais favoráveis à formação de acrilamida podem ser evitadas enquanto ainda assim se produz produtos finais que são organolepticamente similares aos produtos fritos da maneira tradicional. No entanto, uma extensa secagem ao forno pode dar ao produto uma sensação bucal de secura e pode resultar em chamuscagem do produto que seria difícil de ocultar.

O eixo vertical ou eixo-y do gráfico na Figura 7a ilustra concentrações de acrilamida em ppb, ao passo em que o eixo horizontal ou eixo-x está rotulado para indicar os parâmetros de cada incorporação da etapa de lavagem modificada compreendendo o estabelecimento de contato das fatias de batata com uma solução aquosa. Cada ponto de dado ilustra um par de barras verticais: A barra da esquerda representa concentrações de acrilamida após o estabelecimento de contato e pré- fritura enquanto que a barra da direita representa concentrações de acrilamida após a secagem ao forno. Lendo da esquerda para a direita, o primeiro ponto de dado 71 da Figura 7α, tal como aquele das Figuras 3 e 4, constitui uma amostra de base envolvendo uma lavagem em água durante dois a três minutos sob temperatura ambiente, após a qual a amostra é frita sob pressão atmosférica até atingir um teor de umidade essencialmente igual a 1,3% em massa. O segundo ponto de dado 72 é similar ao primeiro exceto pelo fato de que a amostra é frita até alcançar cerca de 1,0% de umidade. Observa-se que a primeira e a segunda amostras 71, 72 desenvolveram cerca de 320 ppb e 630 ppb de acrilamida, respectivamente. O terceiro ponto de dado 73 envolve o mesmo ambiente de lavagem em água durante dois a três minutos, porém a amostra é então pré-frita até alcançar um teor de umidade ligeiramente acima de 3% e depois seca ao forno até cerca de 1,3% de umidade. As barras da esquerda e da direita mostram que a amostra saiu da etapa de pré-fritura com uma concentração de acrilamida relativamente baixa de cerca de 65 ppb e ganhou menos de 15 ppb na etapa de secagem ao forno. O quarto ponto de dado 74 envolve uma solução aquosa compreendendo água estabelecendo contato com fatias de batata durante um intervalo de cinco minutos sob uma temperatura de cerca de 60 0C (140 0F), seguido pelas etapas de pré-fritura e secagem ao forno da operação unitária de cozimento modificada. Este contato por cinco minutos, a 60 0C (140 °F) combinado com as etapas de pré-fritura e secagem ao forno resultou numa concentração de acrilamida final ainda mais baixa de menos de 40 ppb.

Todas as amostras colocadas em contato com soluções de cloreto de cálcio 75, 76, 77 produziram níveis de acrilamida mais altos do que aquele produzido pela amostra 74 colocada em contato com água pura durante cinco minutos sob uma temperatura de cerca de 60 0C (140 0F). No entanto, os níveis finais de acrilamida de todas as referidas amostras estavam ainda abaixo de 80 ppb, o que é significativamente mais baixo do que as 320 ppb encontradas na amostra de base.

O último ponto de dado 78 envolve um contato por 15 minutos com uma solução aquosa compreendendo L-cisteína a 1%. E interessante observar que, dentre os diversos métodos de contato ilustrados na Figura Ία, este método de contato produziu a mais baixa concentração de acrilamida. Este método de contato, no entanto, também demandou o mais longo tempo de contato dentre os vários métodos ilustrados na Figura Ία. Embora utilizando L-cisteína a 1% 78 como a solução aquosa para o estabelecimento de contato tenha resultado nos mais baixos níveis de acrilamida no produto final, outros fatores precisam ser considerados, tais como o efeito de tal longo tempo de contato sobre a qualidade do produto, assim como o custo do aumento do tempo de contato.

A Figura Ίό ilustra os últimos seis pontos de dados 73,74, 75,76,77,78 da Figura 7a num gráfico com uma escala de concentração de acrilamida mais estreita.

Na Figura 8, os resultados ilustrados na Figura 7Z> foram normalizados para indicar os níveis de acrilamida que poderiam ser esperados se as amostras de ensaio fossem fritas até um nível de umidade ligeiramente acima de 3% em massa e então secas ao forno sob uma temperatura de cerca de 120 0C (250 °F) até atingir um nível de umidade padronizado de cerca de 1,3% em massa. Os níveis de acrilamida são normalizados da mesma maneira descrita acima com respeito à Figura 4. A comparação dos resultados 83, 84, 88 ilustrados na Figura 8 com aqueles de experimentos similares 41, 43, 45 ilustrados na Figura 4 permite observar que a divisão da operação unitária de cozimento numa primeira etapa de aquecimento em alta temperatura e numa segunda etapa de aquecimento em baixa temperatura reduz significativamente os níveis de acrilamida. Embora a Figura 4 mostre que a fritura de uma maneira tradicional até um nível de umidade em massa padronizado de 1,32% deveria resultar em concentrações de acrilamida na faixa entre ligeiramente acima de 100 ppb e mais de 400 ppb, a Figura 8 indica que a pré-fritura e secagem ao forno até o mesmo nível de umidade padronizado deveria resultar em concentrações de acrilamida significativamente mais baixas, abaixo de 100 ppb. O benefício cumulativo da combinação de uma operação unitária de lavagem modificada compreendendo uma etapa de contato com uma operação unitária de cozimento modificada fica particularmente aparente quando se compara o ponto de dado 43 de cerca de 54°C (130 °F) /5min de contato da Figura 4 e o ponto de dado 84 de cerca de 60 °C (140 °F) /5minuto de contato da Figura 8 com o ponto de dado de base 41 da Figura 4. Conforme discutido acima com respeito à Figura 4, o aumento do tempo de contato de 2-3 minutos para 5 minutos e o aumento da temperatura de contato da temperatura ambiente para cerca de 54°C (130 °F) faz com que o nível de acrilamida no produto final se reduza de cerca de 330 ppb para aproximadamente 230 ppb. O segundo ponto de dado 84 da Figura 8 mostra que o nível de acrilamida final pode ser adicionalmente reduzido para menos de cerca de 40 ppb quando uma etapa de contato similar de 5-minuto, a cerca de 60 °C (140 °F) é seguida por uma operação unitária de cozimento modificada envolvendo pré-fritura e secagem ao forno.

A Figura 9 ilustra o aumento dramático das concentrações finais de acrilamida que resultam da utilização de uma temperatura de secagem ao forno acima de cerca de 120 °C (250 °F). Na Figura 9, as amostras de ensaio foram colocadas em contato e então pré-fritas da mesma maneira que na Figura 7b, porém as amostras foram então secas ao forno sob uma temperatura de cerca de 176 °C (350 °F) ao invés de cerca de 120°C (250 °F). As concentrações finais de acrilamida das amostras de ensaio foram então normalizadas para apresentar os níveis de acrilamida esperados ao alcançar cerca de 0,76% em massa (que é o teor de umidade final que foi alcançado no ponto de base /lavagem em água padrão por dois a três minutos ilustrado como o primeiro ponto de dado). Comparando o segundo ponto de dado 74 da Figura Ib com o segundo ponto de dado 94 da Figura 9, por exemplo, o aumento da temperatura de secagem ao forno de cerca de 120 °C (250 °F) para cerca de 176 °C (350 °F) aumentou a concentração de acrilamida de ligeiramente abaixo de 40 ppb para aproximadamente 270 ppb. Este aumento da temperatura de secagem ao forno de maneira similar causou o aumento dramático das concentrações de acrilamida das outras amostras de ensaio de menos de 100 ppb para mais de 500 ppb. Uma outra amostra de ensaio (não exibida) foi lavada para remover o amido superficial, pré-frita sob uma temperatura de cerca de 176 °C (350 °F) até um teor de umidade de entre cerca de 3-5% em massa, e então seca em um forno Wenger comercial sob uma temperatura de cerca de 132 0C (270 °F) até um teor de umidade final de cerca de 1,3% em massa, resultando em um nível de acrilamida de cerca de 270 ppb. Os resultados 93,94,95, 96, 97, 98 ilustrados na Figura 9, assim como os resultados oriundos da amostra de ensaio secada ao forno sob uma temperatura de cerca de 132 0C (270 °F), assim ilustram as vantagens de se manter a temperatura de cozimento e/ou secagem do produto menor ou igual a cerca de 120 0C (250 0F) quando o teor de umidade cai abaixo de aproximadamente 3% em massa. Este princípio se aplica não apenas às fatias de batata cruas mas também a outros alimentos crus, tais como inhames e bananas da terra, e produtos fabricados derivados de batata, milho, cevada, trigo, centeio, arroz, aveias, milho miúdo e outros grãos à base de amido.

A Figura 10 ilustra os resultados e condições operacionais de uma outra incorporação na qual as fatias de batata foram lavadas, pré-fritas e então secadas ao forno. Uma amostra de controle 101 foi processada de uma maneira similar àquela descrita com respeito às amostras de base 71, 72 ilustradas na Figura la. Após uma lavagem em água sob temperatura ambiente por cerca de 20-30 segundos, seguida por um breve contato das fatias de batata com uma solução de cloreto de sódio diluída (3 - 5%) durante alguns segundos, uma amostra de controle 101 de fatias de batatas Hermes para petisco descascadas com 1,45 mm de espessura foi pré-frita em óleo apresentando uma temperatura inicial de cerca de 179 0C (354 °F) durante aproximadamente três minutos até 1,4% de umidade em massa. A amostra de controle 101 apresentou uma concentração de acrilamida de 640 ppb, similar às 630 ppb produzidas na segunda amostra de base 72 ilustrada na Figura la. A amostra de ensaio 102 foi lavada e colocada em contato tal qual a amostra de controle 101. Utilizando uma fritadeira comercial grande, a amostra de ensaio 102 foi então pré-frita em óleo apresentando uma temperatura inicial de cerca de 174 0C (345 °F) durante cerca de três minutos até que o teor de umidade baixou para 2,5% em massa. A amostra de ensaio 102 pré-frita foi então secada em acabamento durante cerca de seis minutos utilizando um forno sob uma temperatura de cerca de 110 0C (230 °F) até que o nível de umidade baixou para 1,4% em massa. O cozimento efetuado desta forma resultou num produto com uma concentração de acrilamida reduzida de 160 ppb, que é essencialmente 25% da concentração de acrilamida da amostra de controle 101.

Em um outro conjunto de ensaios (não ilustrado) similar àqueles ilustrados na Figura 10, fatias de batata foram submetidas a um procedimento de lavagem padrão, foram pré-fritas até cerca de 3-5% de umidade em massa, e então secadas ao forno até menos de cerca de 2% de umidade em massa. Uma amostra de controle foi lavada e então frita sob uma temperatura de cerca de 179 °C (354 °F) até um teor de umidade acabado de cerca de 1,3% em massa, resultando em um nível de acrilamida de 380 ppb. No entanto, as amostras de ensaio pré-fritas sob uma temperatura de cerca de 179 °C (354 °F) até alcançar um teor de umidade de entre cerca de 3 e cerca de 5% resultaram em níveis de acrilamida de aproximadamente 64 ppb. O produto pré-frito foi então seco em um forno Wenger comercial sob várias temperaturas. Foi ilustrado que a secagem das fatias pré-fritas sob uma temperatura de cerca de 115 °C (240 °F) até um teor de umidade final de cerca de 1,3% de umidade em massa em um forno Wenger resultou em níveis de acrilamida de 125 ppb. É interessante observar que a secagem de fatias pré-fritas sob uma temperatura de cerca de 100 °C (212 °F) e sob pressão atmosférica ou uma pressão ligeiramente menor do que a atmosférica (13,6 al4,6 psia), mesmo por longos períodos de tempo (mesmo da ordem de 10-15 minutos) não resultou em aumento dos níveis de acrilamida. Esta incorporação demonstra que as fatias de batata podem ser pré-fritas sob uma temperatura de cerca de 179 °C (354 °F) até um teor de umidade de entre 3-5% e então secadas ao forno sob uma temperatura de cerca de 100 °C (212 °F) sob pressão atmosférica ou ligeiramente abaixo da pressão atmosférica sem resultar num aumento dos níveis de acrilamida além daqueles que são formados na operação de pré-fritura. Para reduzir adicionalmente a concentração de Acrilamida formada no produto cozido, as fatias de batata podem ser removidas da etapa de pré-fritura com níveis de umidade tão elevados quanto 10% em massa, porém a remoção do produto demasiadamente cedo pode afetar a textura do produto final. Note-se, no entanto, que este método não está limitado a fatias de batata crua e pode ser aplicado a outros produtos alimentícios fritos tais como tortilhas fritas, bananas da terra fritas, batatas doces fritas e inhames fritos. A vantagem da pré-fritura seguida por secagem ao forno sob uma temperatura de cerca de 100 °C (212 °F) é que a operação unitária de cozimento isoladamente pode ser modificada para reduzir significativamente a formação de acrilamida demais de 300 ppb para menos de cerca de 70 ppb; sendo que as etapas padrão de descascagem, fatiamento e lavagem não precisam ser modificadas.

No conjunto de incorporações envolvendo pré-fritura seguida por secagem ao forno, é também possível conduzir a secagem ao forno sob vácuo com o objetivo de acentuar a remoção de umidade. A secagem ao forno sob vácuo requer menos tempo para secar o produto até o teor de umidade final desejado. Emboratenha ficado demonstrado que a secagem ao forno em temperatura igual ou próxima de 100 °C (212 °F) não causa qualquer aumento mensurável nos níveis de acrilamida, a secagem ao forno naquela temperatura toma um tempo relativamente longo para secar o produto. Assim, a secagem ao forno sob vácuo ajuda a reduzir a quantidade de tempo requerida para a secagem do produto. Ajuda também a reduzir a quantidade de tempo durante o qual o produto fica exposto às temperaturas de formação de acrilamida, caso se utilizem temperaturas de secagem ao forno mais elevadas.

Embora as Figuras la, 7b, 8, e 10 ilustrem resultados de ensaio oriundos da combinação de uma incorporação particular da operação unitária de cozimento modificada com várias diferentes incorporações de uma operação unitária de lavagem modificada compreendendo uma etapa de colocação em contato, outras incorporações e combinações são também possíveis. Por exemplo, as várias diferentes etapas de colocação em contato ilustradas nestas figuras podem ao invés do ilustrado ser seguidas por uma diferente operação unitária de cozimento modificada. De forma alternativa, um método aperfeiçoado para a redução da formação de acrilamida pode simplesmente utilizar uma operação unitária de cozimento modificada sem modificar qualquer uma das outras operações unitárias. Num outro conjunto de incorporações da presente invenção, a segunda das duas etapas de aquecimento da operação unitária de cozimento modificada compreende uma fritura de acabamento a vácuo ao invés de uma fritura sob pressão atmosférica. Em virtude da fritura de acabamento sob vácuo, o produto parcialmente frito ou cozido que emerge da primeira etapa de aquecimento pode continuar a ser frito, porém sob uma temperatura demasiado baixa para formar quantidades significativas de acrilamida. De acordo com uma incorporação, a pressão de vácuo deveria ser tal que a fritura ocorra abaixo de cerca de 120 °C (250 °F). A referida fritura de acabamento a vácuo também pode ser aplicada a outros produtos alimentícios fritos tais como aqueles derivados de batata, massa de milho, cevada, trigo, arroz, aveias, milho miúdo e outros grãos à base de amido.

A Figura 11 ilustra os resultados e condições operacionais de diversos exemplos de uma operação unitária de cozimento modificada envolvendo pré-fritura seguida por fritura de acabamento sob vácuo. No controle 110 e nas amostras de ensaio 111, 112, 113, 114, batatas do tipo Hermes para petisco foram descascadas, fatiadas com cerca de 1,35 mm de espessura e submetidas a uma lavagem padrão em água sob temperatura ambiente por 20 a 30 segundos. Após a lavagem, a amostra de controle 110 foi frita sob pressão atmosférica em óleo apresentando uma temperatura inicial de cerca de 177 °C (351 °F) durante cerca de 2,5 minutos até um nível de umidade de 0,83% em massa, produzindo uma concentração de acrilamida de 370 ppb. Nos Ensaios 1-4, todas as amostras de ensaio 111, 112, 113, 114 foram pré-fritas sob pressão atmosférica e sob uma temperatura de cerca de 177 0C (351 °F), sendo fritas para acabamento a vácuo sob uma temperatura de cerca de 120°C (248 °F) e 100 milibares de pressão, porém cada uma foi pré-frita e secada para acabamento a vácuo por diferentes períodos de tempo. No Ensaio 1 111, 220 ppb de acrilamida foram encontradas na amostra de ensaio após a lavagem, pré-fritura sob pressão atmosférica durante cerca de 100 segundos até uma umidade de de 3% em massa, e fritas para acabamento a vácuo durante 44 segundos até cerca de 0,7% de umidade em massa. Os resultados dos Ensaios 2-4 112, 113,114 mostram que os níveis de acrilamida no produto final diminuem dramaticamente quando se interrompe a pré-fritura, e a secagem de acabamento a vácuo é iniciada, antes que o teor de umidade diminua para 3% em massa. Os Ensaios 2-4 112, 113, 114 resultaram (todos eles) em concentrações finais de acrilamida abaixo de 50 ppb. No Ensaio 4114, um nível de acrilamida de apenas 13 ppb foi alcançado através de pré-fritura até 10% de umidade em massa, seguida por fritura a vácuo até cerca de 1% de umidade em massa. Conforme pode ser visto a partir dos dados, a fritura parcial das fatias até um teor de umidade mais elevado antes que as mesmas sejam fritas para acabamento sob baixa temperatura e vácuo diminui dramaticamente as concentrações finais de acrilamida. Este método também pode ser usado para reduzir as concentrações finais de acrilamida em outros produtos fritos tais como tortilhas fritas, bananas da terra fritas, batatas doces fritas e inhames fritos. As vantagens da fritura de acabamento a vácuo após uma pré-fritura até cerca de 3-10% de umidade em massa são que as etapas finais de cozimento podem ser completadas sob baixas temperaturas sem afetar a textura do produto, e a sua eficácia na redução da formação de acrilamida pode eliminar a necessidade de uma etapa de lavagem modificada compreendendo a colocação em contato do produto com uma solução aquosa. No entanto, a fritura de acabamento a vácuo também permite que as etapas finais de cozimento sejam completadas sob temperaturas mais elevadas do que aquelas que podem ser usadas quando não se efetua a fritura sob vácuo, ao passo em que ainda proporcionam uma concentração reduzida de acrilamida no produto acabado. Observa-se que o produto frito para acabamento a vácuo apresenta uma cloração mais clara do que a amostra de controle, e a transferência de produto de cozimento da operação de pré-fritura para a unidade de fritura de acabamento a vácuo com níveis de umidade mais elevados pode conferir um sabor ameno ao produto. Deve-se ter em conta que o custo de capital do equipamento de fritura de acabamento a vácuo pode ser maior do que aquele do equipamento de secagem ao forno.

De maneira similar, a pré-fritura a vácuo pode ser usada na primeira das duas etapas de aquecimento de uma operação unitária de cozimento modificada. Como um exemplo, uma incorporação da operação unitária de cozimento modificada envolve a pré-fritura a vácuo até um teor de umidade próximo porém acima do nível de umidade limite de 3-4% em massa, seguida por secagem ao forno numa temperatura não superior a cerca de 120°C (250°F) até completar o cozimento. Devido à pré-fritura sob vácuo, o produto pode ser frito numa temperatura mais baixa, produzindo assim menos acrilamida. Além disso, a secagem ao forno numa temperatura igual ou menor que cerca de 120°C (250°F) assegura que pouca ou nenhuma acrilamida adicional seja formada durante a etapa de secagem ao forno. A vantagem de utilizar a pré-fritura a vácuo na primeira das duas etapas de aquecimento, particularmente quando isto é feito abaixo de cerca de 120 °C (250°F) e mesmo abaixo de cerca de 140°C (284°F) quando sob vácuo, é que pouca ou nenhuma acrilamida será formada na primeira etapa, ao passo em que a pré-fritura geralmente produz pelo menos algum nível de acrilamida. No entanto, a fritura a vácuo na primeira etapa de aquecimento pode resultar num produto acabado com características diferentes.

Para linhas de produtos assados, que podem envolver petiscos fabricados ou produtos tais como cereais, biscoitos, bolachas, roscas duras e pão, uma outra incorporação da invenção compreende uma operação unitária de cozimento modificada com uma primeira etapa de cozimento em temperatura mais elevada e uma segunda etapa de cozimento em temperatura mais baixa. Na operação unitária de cozimento desta incorporação, o produto é primeiramente cozido numa temperatura mais elevada (acima de cerca de 120°C (250°F)) até que o seu teor de umidade se reduza para cerca de 4% a cerca de 10% em massa. O produto é então secado ao forno (secado para acabamento ou assado) numa temperatura não superior a cerca de 120°C (250°F) até que se atinja o nível de umidade desejado, tipicamente cerca de 1% a cerca de 3% em massa. Por exemplo, um forno de convecção pode ser usado na primeira etapa de aquecimento em temperatura mais elevada para reduzir o teor de umidade do produto para cerca de 10% em massa. O forno pode ser dividido em quatro zonas de aquecimento nas quais a temperatura é o mais alta na primeira zona e gradualmente se reduz através das três zonas remanescentes. Um forno de fluxo para baixo, se zona única, do tipo de convecção pode ser usado na segunda etapa de aquecimento de temperatura mais baixa para completar o processo de cozimento. Outros tipos de forno, no entanto, podem ser usados para as duas etapas de aquecimento desta incorporação. Além disso, a segunda etapa de aquecimento de temperatura mais baixa desta incorporação em particular, tal como aquela de incorporações envolvendo pré-fritura seguida por secagem ao forno, pode ser efetuada sob uma temperatura de cerca de 100°C (212°F) e ligeiramente abaixo da pressão atmosférica de maneira que pouca ou nenhuma acrilamida adicional é formada após a primeira etapa de aquecimento de temperatura mais elevada.

Em ensaios utilizando um exemplo de incorporação que envolveu uma primeira etapa de cozimento em temperatura mais elevada e uma segunda etapa de cozimento em temperatura mais baixa, pedaços de batata fabricados foram primeiramente cozidos numa temperatura acima de cerca de 120 °C (250 °F) até que o nível de umidade se reduzisse para aproximadamente 10% em massa. Os pedaços foram então secos para acabamento sob uma temperatura de cerca de 110 °C (230 °F) durante cerca de 10 minutos até que o teor de umidade se reduziu para cerca de 1,7-2,2% em massa. Níveis finais de acrilamida de cerca de 100-200 ppb foram relatados. No entanto, quando diversas amostras de pedaços parcialmente cozidos foram secos para acabamento sob uma temperatura de cerca de 120 °C (250 °F) até cerca de 1,6% de umidade em massa, níveis de acrilamida de entre 470 e 750 ppb foram relatados. Além disso, níveis substancialmente mais elevados de acrilamida de entre 460 e 1900 ppb foram produzidos quando amostras de fatias parcialmente assadas foram fritas para acabamento sob uma temperatura de cerca de 132 °C (270 °F) a cerca de 1,6-2,2% de umidade em massa. Estes resultados renfatizam a importância de manter a temperatura de cozimento ou secagem de um produto de cozimento numa temperatura igual ou inferior a cerca de 120 °C (250 °F) durante as etapas finais de cozimento. Este princípio se aplica não apenas ao cozimento de pedaços de batata fabricados mas também a outros produtos fabricados derivados de batata, milho, cevada, trigo, centeio, arroz, aveias, milho miúdo e outros grãos à base de amido. Este princípio também se aplica ao cozimento de alimentos crus tais como inhames e bananas da terra.

Numa outra incorporação da presente invenção, ao invés de dividir a operação unitária de cozimento modificada em uma primeira etapa de aquecimento em temperatura mais elevada e uma segunda etapa de aquecimento em temperatura mais baixa, a operação unitária de cozimento modificada compreende uma fritura a vácuo para a totalidade do processo de cozimento. A Figura 12 apresenta os resultados e condições operacionais de diversos exemplos de uma incorporação como esta. Nos Ensaios 1-4 121,122,123,124, vários grupos de controle de batatas para petisco do tipo Hermes descascadas, fatiadas, com 1,45 mm de espessura foram lavadas em água sob temperatura ambiente durante cerca de 30 segundos, sendo a seguir processados através de uma fritadeira contínua padrão. A temperatura do óleo na entrada da fritadeira foi variada dentro de uma faixa de cerca de 165 a cerca de 180 0C (329-356°), e as amostras de controle foram fritas durante cerca de 3-4 minutos, resultando em níveis de acrilamida superiores a 300 ppb. Em contraste, as amostras de ensaio nos Ensaios 5-7 125, 126, 127 produziram (todas elas) concentrações de acrilamida abaixo de 60 ppb após fritura a vácuo em baixa temperatura durante cerca de 4 a cerca de 10 minutos sob temperaturas na faixa de cerca de 100 a cerca de 140 ºC (212-284 °F) e pressões variando de cerca de 50 até cerca de 100 milibares. Conforme pode ser visto a partir dos dados, a fritura a vácuo sob temperaturas reduzidas diminuiu dramaticamente a quantidade de acrilamida formada. Além disso, pouca ou nenhuma acrilamida é formada quando o produto é frito à vácuo abaixo de uma temperatura de cerca de 120 ºC (250 °F) ao longo de todo o processo de cozimento. Os Ensaios 6 e 7 126, 127, por exemplo, mostram que a fritura a vácuo sob uma temperatura de cerca de 120 ºC (250 ºF) e numa pressão não superiora 100 milibares resulta em níveis virtualmente indetectáveis (menos de 5 ppb) de acrilamida. A vantagem da fritura numa temperatura abaixo de cerca de 120 ºC (250 °F) é que pouca ou nenhuma acrilamida é formada, ao passo em que a pré- fritura em alta temperatura faz com que pelo menos alguma acrilamida se forme. No entanto, temperaturas superiores a cerca de 120 ºC (250 °F) podem ser usadas quando se emprega fritura a vácuo ou fritura de acabamento a vácuo, ainda assim atingindo uma concentração reduzida de acrilamida no produto acabado. Por exemplo, no Ensaio 5 125, a fritura a vácuo sob uma temperatura de cerca de 140 ºC (284 °F) resultou num produto com um teor de acrilamida de cerca de 53 ppb. Em vista deste resultado, parece provável que a fritura de acabamento a vácuo ou a fritura a vácuo isoladamente possa resultar em produtos apresentando menos de cerca de 100 ppb de acrilamida sob temperaturas de até cerca de 143 ºC (290 ºF). Deve ser observado, no entanto, que a fritura a vácuo ao longo de todo o processo de cozimento pode alterar significativamente a textura, aparência e sabor do produto.

Para linhas de produtos assados, que podem envolver petiscos fabricados, cereais e outros produtos de amido ou à base de massa conforme explicado acima, a operação unitária de cozimento modificada pode compreender de forma alternativa um cozimento em baixa temperatura por todo o processo de cozimento. O cozimento em baixa temperatura pode ser executado em temperaturas iguais ou menores que cerca de 120 ºC (250 °F) tal que pouca ou nenhuma acrilamida se forme. No entanto, o cozimento em baixa temperatura pode criar produtos de coloração mais clara, ao passo em que o cozimento em temperatura mais elevada pode criar produtos de coloração mais escura. Assim, a aplicabilidade do cozimento em baixa temperatura depende em parte das características de cloração desejadas no produto final.

Esta invenção contempla a combinação dos ensinamentos do presente documento com respeito a várias manipulações de operações unitárias com o objetivo de alcançar um nível desejado de acrilamida no produto final juntamente com as características desejadas do produto final. As combinações usadas dependem do produto inicial e do produto final desejado e podem ser ajustadas por um indivíduo versado na técnica de acordo com os ensinamentos do presente documento. O efeito do pH sobre a formação de acrilamida constitui um outro fator que pode ser considerado e combinado com os ensinamentos contidos no presente documento.

Deve ser observado o fato de que mudanças nas características do produto final, tais como alterações na cloração, sabor e consistência podem ser ajustadas por diversas maneiras. Por exemplo, características de cloração em petiscos de batata podem ser ajustadas através do controle da quantidade de açúcares no produto inicial. Algumas características de sabor podem ser alteradas por meio de adição de vários agentes saporificantes ao produto final. A textura física do produto pode ser ajustada, por exemplo, por meio de adição de agentes de fermentação ou vários emulsificantes.

Embora a invenção tenha sido particularmente ilustrada e descrita fazendo referência a uma ou mais incorporações, deverá ser compreendido por aqueles versados na técnica que várias abordagens para a redução de acrilamida em alimentos processados termicamente podem ser feitas sem abandonar o espírito e o escopo da presente invenção. Por exemplo, embora o processo tenha sido revelado no presente documento com respeito a produtos de batata, o processo também pode ser usado no processamento de produtos alimentícios feitos a partir de milho, cevada, trigo, centeio, arroz, aveias, milho miúdo e outros grãos à base de amido. Além dos petiscos de batata, a invenção pode ser usada na fabricação de petiscos de milho e outros tipos de petiscos, assim como em cereais, biscoitos, bolachas, roscas duras, pães e bisnagas, e a crosta de empanamento para carnes empanadas. Em cada um destes alimentos, o método da presente invenção para a manipulação de uma ou mais operações unitárias pode ser combinado com outras estratégias para a redução de acrilamida a fim de produzir um nível aceitável de acrilamida sem afetar negativamente o sabor, cloração, odor ou outras características de um alimento em particular.

Claims

1. MÉTODO PARA A REDUÇÃO DO TEOR DE ASPARAGINA EM UM PRODUTO ALIMENTÍCIO caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) disponibilização contínua de um alimento de batatas não tratadas apresentando uma primeira concentração de asparagina; e (b) lixiviamento da asparagina do referido alimento de batatas não tratadas com um extrato de batatas deficiente em asparagina apresentando uma temperatura de entre cerca de 1OO0F e cerca de 150°F, formando desta maneira: (c) um extrato pós-lixiviamento contendo asparagina, e (d) uma corrente de batatas tratadas apresentando uma segunda concentração de asparagina que é mais baixa do que a referida primeira concentração.

2. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido lixiviamento da etapa (b) compreende adicionalmente lixiviamento contra-corrente.

3. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é executada utilizando um extrator do tipo de rosca.

4. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é executada utilizando um extrator do tipo tanque de lavagem.

5. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é executada utilizando um extrator de percolação do tipo Bollman.

6. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido extrato de batatas deficiente em asparagina e o referido alimento de batatas não tratadas se encontram em equilíbrio entre si com respeito às concentrações de água-matéria solúvel que não seja a asparagina.

7. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as seguintes etapas: (a) remoção da asparagina do referido extrato pós-lixiviamento com pelo menos uma unidade para remoção de asparagina, regenerando desta maneira o referido extrato de batatas deficiente em asparagina; (b) reutilização do referido extrato de batatas deficiente em asparagina na etapa (b).

8. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 7 caracterizado pelo fato de que o referido alimento de batatas não tratadas contém adicionalmente amido, a etapa (b) compreende adicionalmente o lixiviamento do amido do referido alimento de batatas não tratadas com o referido extrato de batatas deficiente em asparagina, o referido extrato pós-lixiviamento contém adicionalmente amido, e a etapa (c) compreende adicionalmente a remoção do amido do referido extrato pós-lixiviamento com uma unidade para remoção de amido.

9. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 7 caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende adicionalmente a percolação do referido extrato pós-lixiviamento através de uma coluna de extração preenchida com uma resina trocadora de íons.

10. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 7 caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende adicionalmente a percolação do referido extrato pós-lixiviamento através de uma coluna de extração preenchida com uma resina de asparaginase imobilizada.

11. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 10 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de remoção da amônia do referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

12. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 7 caracterizado pelo fato de que uma quantidade eficaz de asparaginase é adicionada ao referido extrato pós-lixiviamento da etapa (c) tal que o referido extrato de batatas deficiente em asparagina compreenda menos de cerca de 50% da concentração de asparagina no referido extrato pós-lavagem.

13. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 10 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de remoção da amônia do referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

14. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a referida corrente de batatas tratadas compreende fatias de batata e onde as referidas fatias de batata são pré-fritas em óleo para cozimento apresentando uma temperatura acima de cerca de 120 0C até que as referidas fatias de batata apresentem um teor de umidade de entre cerca de 3% em massa e cerca de 10% em massa formando desta maneira um conjunto de fatias de batata pré-fritas, e que o cozimento das referidas fatias de batata pré-fritas se dá a menos de cerca de 120 0C até que as referidas fatias de batata pré-fritas apresentem um teor de umidade final variando de cerca de 1 % em massa até cerca de 2% em massa formando desta maneira um conjunto de petiscos de batata apresentando uma concentração de acrilamida reduzida.

15. MÉTODO PARA A REDUÇÃO DO TEOR DE ASPARAGINA EM UM PRODUTO ALIMENTÍCIO caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) disponibilização contínua de um alimento de batatas substancialmente não tratadas onde o referido alimento de batatas não tratadas contém asparagina; (b) lixiviamento de água-solutos solúveis do referido alimento de batatas não tratadas com uma corrente de água pura, formando desta maneira um extrato pós-lixiviamento contendo asparagina, assim como uma corrente de batatas tratadas apresentando níveis de asparagina reduzidos; (c) remoção da asparagina do referido extrato pós-lixiviamento com pelo menos uma unidade para remoção de asparagina formando desta maneira um extrato de batatas deficiente em asparagina; (d) restituição de pelo menos uma porção da água e solutos solúveis anteriormente extraídos do referido extrato de batatas deficiente em asparagina às referidas batatas tratadas, onde a etapa (d) ocorre com uma unidade de absorção/reabastecimento até que se alcance um estado estável.

16. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o referido alimento de batatas não tratadas contém adicionalmente amido, a etapa (b) compreende adicionalmente o lixiviamento do amido do referido alimento de batatas não tratadas com a referida corrente de água pura.

17. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o referido lixiviamento da etapa (b) compreende adicionalmente lixiviamento contra-corrente, e a etapa (d) é executada por meio da colocação em contato contra-corrente das referidas batatas tratadas com o referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

18. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 17 caracterizado pelo fato de que a etapa (d) é executada utilizando um extrator do tipo de rosca.

19. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 17 caracterizado pelo fato de que a etapa (d) é executada utilizando um extrator do tipo tanque de lavagem.

20. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 17 caracterizado pelo fato de que a etapa (d) é executada utilizando um extrator de percolação do tipo Bollman.

21. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é executada utilizando um extrator do tipo de rosca.

22. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é executada utilizando um extrator do tipo tanque de lavagem.

23. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a etapa (b) é executada utilizando um extrator de percolação do tipo Bollman.

24. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende adicionalmente a percolação do referido extrato pós-lixiviamento através de uma coluna de extração preenchida com uma resina trocadora de íons.

25. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 24 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma etapa de remoção de amônia do referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

26. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a unidade removível da etapa (c) compreende extrato pós-lavagem e um extrato de batatas deficiente em asparagina onde a etapa c) compreende adicionalmente a adição de uma quantidade eficaz de asparaginase tal que o referido extrato de batatas deficiente em asparagina compreenda menos de cerca de 50% de concentração de asparagina no referido extrato pós-lavagem.

27. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 26 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de remoção de amônia do referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

28. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida corrente de batatas tratadas compreende fatias de batata e onde as referidas fatias de batata são pré-fritas em óleo para cozimento apresentando uma temperatura acima de cerca de 120 0C até que as referidas fatias de batata apresentem um teor de umidade de entre cerca de 3% em massa e cerca de 10% em massa formando desta maneira um conjunto de fatias de batata pré-fritas, sendo que o cozimento das referidas fatias de batata pré-fritas se dá a menos de cerca de 120 0C até que as referidas fatias de batata pré-fritas apresentem um teor de umidade final variando de cerca de 1% em massa até cerca de 2% em massa formando desta maneira um conjunto de petiscos de batata apresentando uma concentração de acrilamida reduzida.

29. MÉTODO PARA A REDUÇÃO DA FORMAÇÃO DE ACRmAMTOA EM UM PRODUTO ALIMENTÍCIO PROCESSADO TERMIC AMENTE caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) disponibilização de um conjunto de fatias de batata não tratadas apresentando uma primeira concentração de asparagina; (b) lixiviamento de forma seletiva da asparagina das referidas fatias de batata com um extrato de batatas deficiente em asparagina para fabricar um conjunto de fatias de batata tratadas apresentando uma segunda concentração de asparagina que é mais baixa do que a referida primeira concentração, onde a referida lixiviação é efetuada por um ou mais extratores selecionados do grupo composto por um extrator do tipo de rosca, um extrator do tipo tanque de lavagem e um extrator de percolação do tipo Bollman; (c)processamento térmico das referidas fatias de batata sob uma temperatura maior do que cerca de 120 °C.

30. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 29 caracterizado pelo fato de que o referido lixiviamento da etapa b) ocorre durante pelo menos 15 minutos.

31. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 29 caracterizado pelo fato de que o referido extrato de batatas deficiente em asparagina é aquecido até uma temperatura de entre cerca de 100 0Fecercade 150 0F.

32. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 29 caracterizado pelo fato de que o referido extrato de batatas deficiente em asparagina da etapa b) compreende entre cerca de 0,5 gramas e cerca de 2 gramas de batata crua por 1 ml de solução adicionada.

33. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 29 caracterizado pelo fato de que o referido extrato de batatas deficiente em asparagina compreende entre cerca de 3000 unidades a cerca de 100,000 unidades de asparaginase por 1,4 litros do referido extrato de batatas deficiente em asparagina.

34.MÉTODO PARA A REDUÇÃO DO TEOR DE ASPARAGINA EM UM INGREDIENTE ALIMENTÍCIO caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) disponibilização de um ingrediente alimentício apresentando uma primeira concentração de asparagina; e (b) lixiviamento de forma seletiva da asparagina do referido ingrediente alimentício com um extrato alimentício deficiente em asparagina, tal que o referido ingrediente alimentício apresente uma segunda concentração de asparagina que é mais baixa do que a referida primeira concentração^ onde o referido lixiviamento seletivo ocorre durante pelo menos 15 minutos.

35. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 34 caracterizado pelo fato de que o referido extrato alimentício deficiente em asparagina é aquecido até uma temperatura de entre cerca de 100 0Fecerca de 150 °F.

36. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 34 caracterizado pelo fato de que o referido extrato alimentício deficiente em asparagina da etapa b) compreende entre cerca de 0,5 gramas e cerca de 2 gramas de um alimento cru por cada 1 ml de solução adicionada.

37. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 34 caracterizado pelo fato de que o referido extrato alimentício deficiente em asparagina compreende entre cerca de 3,000 unidades a cerca de 100,000 unidades de asparaginase por quilograma de alimento cru usado para fabricar o referido extrato alimentício deficiente em asparagina.

38. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 34 caracterizado pelo fato de que o referido ingrediente alimentício compreende um ingrediente de alimento fatiado.

39. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 38 caracterizado pelo fato de que o referido ingrediente alimentício fatiado compreende batata.

40. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 34 caracterizado pelo fato de que o referido ingrediente alimentício compreende batatas fritas à francesa.

41. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 34 caracterizado pelo fato de compreender um ou mais ingredientes alimentícios selecionados do grupo composto por arroz, trigo, milho, cevada, soja, aveias e grãos de cacau torrados.