ES2222590T3 - Productos en emulsion gelificados que contienen quitosano. - Google Patents

Productos en emulsion gelificados que contienen quitosano.

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ES2222590T3 ES98921384T ES98921384T ES2222590T3 ES 2222590 T3 ES2222590 T3 ES 2222590T3 ES 98921384 T ES98921384 T ES 98921384T ES 98921384 T ES98921384 T ES 98921384T ES 2222590 T3 ES2222590 T3 ES 2222590T3
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Abstract

Un producto en emulsión gelificado y esterilizado que contiene proteínas, lípidos, hidratos de carbono y un aglutinante. El aglutinante está constituido por quitosán o una mezcla de quitosán y un polifosfato. El producto en emulsión es menos susceptible de perder la grasa y el almidón durante la esterilización y posee una textura firme, relativamente elástica. El producto en emulsión gelificado y esterilizado puede proporcionarse en forma de alimento para animales de compañía en forma gránulos para añadir a líquido.

Description

Productos en emulsión gelificados que contienen quitosano.
Esta invención se refiere a un producto en emulsión gelificado y esterilizado; por ejemplo análogos de carne o pescado. La invención se refiere además a un proceso de fabricación del producto en emulsión gelificado y al uso de quitosano y de un polifosfato de calidad alimentaria como aglutinante para los productos en emulsión gelificados.
Los productos en emulsión gelificados se utilizan normalmente como artículos alimenticios. Tal es el caso en especial de la industria de piensos para animales de compañía, en la que se emplean como análogos de carne o de pescado. Sin embargo se emplean también en otros ámbitos, por ejemplo los embutidos. En la industria fabricante de comida para animales de compañía estos productos se suministran por lo general enlatados en una de las dos formas siguientes: productos de tipo pan (barra) y productos de tipo pedazos.
Los productos de tipo barra se preparan normalmente triturando el material de carne o de pescado y mezclando este material con otras fuentes de proteínas y grasas, si fuera necesario se añaden agua, sal, especias, agentes de curado y agentes gelificantes para obtener un batido. A continuación se calienta el batido. El batido caliente se envasa seguidamente en latas para obtener, después del tratamiento en estufa (retorta) y del enfriamiento, una barra de carne o de pescado.
Los productos de tipo pedazos pueden fabricarse de manera similar; la principal diferencia estriba en la elección de los agentes gelificantes específicos que proporcionan una estructura más dura y más tenaz. Por ejemplo, en la solicitud de patente europea 0018153 se describe un sistema de gelificación compuesto por un carragenano y un glucomanano que puede utilizarse para fabricar estos productos de tipo pedazos. Se mezclan los componentes que constituyen el producto, se calientan hasta más de 100ºC para formar un gel, se envasan en latas y después se esterilizan a 130ºC durante un período de tiempo de 50 a 60 minutos.
Como alternativa, los productos del tipo pedazos pueden fabricarse en forma de emulsiones formuladas, cuyo aspecto guarda una gran similitud con el aspecto de la carne o del pescado. En la patente US-4 781 939 se describe un ejemplo de proceso para fabricar estas emulsiones formuladas. En este proceso se prepara una emulsión viscosa a partir de carne, materiales proteináceos (por ejemplo gluten de trigo y harina de soja), vitaminas, sales minerales, etcétera. A continuación se pasa la emulsión viscosa por un molino de gran velocidad para emulsiones, en el que dicha emulsión se calienta rápidamente. La emulsión que sale del molino se deja coagular seguidamente para formar un producto en emulsión sólido. Este producto en emulsión sólido se corta después en pedazos. Un proceso similar se describe en la patente US-5 132 137.
En la patente publicada con el número US-5 037 664 se describe un método de fomentar la gelificación durante la fabricación de partículas de alimento de tipo gel, en el que se reticula el quitosano con componentes iridoides. La reticulación se realiza ya sea para reducir la fragilidad del gel o para reforzar dicho gel. Las partículas de tipo gel son idóneas para la formación de películas de gel.
En todos los casos, después de haberse envasado los productos en emulsión en latas, las latas se someten a un tratamiento térmico en estufa (retorta) con el fin de esterilizar térmicamente los productos en emulsión. La operación de tratamiento térmico en estufa (retorta) es muy intensa, alcanzándose en períodos de tiempo relativamente cortos temperaturas de hasta 130ºC. Esto puede provocar el desprendimiento de grasas y almidón por parte de los productos en emulsión; es un fenómeno conocido como exudación por cocción (cook out). Este fenómeno predomina sobre todo en producto en emulsión que tienen un alto contenido de agua. Si se produce tal exudación, el aspecto del producto resulta afectado negativamente; a menudo en un grado considerable. Esto puede traducirse en una gran reducción de la aceptación por parte del consumidor.
Es, pues, un objeto de la presente invención proporcionar un producto en emulsión que sea menos susceptible a dicha exudación (cook out).
Por consiguiente, en un aspecto de esta invención se proporciona un producto de emulsión gelificado, esterilizado térmicamente, que contiene proteínas, lípidos, carbohidratos y un aglutinante; el aglutinante consta de quitosano y un polifosfato de calidad alimentaria. El producto en emulsión gelificado se proporciona con preferencia en forma de pedazos en un líquido. El líquido puede ser una salsa (sauce; gravy).
De modo sorprendente, los productos en emulsión gelificados, en los que el aglutinante consta de un quitosano, son capaces de resistir los procedimientos normales de esterilización con una exudación (cook out) limitada de lípidos y almidón. Tal es el caso incluso cuando los productos tienen una concentración relativamente alta de lípidos. Además, los productos en emulsión gelificados tienen una textura mejorada por el hecho de que presentan una mejor firmeza y poseen buena elasticidad.
Además el aglutinante contiene con preferencia un polifosfato de calidad alimentaria; por ejemplo difosfato sódico.
En otro aspecto, esta invención proporciona el uso de quitosano y de polifosfato de calidad alimentaria como aglutinantes para la fabricación de un producto en emulsión gelificado y esterilizado con calor.
Las formas de ejecución que se describen ahora son meramente ejemplos. La invención proporciona un producto en emulsión gelificado, esterilizado con calor, que contiene proteínas, lípidos, hidratos de carbono y un aglutinante.
Las proteínas pueden proporcionarse en forma de material de carne, proteínas animales o lácticas y proteínas vegetales, o mezclas de las mismas. Puede utilizarse cualquier tipo idóneo de material de carne, por ejemplo carne muscular o locomotora, subproductos cárnicos, por ejemplo corazón, hígado, riñones, lengua o una mezcla de carne y subproductos cárnicos. El material puede obtenerse además de cualquier otra fuente idónea, por ejemplo ganado, volatería y pescado. El material de carne puede adoptar además la forma de harina de carne, por ejemplo harina de pollo, harina de pescado, harina de carne roja y mezclas de las anteriores. Las proteínas animales o lácticas idóneas que pueden utilizarse incluyen las proteínas de huevo, suero y caseína o mezclas de las mismas. Las proteínas vegetales idóneas que pueden utilizarse incluyen el gluten de trigo, la harina de soja, los concentrados de proteína de soja, los aislados de proteína de soja, los aislados de proteína de guisante, etc. o mezclas de las mismas. La elección exacta de la proteína utilizada dependerá de factores tales como la disponibilidad, el coste y la palatabilidad. La proteína constituye por ejemplo del 5 al 15% en peso del producto en emulsión gelificado.
El lípido puede proporcionarse en forma de grasas y aceites animales o vegetales idóneos, o ambos. Si la proteína se aporta en forma de un material de carne, el material de carne es posible que proporcione la cantidad deseada de lípidos y por ello ya no sea necesaria de la adición de otros lípidos. Son ejemplos idóneos de grasas animales el sebo, las grasas de pollo, las grasas de cerdo, las grasas de ternera, etcétera. Son ejemplos idóneos de grasas y aceites vegetales el aceite de palma hidrogenado, el aceite de maíz, el aceite de girasol, el aceite de colza, etcétera.
El producto en emulsión contiene por ejemplo un nivel máximo de lípidos del 25% en peso. De modo conveniente, la cantidad de lípidos en la emulsión se sitúa entre el 2% y el 15% en peso, con mayor preferencia entre el 5% y el 12% en peso.
Los hidratos de carbono se aporta con preferencia en forma de almidón o de harina. Las fuentes idóneas de hidratos de carbono son el almidón de trigo, el almidón de patata, el almidón de maíz, la harina de trigo, la harina de maíz, la harina de avena, la harina de centeno, la harina de arroz, etcétera. Pueden añadirse también azúcares. Los hidratos de carbono, por ejemplo en forma de almidón o harina, constituyen del 3% al 15% en peso del producto en emulsión gelificado.
Los ingredientes adicionales, por ejemplo sales, especias, aderezos, agentes saborizantes, sales minerales, etcétera, pueden incluirse también en el producto en emulsión. La cantidad de ingredientes adicionales empleados será tal que sume con preferencia entre un 0,5% y un 5% en peso del producto en emulsión.
El aglutinante contiene quitosano. El quitosano constituye con preferencia del 0,05% al 2% en peso del producto en emulsión, con mayor preferencia del 0,1% al 1% en peso. Además del quitosano, el agente aglutinante contiene un polifosfato de calidad alimentaria; por ejemplo un difosfato del tipo Na_{4}P_{2}O_{7}. El polifosfato constituye con preferencia del 0,05% al 2% en peso del producto en emulsión, con mayor preferencia del 0,1% al 1% en peso.
El producto en emulsión puede fabricarse emulsionando las proteínas, los hidratos de carbono y los lípidos para formar una emulsión primaria. En esta etapa pueden añadirse también los ingredientes adicionales, por ejemplo las sales, las especias, los aderezos, los agentes saborizantes, las sales minerales, etcétera. El agua puede incluirse también en la emulsión primaria, hasta constituir del 50% al 90% en peso de dicha emulsión primaria. Si las proteínas llevan humedad suficiente, en especial cuando las proteínas se aportan en forma de material de carne, no es necesaria la adición de agua. Para preparar la emulsión primaria es particularmente indicado el uso de una máquina emulsionadora u homogeneizadora de alta velocidad.
A continuación se añade el polifosfato a la emulsión primaria y se hace reaccionar con las proteínas. El período de reacción puede variar de forma discrecional y puede situarse dentro del intervalo comprendido entre 2 minutos y 24 horas.
A continuación se añade el quitosano a la emulsión primaria, con preferencia en forma de solución. Seguidamente se somete la emulsión primaria a un mezclado o emulsionado posterior. Después se calienta la emulsión primaria a una temperatura superior a 65ºC, por ejemplo en una máquina mezcladora y cocinadora. Si se desea se puede inyectar vapor a la emulsión primaria.
Si se desea fabricar producto de tipo pedazos, puede extruirse la emulsión calentada, enfriarse y cortarse en pedazos. Como alternativa, los pedazos de emulsión formulada pueden fabricarse por calentamiento rápido de la emulsión primaria en una molino para emulsiones descrito en las patentes US-4 781 939 y US-5 132 137. Los pedazos pueden mezclarse seguidamente con un líquido idóneo, por ejemplo una salsa o gelatina y envasarse en latas u otro tipo de recipientes. La salsa puede fabricarse a partir de agua, almidón, agentes saborizantes idóneos y eventualmente gomas.
Sin embargo, si se desea producir un producto de tipo barra, la emulsión calentada puede envasarse directamente en latas u otros recipientes. A continuación se sellan y esterilizan las latas o los recipientes de otros tipos. La esterilización se efectúa por lo general a una temperatura en torno a 120ºC y por un período de tiempo de 15 minutos como mínimo.
El producto en emulsión gelificado obtenido sufre una exudación mucho menor de grasas y almidones, proporcionando un producto de excelente aspecto. Además, el producto en emulsión gelificado tiene una textura firme, relativamente elástica.
A continuación se describen ejemplos específicos para mayor ilustración. Los ejemplos 1 y 3 no están comprendidos dentro del alcance de las reivindicaciones.
Ejemplo 1
Se tritura espalda y pata delantera de cerdo congeladas y se emulsionan en un homogeneizador con grasa de lomo de cerdo. Se añaden hidratos de carbono en forma de almidón de trigo y sales y se mezcla la masa a baja velocidad. Se añade agua y se emulsiona la mezcla a gran velocidad.
Se divide la mezcla en dos partes. Se disuelve el quitosano (Seacure CL313 suministrado por Pronova A/S de Noruega) en agua, obteniéndose una solución del 2% al 3% en peso. El quitosano tiene un porcentaje de desacetilación del 83% y un pH de 4,5. Se añade la solución de quitosano a una parte de la mezcla; la otra parte constituye el control. Se calientan las mezclas a 78ºC durante 30 minutos y después se dejan enfriar, obteniéndose productos en emulsión gelificados. Los componentes utilizados para producir cada uno de los productos en emulsión gelificados son los siguientes:
producto % de carne % de grasa % de almidón % quitosano % de sal % agua añad.
1 35 12 10 0,5 2 40,5
control A 35 12 10 - - 2 41
Se cortan en trozos los productos en emulsión gelificados y se envasan en latas con agua. Se sellan las latas y se esterilizan a 121ºC durante 20 minutos. A continuación se dejan enfriar las latas.
Se abren las latas y se inspecciona visualmente su contenido. Los trozos del producto 1 son trozos bien formados y de cantos bien definidos. No se aprecia ninguna o muy poca exudación de grasa o de almidón. Los pedazos del grupo de control A tienen cantos menos definidos. Se observa rápidamente la exudación de grasa y almidón.
Se toma una muestra de pedazos de cada producto y se corta en una probeta de 15 mm por 15 mm por 25 mm. Se analizan las propiedades de rotura de cada pieza en un dinamómetro Instron 1122 con una velocidad constante de alejamiento recíproco de las mordazas constante de 20 mm por minuto. Se obtienen los siguientes valores de tensión (stress) y deformación (alargamiento, strain).
producto tensión de rotura (kPa) alargamiento a la rotura
1 3,5 0,115
control A 2,4 0,105
El producto 1 tiene un valor más alto de tensión que el producto de control, lo cual indica que es más firme. Además, el producto 1 tiene un valor más alto de alargamiento que el producto de control, lo cual indica que es más elástico.
Se toma otra muestra de pedazos de cada uno de los productos y se congela empleando nitrógeno líquido. Se hacen secciones de 20 \mum de cada muestra de pedazos. Se colocan las secciones sobre portaobjetos de vidrio y se almacenan hasta el momento de su tintura. Se tiñen la mitad de las secciones con una solución de azul anilina y de anaranjado G para conseguir un color azul en el colágeno y la gelatina y un color amarillo en la proteína miofibrilar. Los almidones y las grasas no se colorean. Se tiñe la mitad restante de las secciones empleando una solución de yodo para colorear de azul la amilosa, de púrpura la amilopectina y de amarillo las proteínas. Las grasas no se colorean. Se emplea un microscopio Nikon FXA para examinar las secciones y se aplica un contraste de interferencia diferencial para aumentar el contraste en las tinturas de las proteínas. La estructura de los productos es similar excepto en que las muestras del producto 1 indican una interacción entre el quitosano y las proteínas y la amilosa.
Ejemplo 2
Se repite el proceso del ejemplo 1, excepto que ahora se preparan dos mezclas diferentes con diferentes contenidos de carne, grasa y agua. Además, antes de la adición de la solución de quitosano se añade a cada mezcla un polifosfato (P_{2}O_{7}). Los componentes empleados para obtener cada producto en emulsión gelificado son los siguientes:
producto % carne % grasa % almidón % quitosano % sal P_{2}O_{5} % agua añad.
2 35 12 10 0,5 2 0,5 40
3 29 10 8,3 0,4 1,7 0,4 50,2
control B 35 12 10 - - 2 0,5 40,5
control C 29 10 8,3 - - 1,7 0,4 50,6
Se abren las latas y se inspecciona visualmente su contenido. Los pedazos de los productos 2 y 3 están bien formados y con cantos nítidos y bien definidos. No se aprecia exudación de grasas ni almidón, o muy poca. Los pedazos de los productos de control B y C tienen cantos menos definidos. Se aprecia claramente la exudación de grasa y almidón.
Se toma una muestra de pedazos de cada uno de los productos y se analiza empleando un dinamómetro Instron 1122 cuyas mordazas se separan a una velocidad constante de 20 mm por minuto. Se obtienen los siguientes valores de tensión y alargamiento.
producto tensión de rotura (kPa) alargamiento a la rotura
2 6 0,12
3 3,5 0,137
control B 3,8 0,150
control C 2,8 0,142
El producto de control C es demasiado débil y aguado para poder medir la tensión y el alargamiento. Los productos 2 y 3 tienen un valor más elevado de tensión que el producto de control del mismo contenido de agua, lo cual indica que son más firmes. Además, los productos de control tienen un valor de alargamiento mayor que el producto 2, lo cual indica que los productos de control son más elásticos. Se observa además que el producto 2 tiene un valor más alto de tensión y de alargamiento que el producto 1 del ejemplo 1, lo cual indica un efecto sinergético entre el quitosano y el polifosfato.
Se toma de cada producto una muestra adicional de pedazos y se analiza su estructura del modo descrito en el ejemplo 1. La estructura de los productos de control B y C está hecha de fragmentos de fibras musculares y hay una red de proteínas musculares que envuelve los gránulos de almidón y la grasa. La estructura de los productos 2 y 3 es muy diferentes y está constituida por una red de proteínas reforzada por el quitosano que envuelve los gránulos de almidón y la grasa. El quitosano parece que reticula con el polifosfato, que está integrado en la estructura proteica.
Ejemplo 3
Se repite el proceso del ejemplo 1 excepto que ahora se emplea filete de bacalao en lugar de carne, aceite vegetal en lugar de grasa de cerdo, y almidón de patata en lugar de almidón de trigo. Se preparan además dos mezclas diferentes con diferentes contenidos de pescado, grasa y agua. Los componentes empleados para la preparación de cada uno de los productos en emulsión gelificados son los siguientes.
producto % pescado % aceite % almidón % quitosano % sal % agua añad.
4 50 4 10 0,5 2 33,5
5 45 3,6 9 0,45 1,8 40,15
control D 50 4 10 - - 2 34
control E 45 3,6 9 - - 1,8 40,6 
\newpage
Se cortan los productos en emulsión gelificados en pedazos y se envasan en latas con agua. Se sellan las latas y se esterilizan a 121ºC durante 20 minutos. Se dejan enfriar las latas.
Se abren las latas y se inspecciona visualmente su contenido. Los pedazos de los productos 4 y 5 están bien formados y tienen cantos bien definidos. No se observa exudación de grasa ni de almidón, o muy poca. Los pedazos de los productos de control D y E tienen cantos menos definidos. Se observa fácilmente la exudación de grasa y almidón.
Se toma de cada producto una muestra de pedazos y se analiza empleando un dinamómetro Instron 1122 con una velocidad constante de separación de las mordazas de 20 mm por minuto. Se obtienen los siguientes valores de tensión y de alargamiento.
producto tensión de rotura (kPa) alargamiento a la rotura
4 8,4 0,09
5 5,8 0,09
control D 6,11 0,115
control E 5,2 0,105
Los productos 4 y 5 tienen valores más elevados de tensión que los productos de control que tienen contenidos similares de agua, lo cual indica que son más firmes. Sin embargo, los productos 4 y 5 tienen un valor más bajo de alargamiento que los productos de control correspondientes, lo cual indica que son menos elásticos.

Claims (5)

1. Un producto alimentario en emulsión, gelificado, esterilizado con calor, que contiene proteínas, lípidos, hidratos de carbono y un aglutinante; caracterizado porque el aglutinante contiene quitosano y un polifosfato de calidad alimentaria.
2. Un producto según la reivindicación 1, en el que el polifosfato de calidad alimentaria es el difosfato sódico.
3. Un producto según la reivindicación 2, que contiene del 0,05% al 2% en peso de quitosano y del 0,05% al 2% en peso de difosfato sódico.
4. Un producto según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores que contiene del 5% al 15% en peso de proteínas; del 2% al 15% en peso de lípidos; y del 3% al 15% en peso de hidratos de carbono.
5. El uso del quitosano y de un polifosfato de calidad alimentaria como aglutinante para la fabricación de un producto alimentario en emulsión, gelificado y esterizado con calor.
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