ES2264394B1

ES2264394B1 - "proceso para preparar un polvo de cacao con un bajo contenido de hidratos de carbono".

Info

Publication number: ES2264394B1
Application number: ES200501430A
Authority: ES
Inventors: Zachary Sniderman; Leyla Moulay; Alvin Ibarra
Original assignee: Natraceutical SA
Current assignee: Givaudan France Naturals SAS
Priority date: 2005-06-14
Filing date: 2005-06-14
Publication date: 2008-06-01
Anticipated expiration: 2025-06-14
Also published as: ES2264394A1; WO2006134186A1

Abstract

Proceso para preparar un polvo de cacao con un bajo contenido de hidratos de carbono. Para la obtención del mismo se emplea una hidrólisis enzimática para disminuir el contenido en almidón, sobre un derivado de cacao previamente obtenido mediante una extracción con agua o con agua y alcohol.

Description

Proceso para preparar un polvo de cacao con un bajo contenido de hidratos de carbono.

Descripción de la invención

El objeto de la presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva consiste en un "Proceso para preparar un polvo de cacao con un bajo contenido de hidratos de carbono".

El incremento de las personas con sobrepeso u obesidad producido durante los últimos años a nivel mundial constituye uno de los problemas sanitarios más importantes en la actualidad, y se relaciona con el aumento en la aparición de otras enfermedades como la diabetes o la enfermedad cardiovascular. Además se prevé un aumento para los próximos años tanto en la incidencia de la obesidad como de las enfermedades relacionadas con su presencia. La existencia de este problema y las previsiones del mismo para los próximos años ha impulsado las recomendaciones sobre dietas saludables, aumentado la popularidad de las dietas bajas en hidratos de carbono, también conocidas como dietas "low carb". Por otro lado, es bien conocida la popularidad de productos como los snacks basados en cacao y en el chocolate, y la inclusión de muchos de ellos en el sector de los alimentos saludables y dietéticos.

Antecedentes

Debido a la gran popularidad del cacao y sus derivados, son muchas las patentes que hacen relación a estos productos y a los procesos implicados en su elaboración, alguna de estas patentes guardan estrecha relación con el proceso descrito en la presente invención, pudiéndose considerar el estado de la técnica aplicable.

En concreto, las patentes US2002058092 "Method for recovering aroma concentrate from a caffeine- or theobromine-comprising food base material" y GB 0400981.7 "Chocolate Flavor Extract" tratan sobre la materia prima usada en esta invención. La primera patente, US2002058092, describe la obtención de un producto rico en aromas partiendo de productos ricos en cafeína o teobromina, incluido el cacao, mediante una extracción acuosa y una pervaporización posterior.

La segunda patente, GB 0400981.7, trata de la obtención de un aroma de chocolate partiendo de polvo de chocolate. En cualquier caso, ninguna de las dos patentes hace mención alguna al uso del derivado o subproducto obtenido tras la extracción del aroma.

Por otro lado, la obtención de un cacao bajo en hidratos de carbono es un objetivo perseguido desde hace tiempo y que ya puede datarse desde 1900 en la patente GB190012956 "Improvements in Cocoa Preparation and in the Process of Manufacture thereof, especially adapted for Sufferers from Diabetes" que describe la obtención de un cacao bajo en carbohidratos para su uso en diabéticos, a diferencia de la presente invención, en donde el polvo de cacao bajo en carbohidratos obtenido se dirige al público en general. Los inventores de la obtención del cacao bajo en carbohidratos parten de un polvo de cacao típico al que eliminan los carbohidratos mediante una caramelización y un tratamiento ácido. Las diferencias entre esta patente y presente invención radican tanto en la materia prima usada como en el proceso y en las características del producto final.

La utilización de hidrólisis enzimáticas sobre polvo de cacao también ha sido descrita en otras patentes. Así por ejemplo, en las patentes US4343818 "Cocoa product and process of preparation" y CH622028 "Process for producing sweet foodstuffs from starch-containing vegetable products" describen el uso de amilasa. En la primera de ellas se describe la obtención de un producto útil como saborizante y usan la amilasa para lograr una mayor solubilidad del producto obtenido. Esta mayor solubilidad se consigue gracias a la acción de la enzima amilasa rompiendo los carbohidratos, especialmente el almidón, ya que sus moléculas son muy grandes e insolubles. En la segunda patente se describe el proceso para la obtención de un polvo de cacao más dulce. Gracias a la rotura que la \alpha-amilasa produce en los carbohidratos se obtienen azúcares simples que producen sabor dulce, de tal forma que se evita la necesidad de añadir más azúcares al polvo de cacao para la obtención de un sabor final dulce.

La patente US4948600 "Process for the purification of a material rich in cocoa dietary fiber" también describe el uso de enzimas sobre polvo de cacao. En concreto usa la enzima \alpha-amilasa para romper los carbohidratos para así posteriormente poder eliminarlos.

Descripción de la invención

El objetivo de esta patente es crear un polvo de cacao con un alto contenido en fibra y para ello se eliminan los carbohidratos y otros compuestos solubles. Las diferencias entre el proceso descrito en la anterior patente y el descrito en la presente invención se refieren principalmente a la materia prima usada ya que en la patente publicada parten de polvo de cacao y en la nueva invención se parte de un derivado de polvo de cacao al que previamente se le han extraído los aromas mediante una extracción con agua o con agua y alcohol.

En la presente invención se obtiene un polvo de cacao bajo en carbohidratos, inferior al 8%, útil para su inclusión dentro de la gama de productos saludables y dietéticos nombrada anteriormente, o para su inclusión en cualquier otro tipo de producto en el que se controle la cantidad final de hidratos de carbono.

En este proceso se usa un derivado de polvo de cacao como material de partida. El derivado de polvo de cacao usado se obtiene como resultado de un proceso de extracción cuyo objetivo es la creación de un extracto de cacao soluble. En este proceso, el polvo de cacao natural (sin alcalinizar) se mezcla con agua o una solución de alcohol/agua que contiene alcoholes como metanol o etanol. La reacción se produce en un reactor a temperatura ambiente y la mezcla resultante se separa usando un decantador. La fase líquida se somete a procesamiento, concentración y estabilización posteriores, mientras que la fase sólida se usa como materia prima para el proceso descrito en la presente invención. En este punto, la fase sólida tiene una concentración de hidratos de carbono del 25%, mucho mayor que la cantidad típica encontrada en un cacao normal, que es de un 16,5%. Una descripción completa del contenido nutricional del derivado de cacao y la comparativa con un polvo de cacao típico puede encontrarse en la tabla 1.

TABLA 1 Comparación del contenido nutricional de un cacao natural y del derivado de cacao^{1}

	Cacao natural^{2}	Cacao derivado
Grasa	11	10
Proteína	27	22
Ceniza	7	6
Hidratos de Carbono	19,3	25
Humedad	4	4
Fibra dietética	31,7	33
Energía	272,6	393
1 Por 100 gramos de producto
2 Polvo de cacao desgrasado a 10-12% no alcalizado

El proceso puede empezar inmediatamente después del proceso de extracción. El derivado de cacao usado como materia prima puede tener un porcentaje extremadamente alto de agua, dependiendo de la eficiencia de la separación anterior y de si se utiliza o no algún sistema de secado. De hecho, se han observado contenidos de agua superiores al 80%. En el caso de que no se utilice una extracción acuosa, sino que se emplee una extracción alcohol/agua para la obtención de la materia prima, es importante eliminar cualquier alcohol residual de la fase sólida, ya que puede perjudicar o inactivar completamente a la enzima que se utilizará en fases posteriores del proceso.

En la descripción siguiente, las concentraciones descritas están relacionadas con el peso seco del derivado de cacao.

En un primer paso del proceso el derivado de cacao se mezcla en un reactor con agua en una proporción superior a 1:5, por ejemplo, 1:7 o 1:9 (derivado de cacao: agua). A continuación, se calienta la mezcla a la especificación de la enzima utilizada, en una gama de 20º a 110ºC, por ejemplo, 90ºC. Es importante tener en cuenta que si se utilizan temperaturas inferiores a 90ºC para la reacción enzimática puede ser necesaria una gelatinización preliminar del almidón para obtener la máxima eficacia de la enzima. También el pH de la suspensión tiene que ajustarse según la gama funcional de la enzima, normalmente entre 5,4 y 7,0, por ejemplo, 6,4. En este momento debe añadirse la enzima y, si es necesario, un catalizador como Ca^{++}. La cantidad de enzima utilizada para la hidrólisis, una \alpha-amilasa, se añade según la concentración de almidón en la mezcla y el tiempo de reacción deseado. Por ejemplo, Termamyl 120 L, tipo L, de Novozymes, tiene una proporción de 120 unidades Kilo Novo (KNU) de \alpha-amilasa. Cada KNU descompone 5,26 g de almidón por hora. Aumentando o reduciendo esta dosis se aumentará o reducirá el tiempo de reacción. En esta invención, la concentración usada fue de 200 \muL de enzima por cada 100 g de derivado de cacao, que tiene un contenido de almidón del 25% (4 \muL por 1 g de almidón). Dependiendo de la concentración escogida puede producirse la reacción entre 1 y 5 horas, por ejemplo, en 3 horas. Una vez se ha agregado la cantidad deseada de enzima, se agita ligeramente para favorecer la actividad enzimática. Después de que se haya completado la reacción la enzima debe ser inactivada. Las condiciones de esta inactivación dependerán de la especificación de la enzima, en el caso de Termamyl la inactivación se realiza a 110 - 120ºC durante 15 minutos.

Después de que se haya inactivado la enzima, la mezcla de derivado de cacao, agua y las partículas de almidón degradas ahora solubles, se centrifuga. Para la centrifugación pueden utilizarse decantadores como Pieralisi Baby 1 hasta el FR6002S o decantadores equivalentes. El sobrenadante o fase líquida obtenida tras la centrifugación, con su alta cantidad de hidratos de carbono disueltos, se descarta. En este punto es posible un paso de clarificación opcional. Pueden usarse clarificadores de Alfa Laval o Westfalia Separator Co. La fase líquida resultante de la clarificación tiene un total de sólidos entre 1-4%.

La fase sólida obtenida puede someterse a otra etapa de lavado. Se añade agua en una proporción de 1:1 o superior, por ejemplo, 1:3, preferiblemente 1:5 (fase sólida: agua). Además, la solución puede calentarse para aumentar la eficacia del paso de lavado a más de 20ºC, por ejemplo a 40ºC. En ese momento, la mezcla se centrifuga usando la misma técnica utilizada anteriormente. Como se ha indicado, puede emplearse una etapa de clarificación opcional al final de la etapa de lavado opcional.

Después del centrifugado o de la etapa de lavado opcional, el producto sólido es secado y molido. El secado, que puede realizarse usando secadores verticales u horizontales, puede llevarse a cabo a presión normal, inferior o en vacío, si es necesario. El secado puede realizarse a 40ºC o más, por ejemplo 120ºC, de acuerdo con la presión utilizada. El producto puede secarse a menos del 10% de contenido de humedad, por ejemplo 8%, preferiblemente 5%, para evitar así el crecimiento microbiológico.

Con el fin de eliminar o separar los gránulos que se forman durante el secado es necesario un paso de tamizado o molido adicional. Para este paso pueden utilizarse molinos clasificadores o molinos de púas, junto con tamices horizontales con orificios menores de 500 \mum, preferiblemente menores de 200 \mum.

El producto resultante tiene un contenido de hidratos de carbono inferior al 8% si no se utiliza ningún paso de lavado y menor del 1% con el paso de lavado opcional.

Descripción de casos prácticos Ejemplo 1 Reducción de hidratos de carbono en el derivado de polvo de cacao mediante degradación enzimática

En este ejemplo, se añadieron 100 g de derivado de polvo de cacao con un 65% de humedad en 1000 ml de agua. La mezcla se calentó a 90ºC y se añadieron 0,084 g de CaCl_{2} como catalizador enzimático. La solución tenía un pH de 6,4. Se utilizaron 200 \muL de la enzima Termamyl 120 L, tipo L de Novozyme para degradar los hidratos de carbono insolubles. La reacción tuvo lugar durante 2 horas bajo agitación constante. Pasado este tiempo, se subió la temperatura a 110ºC durante 15 minutos para inactivar la enzima. A continuación se separó la solución mediante centrifugación. Los azúcares totales se midieron en la fase sólida. Se consiguieron 5,3 g por 100 g de producto.

Ejemplo 2 Incorporación de un paso de lavado para obtener una mayor reducción de los niveles de hidratos de carbono

En este ejemplo, después de la degradación enzimática y separación posterior se incorpora un paso de lavado posterior empleando 100 g de derivado de polvo de cacao y 500 ml de agua que fueron agitados durante 1 hora. A continuación se separó la mezcla resultante. Los azúcares totales se midieron en la fase sólida. Se consiguieron 0,9 g por 100 g de producto lavado.

Establecido el concepto expresado, se redacta a continuación la nota de reivindicaciones, sintetizando así las novedades que se desean reivindicar.

Claims

1. Proceso para preparar un polvo de cacao con un bajo contenido de hidratos de carbono del tipo que comprende la mezcla de la materia prima con agua, un tratamiento enzimático para aumentar la solubilidad de los hidratos de carbono insolubles, una separación de la fase líquida, un secado y un molido o tamizado, caracterizado porque la materia prima es un derivado de cacao que se ha sometido previamente a una extracción con agua o agua/
alcohol.

2. Proceso según la reivindicación 1 caracterizado porque la materia prima se mezcla con agua en una proporción superior a 1:5 (derivado de cacao:agua).

3. Proceso según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la materia prima se mezcla con agua en una proporción 1:7 (derivado de cacao:agua).

4. Proceso según reivindicaciones 1 y 2 y 3 caracterizado porque la materia prima se mezcla con agua en una proporción 1:9 (derivado de cacao: agua).

5. Proceso según reivindicaciones anteriores caracterizado porque se produce la reacción enzimática durante más de 1 hora.

6. Proceso según reivindicaciones anteriores caracterizado porque la reacción enzimática se produce durante 3 horas.

7. Proceso según reivindicaciones anteriores caracterizado porque para separar la fase líquida de la fase sólida se efectúa una centrifugación usando un decantador.

8. Proceso según reivindicaciones anteriores caracterizado porque se efectúa una clarificación.

9. Proceso según reivindicaciones anteriores caracterizado porque se efectúa un paso correspondiente a un segundo lavado o lavado adicional.

10. Proceso según reivindicación 9 caracterizado porque el paso de segundo lavado emplea una proporción superior a 1:1 fase sólida: agua.

11. Proceso según reivindicaciones 9 y 10 caracterizado porque el paso de segundo lavado emplea una proporción superior a 1:3 fase sólida: agua.

12. Proceso según reivindicaciones 9, 10 y 11 caracterizado porque el paso de segundo lavado emplea una proporción 1:5 fase sólida: agua.

13. Proceso según la reivindicación 9, caracterizado porque la mezcla en el paso de segundo lavado adicional se calienta a más de 20ºC para aumentar la extracción del contenido soluble.

14. Proceso según la reivindicación 9, caracterizado porque la mezcla en el paso de segundo lavado adicional se calienta a 40ººC para aumentar la extracción del contenido soluble.

15. Proceso según la reivindicación 9, caracterizado porque la mezcla se separa por centrifugación.

16. Proceso según la reivindicación 15, caracterizado porque la mezcla se separa usando un decantador.

17. Proceso según la reivindicación 15, caracterizado porque la mezcla se separa usando un clarificador.

18. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la fase sólida se seca a 120ºC de temperatura.

19. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el material seco contiene menos del 10% de agua.

20. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el material seco contiene menos del 8% de agua.

21. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el material seco contiene preferiblemente 5% de agua.

22. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la fase sólida seca se somete a un proceso de molido opcional para descomponer las partículas grandes.

23. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se usa una fase de tamizado opcional para eliminar las partículas grandes.

24. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el producto resultante tiene menos del 8% de hidratos de carbono.

25. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el producto resultante tiene 1% de hidratos de carbono.