ES2270823T3 - Utilizacion de microfibrillas de celulosa en composiciones lacteas fermentadas. - Google Patents
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Abstract
Utilización de microfibrillas de celulosa en composiciones lácteas fermentadas como agente corrector de defectos aportados por las bacterias en el momento de la fermentación láctica tales como el carácter fluido, el carácter granuloso, la pérdida de espesor al agitar.
Description
Utilización de microfibrillas de celulosa en
composiciones lácteas fermentadas.
La invención presente tiene como objeto la
utilización de microfibrillas de celulosa en composiciones lácteas
fermentadas, particularmente como agente corrector.
La fermentación de la leche es un medio de
conservación de leche conocido desde hace milenios. Sobre el plano
nutricional, la leche y las composiciones lácteas fermentadas son
completamente comparables. Con relación a la leche, las
composiciones lácteas presentan una mejor digestibilidad. Por ello,
hoy las composiciones lácteas fermentadas tienen un papel nutritivo
importante, y están en la base de las dietas corrientes tanto en
los países industriales como en los que están en vías de
desarrollo.
La elección de bacterias lácticas o
microorganismos es esencial porque son estas bacterias las que dan
a las composiciones lácteas fermentadas sus características únicas
tanto sobre el plano nutritivo como el organoléptico.
En las composiciones lácteas fermentadas, las
bacterias tienen esencialmente dos funciones:
- -
- acidifican la leche haciendo pasar de un pH del orden de 6,60 a un pH de orden de 4,75, incluso más bajo todavía,
- -
- en presencia de las proteínas de la leche, contribuyen a dar una textura muy particular a la leche.
Por otro lado, ha sido comprobado que las
bacterias pueden tener una acción proteolítica más o menos
importante según su naturaleza. Pueden también modificar la
composición del medio láctico después de la fermentación en lo que
se refiere por ejemplo a ciertas vitaminas, polisacáridos, lípidos y
ácidos grasos.
Las bacterias lácticas o microorganismos más
corrientemente empleados en la fermentación de leche en general, y
en la fermentación de leche en yogur en particular, son
Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus.
Pueden ser utilizadas solas o mezcladas. Además de estas bacterias,
podemos recurrir a bacterias auxiliares tales como por ejemplo
L. acidophilus, Bifidobactérium spp. y/o L.
casei.
Las bacterias lácticas citadas no tienen todas
las mismas propiedades: por ejemplo algunas son más o menos
texturantes, otras acidifican más o menos rápidamente etc.
Habitualmente, la asociación de diferentes tipos
de bacterias lácticas que tienen cada una sus propias
características tiene como ventaja mejorar las propiedades
texturantes (por ejemplo el espesor, la viscosidad, la firmeza, la
untuosidad, la cremosidad) de la composición láctea fermentada así
como la acidez de la misma.
Sin embargo, asociar bacterias lácticas no se
hace sin inconvenientes. En efecto, ciertas bacterias pueden
aportar ciertos "defectos" al medio lácteo fermentado. A este
respecto, podemos citar el caso en el que ciertas bacterias dan a la
composición láctea, una textura espesa pero viscosa. En tal caso,
es difícil incluso imposible lograr obtener una textura no viscosa
sin perder las propiedades espesantes equivalentes. Por
asociaciones, es posible "corregir" el carácter viscoso pero
el carácter espesante de la composición disminuirá sensiblemente
también.
Otro ejemplo será el caso de una bacteria que
dará una textura granulosa al medio lácteo fermentado. Aunque por
asociaciones con otros microorganismos conseguimos atenuar el
aspecto granuloso indeseable, aumentaremos sensiblemente el tiempo
de fermentación, lo que convierte la operación en económicamente
poco interesante.
En la actualidad, para remediar los defectos
aportados por las bacterias en el momento de la fermentación
láctica, no existe medio de "corrección" que pueda actuar
puntualmente y eficazmente, y esto sin atentar contra otras
propiedades benéficas aportadas por la bacteria.
Para ello la invención presente propone utilizar
las microfibrillas de celulosa. Así, la invención presente tiene
como objeto la utilización de microfibrillas de celulosa en
composiciones lácteas fermentadas como agente "corrector".
Ha sido comprobado, y ello de manera
completamente sorprendente, que las microfibrillas de la invención
no impedían el desarrollo de las bacterias, y resisten a los pH
ácidos del medio que resultaba en respuesta a la fermentación.
Por otro lado, sobre el plano económico la
utilización de las microfibrillas se reveló particularmente
ventajosa porque pueden contribuir disminuyendo el coste total de
la formulación reemplazando una parte de la leche por ejemplo por
una dispersión acuosa de microfibrillas, las cuales gracias a sus
propiedades intrínsecas (como el poder retentivo de agua)
garantizan la conservación de la textura de la formulación.
Otra ventaja de las microfibrillas utilizadas en
la invención es que ellas mejoran, de manera significativa, la
textura de las composiciones que las comprenden.
\newpage
Las microfibrillas presentan, además, una buena
resistencia a la cizalladura, lo que es importante en el caso de
las composiciones lácteas agitadas o líquidas.
Otras características y ventajas de la invención
presente aparecerán más claramente a la lectura de la descripción y
de los ejemplos que van a seguir.
En el marco de la invención presente las
microfibrillas de celulosa son esencialmente amorfas, es decir que
poseen un índice de cristalinidad que es inferior o igual al 50%,
preferentemente superior o igual al 15% e inferior al 50%.
Las microfibrillas de celulosa se derivan de
células constituidas por lo menos por el 80% de paredes primarias.
Preferentemente, la cantidad de paredes primarias es por lo menos
del 85%.
Tenemos tales características particularmente
con células de parénquima tales como remolachas azucareras, los
cítricos como los limones, las naranjas, los pomelos.
Más particularmente, utilizamos celulosa nacida
de la pulpa de remolacha azucarera.
Las microfibrillas de celulosa de la invención,
según una variante particularmente ventajosa, están cargadas en
superficie por ácidos carboxílicos y por polisacáridos ácidos,
solos o mezclados.
Por ácidos carboxílicos, entendemos los ácidos
simples, sus polímeros, así como sus sales. Más particularmente,
dichos ácidos urónicos son el ácido galacturónico, el ácido
glucurónico, o sus sales.
Como polisacáridos ácidos, podemos citar las
pectinas que son unos ácidos poligalacturónicos. Estos
polisacáridos pueden estar presentes mezclados con
hemicelulosas.
Un modo de realización muy ventajoso de la
invención está constituido por microfibrillas cuya superficie está
cargada por lo menos por ácido galacturónico y/o por ácido
poligalacturónico.
Es necesario subrayar que no se trata de una
mezcla simple de microfibrillas y de ácidos y polisacáridos, sino
más bien de una combinación estrecha e íntima entre las
microfibrillas y los ácidos y polisacáridos precitados. En efecto,
el procedimiento de preparación de las microfibrillas es tal que
los ácidos y los polisacáridos sólo han sido separados parcialmente
de las fibrillas, y que una parte se queda en la superficie de
estas últimas, confiriéndoles propiedades muy específicas. Así,
comprobamos que no era posible obtener las mismas propiedades si
estos ácidos y/o polisacáridos estuvieran totalmente separados de
microfibrillas en el momento de su preparación para volver a
añadirlas más tarde.
El porcentaje de los ácidos carboxílicos y
polisacáridos ácidos solos o mezclados, será inferior en general a
cerca del 30% en peso, preferentemente inferior al 5% en peso.
Las microfibrillas de celulosa presentan por
otro lado, una sección comprendida entre aproximadamente 2 y
alrededor de 10 nm. La sección está comprendida más particularmente
entre aproximadamente 2 y alrededor de 4 nm.
Las microfibrillas utilizadas en la invención
presente y que presentan las características mencionadas más
arriba, son ventajosamente obtenidas según un procedimiento muy
particular de preparación que va ahora a ser descrito.
Es necesario anotar que este procedimiento ha
sido objeto particularmente de una solicitud de patente europea EP
726 356, a la cual nos podremos referir para más detalles. El
ejemplo 20 de este texto da particularmente un modo de preparación
de suspensión de microfibrillas de celulosa esencialmente
amorfas.
Más particularmente, en el marco de la invención
presente, el procedimiento se efectúa sobre pulpa de vegetales con
paredes primarias, por ejemplo como la pulpa de remolacha después
de que ésta sufriera una etapa de extracción previa de sacarosa,
según los métodos conocidos en el ramo.
El procedimiento de preparación comprende las
etapas siguientes:
- (a)
- hidrólisis parcial ácida o básica de la pulpa, al final de la cual se recupera el primer residuo sólido,
- (b)
- eventualmente extracción del primer residuo sólido, efectuada en condiciones alcalinas, al final de la cual se recupera un segundo residuo,
- (c)
- lavado del primero o eventualmente del segundo residuo,
- (d)
- eventualmente blanqueo del residuo lavado,
- (e)
- dilución del residuo sólido obtenido al final de la etapa (d) para obtener un índice de materias secas comprendido entre el 2 y 10% en peso,
- (f)
- homogeneización de la suspensión diluida obtenida en (e).
En la etapa (a), entendemos por pulpa la pulpa
húmeda, deshidratada, conservada por ensilaje o parcialmente
despectinada.
La etapa de hidrólisis (a) puede ser efectuada
en medio ácido o en medio básico.
Para una hidrólisis ácida, la pulpa se pone en
suspensión en una solución de agua durante algunos minutos para
homogeneizar la suspensión acidificada a un pH comprendido entre 1
y 3, preferentemente entre 1,5 y 2,5.
Esta operación se ejecuta con una solución
concentrada de un ácido como el ácido clorhídrico o el ácido
sulfúrico.
Esta etapa puede ser ventajosa para eliminar los
cristales de oxalato de calcio que pueden estar presentes en la
pulpa, y que, a causa de su carácter abrasivo importante, pueden
causar dificultades en la etapa de homogeneiza-
ción.
ción.
Para una hidrólisis básica, la pulpa se añade a
una solución alcalina de una base, por ejemplo de una sosa o de una
potasa, de una concentración inferior al 9% en peso, más
particularmente inferior al 6% en peso. Preferentemente, la
concentración de la base está comprendida para estar entre el 1 y 2%
en peso.
Podremos añadir una cantidad pequeña de un
agente antioxidante soluble en el agua, como el sulfito de sodio
(Na2SO3), con el fin de limitar las reacciones de oxidación de la
celulosa.
La etapa (a) es efectuada, en general, a una
temperatura comprendida entre aproximadamente 60 y 100ºC,
preferentemente comprendida entre 70ºC y 95ºC aproximadamente.
La duración de la etapa (a) está comprendida
entre cerca de 1 hora y cerca de las 4 horas. Preferentemente,
cerca de las 2 horas.
En el momento de la etapa (a), se produce una
hidrólisis parcial con liberación y solubilización de la mayor
parte de las pectinas y de las hemicelulosas, preservando la masa
molecular de la celulosa.
El residuo sólido se recupera a partir de la
suspensión que proviene de la etapa (a) utilizando métodos
conocidos. Así, es posible separar el residuo sólido por
centrifugación, por filtración al vacío o bajo presión, con telas
filtrantes, filtros prensas, o por evaporación.
Sometemos eventualmente el primer residuo sólido
obtenido a una segunda etapa de extracción, efectuada en
condiciones alcalinas.
Se ejecuta una etapa de extracción cuando la
etapa de hidrólisis (a) ha sido realizada en condiciones
ácidas.
Si la etapa de hidrólisis (a) ha sido efectuada
en condiciones alcalinas, la etapa de extracción únicamente es
facultativa.
Según el procedimiento, la etapa (b) se efectúa
con una base, preferentemente, escogida entre la sosa o la potasa
cuya concentración es inferior a cerca del 9% en peso,
preferentemente comprendida entre cerca del 1% y aproximadamente
del 6% en peso.
La duración de esta etapa está comprendida entre
cerca de 1 hora y cerca de las 4 horas. Preferentemente es igual a
cerca de las 2 horas.
Al final de esta etapa (b), si se efectúa,
recuperamos un segundo residuo sólido.
En la etapa (c), el residuo que proviene de la
etapa (a) o (b) es lavado abundantemente con agua con el fin de
recuperar el residuo de material celulósico.
El material celulósico de la etapa (c) se
blanquea luego facultativamente en la etapa (d) según los métodos
clásicos. Por ejemplo, podemos efectuar un tratamiento de clorito
de sodio, de hipoclorito de sodio, de peróxido de hidrógeno, a
razón del 5 al 20% con relación a la cantidad de materias secas
tratadas.
Diferentes concentraciones de agente de blanqueo
pueden ser utilizadas, a temperaturas comprendidas entre
aproximadamente 18ºC y 80ºC, preferentemente entre aproximadamente
50ºC y 70ºC.
La duración de esta etapa (d) está comprendida
entre cerca de 1 hora y cerca de las 4 horas. Está ventajosamente
comprendida entre cerca de 1 hora y cerca de las 2 horas.
Obtenemos entonces un material celulósico que
contiene entre el 85% y el 95 en peso de celulosa.
Al final de esta etapa de blanqueo, puede ser
preferible lavar abundantemente la celulosa con agua.
La suspensión resultante, eventualmente
blanqueada, se vuelve a diluir luego en agua a razón de 2 al 10% de
materias secas, luego sufre una etapa de homogeneización.
Ésta corresponde a una mezcla, trituración o a
cualquier operación de cizalla mecánica elevada, seguida por uno o
por varios pasos de la suspensión de celulosa a través de un
orificio de pequeño diámetro, sometiendo la suspensión de celulosa
a una caída de presión por lo menos de 20 MPa y a una acción de
cizalladura a velocidad elevada seguida de un impacto de
desaceleración a velocidad elevada.
La mezcla o la trituración es efectuada, por
ejemplo, pasándola por la batidora o el triturador durante un
tiempo que va de algunos minutos a cerca de una hora, en un aparato
de tipo WARNING BLENDOR equipado con una hélice con cuatro palas o
triturador de piedra de afilar u otro tipo de triturador, un
triturador coloidal.
La homogeneización propiamente dicha será
ventajosamente efectuada en un homogeneizador del tipo MANTON GAULIN
en el cual la suspensión está sometida a una acción de cizalladura
a velocidad y a presión elevadas en un paso estrecho y contra un
anillo de choque. Podemos también citar el MICRO FLUIDIZER que es
un homogeneizador principalmente constituido por un motor de aire
comprimido que crea presiones muy fuertes, una cámara de interacción
en la cual se efectúa la operación de homogeneización (cizalladura
alargadora, choque y cavitaciones) y por una cámara de baja presión
que permite la despresurización de la dispersión.
La suspensión es introducida en el
homogeneizador preferentemente después de precalentamiento a una
temperatura comprendida entre 40ºC y 120ºC, preferentemente
comprendida entre 85ºC y 95ºC.
La temperatura de la operación de
homogeneización se mantiene entre 95ºC y 120ºC, preferentemente
superior a 100ºC.
La suspensión está sometida en el homogeneizador
a presiones comprendidas entre 20 y 100 MPa, y preferentemente
superiores a 50 MPa.
La homogeneización de la suspensión celulósica
se obtiene por un número de pasos que puede variar entre 1 y 20,
preferentemente entre 2 y 5, hasta la obtención de una suspensión
estable.
La operación de homogeneización puede ser
seguida ventajosamente por una operación de cizalladura mecánica
elevada, por ejemplo con un aparato como el ULTRA TURRAX de
SYLVERSON.
Según un modo preferido de realización de la
invención las microfibrillas son asociadas por lo menos a un
compuesto hidroxilado.
Más particularmente, el compuesto
polihidroxilado se escoge entre los hidratos de carbono y sus
derivados, y los poliolos.
En cuanto a los hidratos de carbono, podemos
citar muy particularmente los monosacáridos lineales o cíclicos en
C-3 a C-6, y preferentemente en
C-5 ó C-6, los oligosacáridos, los
polisacáridos y sus derivados grasos como los sucroésteres o
sucroésteres de ácidos grasos, los hidratos de carbono de alcoholes
y sus mezclas.
En calidad de ejemplos no limitativos de
monosacáridos, podemos citar la fructosa, manosa, galactosa,
glucosa, talosa, gulosa, alosa, altrosa, idosa, arabinosa, xilosa,
lixosa y ribosa.
En calidad de oligosacáridos, podemos mencionar,
entre otros, la sacarosa, la maltosa y la lactosa.
Los polisacáridos pueden ser de origen animal,
vegetal, o incluso bacteriano. Además, pueden ser utilizados en una
forma aniónica o no iónica.
La goma xantana, los succinoglicanos, los
carragenanos, los alginatos, solos o mezclados, son unos elementos
representativos de los polisacáridos aniónicos.
En lo que concierne a los polisacáridos no
iónicos, podemos citar particularmente los galactomananos como la
goma guar, la goma de algarrobo, el almidón y sus derivados no
iónicos, los derivados no iónicos de la celulosa.
En cuanto a los derivados de los hidratos de
carbono, podemos mencionar sin intención de limitarse, los
sucroésteres de ácidos grasos, los ésteres de ácidos grasos,
hidratos de carbono de alcoholes de tipo sorbitol, manitol, los
hidratos de carbono de ácidos como el ácido glucónico, los ácidos
urónicos, y los hidratos de carbono de éteres como la celulosa
carboximetilada.
En cuanto a los poliolos, podemos utilizar en
las formulaciones alimenticias, glicerol, pentaeritritol, propileno
glicol y/o alcoholes polivinílicos.
Es necesario anotar que los compuestos
anteriormente descritos pueden ser utilizados solos o
mezclados.
Según una primera variante particularmente
ventajosa, el compuesto polihidroxilado es celulosa
carboximeti-
lada.
lada.
La celulosa es un polímero constituido por
unidades monoméricas de glucosa. La agrupación carboxilada es
introducida de manera conocida, haciendo reaccionar el ácido
cloroacético con la celulosa.
El grado de sustitución corresponde al número de
agrupaciones carboximetiladas por unidad de glucosa. El grado
teórico máximo es 3.
Según el grado de sustitución sea superior a
0,95, o inferior o igual a este valor, precisamos que la celulosa
carboximetilada está, respectivamente, a alto o a bajo grado de
sustitución.
Preferentemente, la celulosa carboximetilada es
de grado bajo de sustitución.
Según una segunda variante, el compuesto
polihidroxilado es una combinación de celulosa carboximetilada con
al menos uno de los compuestos escogidos entre los monosacáridos,
oligosacáridos, polisacáridos no iónicos y aniónicos y sus
derivados, los derivados de los hidratos de carbono como los
hidratos de carbono de alcoholes, de ácidos y de éteres.
En particular, la celulosa carboximetilada se
utiliza en combinación con al menos uno de los compuestos
siguientes: la goma xantana, sorbitol, sacarosa.
El contenido total en compuesto(s)
polihidroxilado(s) es por lo menos del 5% en peso y hasta el
30% en peso, con relación al peso total de las microfibrillas y de
uno o varios compuesto(s) polihidroxilado(s). Este
contenido está preferentemente entre el 10% y el 30% en peso, y más
preferentemente todavía entre el 15% y el 30% en peso, con relación
al peso total de las microfibrillas y de uno o varios
compuesto(s) polihidroxilado(s).
Eventualmente, además del(los)
compuesto(s) polihidroxilado(s) precitado(s),
las microfibrillas de celulosa pueden ser asociadas con al menos un
coaditivo escogido entre los compuestos de fórmulas:
- \text{*}
- (R R N) COA, fórmula en la cual:
- -
- R o R, idénticas o diferentes, representan el hidrógeno o un radical alquilo en C-1 a C-10, preferentemente en C-1 a C-5,
- -
- A representa el hidrógeno, un radical alquilo en C-1 a C-10, preferentemente en C-1 a C-5,
- \text{*}
- (R R N), fórmula en la cual R o R, idénticas o diferentes, representan el hidrógeno o un radical alquilo en C-1 a C-10, preferentemente en C-1 a C-5.
En cuanto a los compuestos del tipo (R R N) COA,
preferimos utilizar los compuestos que comprenden dos funciones
amidas. Preferentemente, utilizamos la urea como aditivo.
En esta variante, el contenido total en
compuesto(s) polihidroxilado(s) y en
co-aditivo(s) en las microfibrillas es por lo
menos del 5% en peso y hasta el 30% en peso, con relación al peso
total de las microfibrillas, del o de los compuestos
polihidroxilado(s), y del o de los coaditivos. Este contenido
es preferentemente entre el 10% y el 30% en peso, y más
preferentemente todavía entre el 15% y el 30% en peso, con relación
al peso total de las microfibrillas, del o de los compuestos
polihidroxilado(s), y del o de los coaditivos.
Las microfibrillas asociadas de celulosa, se
derivan del secado de una dispersión de microfibrillas en presencia
por lo menos de un compuesto polihidroxilado y eventualmente por lo
menos en presencia de un coaditivo.
Tales asociaciones particularmente fueron objeto
de solicitudes internacionales WO 98/02486 y WO 98/02487,
solicitudes a las cuales nos podremos referir en lo que concierne
al modo de preparación de estas asociaciones.
El procedimiento de preparación de tales
asociaciones de microfibrillas consiste, en primer lugar, en
preparar las microfibrillas de celulosa a partir de pulpa
celulósica apropiada efectuando una hidrólisis luego eventualmente
al menos una etapa de blanqueo de la pulpa así tratada. Lo que se
indica anteriormente a este propósito será válido y no será
repetido aquí.
Más particularmente, en una primera etapa,
añadimos a la suspensión de microfibrillas, que eventualmente ha
sufrido al menos un ciclo de homogeneización, por lo menos una
parte de uno o varios compuestos polihidroxila-
do(s) y eventualmente de uno o varios coaditivos. Luego, en una segunda etapa, ejecutamos una etapa de secado de la suspensión así aditivada.
do(s) y eventualmente de uno o varios coaditivos. Luego, en una segunda etapa, ejecutamos una etapa de secado de la suspensión así aditivada.
Según una primera variante, la adición por lo
menos de una parte de uno o varios compuestos
polihidroxilado(s) y eventualmente de uno o varios
coaditivos, es efectuada al final de la etapa de
homogeneización.
Un modo de realización particularmente apropiado
de esta variante consiste en añadir por lo menos una parte de uno o
varios compuestos polihidroxilado(s) y eventualmente de uno
o varios coaditivos, a la suspensión al final de la etapa de
homogeneización, después de que esta última haya sufrido al menos
una etapa de concentra-
ción.
ción.
A título indicativo, la o las etapas de
concentración pueden efectuarse por filtración, centrifugación, o
incluso por evaporación de una parte del agua de la suspensión, por
precipitación, por ejemplo en un alcohol, por
congelación-descongelación, por diálisis.
Según este modo de realización, la operación de
concentración puede ser conducida hasta obtener un extracto seco de
cerca del 35% en peso.
La introducción de uno o varios compuestos
polihidroxilado(s) y eventualmente de uno o varios
coaditivos, es efectuada de manera conocida, es decir por cualquier
medio que permita introducir de manera homogénea una solución, una
suspensión o un polvo, a una suspensión que tiene más bien la
consistencia de una pasta. Por ejemplo, podemos citar las
trituradoras, extrusoras, las amasadoras.
Esta operación puede ser efectuada en una gama
ancha de temperatura, comprendida más particularmente entre 20 y
80ºC.
Otro modo de realización de esta primera
variante consiste en añadir por lo menos una parte de uno o varios
compuestos polihidroxilado(s) y eventualmente de uno o
varios coaditivos, a la suspensión al final de la etapa de
homogeneización, antes de que esta última haya sufrido al menos una
etapa de concentración.
En este caso, la etapa o las etapas de
concentración que se efectúan después de añadir uno o varios
compuestos polihidroxilado(s) y eventualmente de uno o varios
coaditivos, se efectúan de la misma manera que anteriormente se ha
indicado.
Según una segunda variante, la introducción al
menos de una parte de uno o varios compuestos polihidroxila-
do(s) y eventualmente de uno o varios coaditivos, se efectúa antes o durante la etapa de homogeneización. Cuando se indica que la aditivación se efectúa durante la etapa de homogeneización, entendemos que el o los compuestos polihidroxilado(s) y eventualmente el o los coaditivos son introducidos mientras que la pulpa ha sufrido por lo menos un ciclo de la etapa de homogeneización.
do(s) y eventualmente de uno o varios coaditivos, se efectúa antes o durante la etapa de homogeneización. Cuando se indica que la aditivación se efectúa durante la etapa de homogeneización, entendemos que el o los compuestos polihidroxilado(s) y eventualmente el o los coaditivos son introducidos mientras que la pulpa ha sufrido por lo menos un ciclo de la etapa de homogeneización.
La aditivación se efectúa ventajosamente según
los modos de realización indicados en el marco de la primera
variante.
Previamente a la etapa de secado propiamente
dicha, puede ser ventajoso efectuar una puesta en forma de la
suspensión que ha sido concentrada como se ha mencionado antes.
Esta puesta en forma se realiza de manera conocida por el entendido
en la materia. Podemos citar particularmente, sin intención de
limitarse no obstante, la extrusión, la granulación.
Más particularmente, efectuamos la etapa de
secado para mantener al menos el 3% en peso de agua con relación al
peso del sólido obtenido. Más particularmente, el peso sostenido de
agua está comprendido entre el 10 y 30% en
peso.
peso.
El secado se efectúa de manera ventajosa al
aire, aunque sea factible ejecutarlo bajo un gas inerte como el
nitrógeno.
Además es necesario anotar que se prefiere
ejecutar el secado bajo una atmósfera cuyo grado de humedad está
controlado para poder mantener el índice de humedad deseado en la
asociación.
La temperatura de secado debe limitar toda
degradación de los ácidos carboxílicos, polisacáridos ácidos,
hemicelulosas y/o uno o varios compuestos polihidroxilado(s)
y eventualmente de uno o varios coaditivos. Está comprendida más
particularmente entre 30 y 80ºC, preferentemente entre 30 y
60ºC.
Es necesario anotar que no se saldría del marco
de la invención presente poniendo ejecutando los medios indicados
anteriormente para la etapa de concentración.
Al final de la etapa de secado, podemos efectuar
una trituración de la asociación de las microfibrillas con el o los
compuesto(s) polihidroxilado(s) y eventualmente con
el o los coaditivo(s) obtenidos.
En las composiciones lácteas fermentadas según
la invención, el contenido en microfibrillas de celulosa, sólo o en
asociación con el o los compuestos polihidroxilado(s) y
eventualmente con el o los coaditivos, es superior a 0 e inferior
al 5% en peso con relación al peso total de la composición láctea
fermentada. Más particularmente, este contenido está comprendido
entre el 0,001% y el 2% en peso con relación al peso total de la
composición láctea fermentada. Preferentemente, está comprendida
entre el 0,01% y el 1% en peso con relación al peso total de la
composición láctea fermentada.
Las microfibrillas de celulosa según la
invención, sean asociadas o no, pueden ser utilizadas bajo una
forma seca o bajo una forma de una suspensión acuosa (puesta en
suspensión antes de ponerlas en contacto con composiciones
lácteas), o incluso en forma de una suspensión directamente nacida
de los procedimientos descritos anterior-
mente.
mente.
En el caso de utilización de las microfibrillas
en una forma seca, están preferentemente asociadas a al menos un
compuesto polihidroxilado tal y como se menciona anteriormente. Las
composiciones lácteas fermentadas en las cuales son añadidas las
microfibrillas solas o asociadas son clásicamente unos sistemas
mixtos y coloidales de tipo: suspensiones de líquidos y de sólidos,
emulsiones de gas y de líquidos, emulsión de líquido, cualquier otro
sistema que combina estas posibilidades.
Por composiciones lácteas fermentadas,
entendemos un medio que es a base de leche, desnatada, entera,
semidesnatada, cruda, pasteurizada, en polvo, UHT, ultrafiltrada,
microfiltrada, concentrada, evaporada, y sus mezclas, y que
comprende por lo menos una bacteria láctica.
Además de la leche y las bacterias o los
microorganismos, las composiciones lácteas pueden comprender por lo
menos un aditivo escogido por ejemplo entre aromas, pulpas de
frutos; frutos, polisacáridos, estabilizantes, gelificantes,
espesantes, todos los componentes de la leche (lacto reemplazantes),
polvo de leche, agente leudante, proteína láctea, mono y
di-sacáridos, fibras alimenticias como la inulina,
colorantes, antioxidantes, conservantes, potenciadores de gusto,
sales minerales, hierbas aromáticas, especias, ajo, chalotes,
cereales, frutos secos, azúcares líquidos como el jarabe de
arce.
En algunos casos, podemos también pretender
añadir agua a estas composiciones.
Las composiciones lácteas fermentadas son
obtenidas muy fácilmente, ejecutando los métodos clásicos de
preparación de dichas composiciones según su tipo.
Podremos referirnos en lo que concierne al
procedimiento de preparación de composiciones lácteas fermentadas,
a "Bactérie lactique, tomo 2, H. de Roissart y F.M. Luquet:
Capítulo IV-4, A. Loones, páginas 139 - 141".
De acuerdo con lo anterior podemos por ejemplo
seguir un procedimiento en el cual:
- 1)
- disponemos de un medio a base de leche, a la cual podemos, si llega el caso, añadir los aditivos citados y/o agua,
- 2)
- tratamos la mezcla así obtenida térmicamente para eliminar toda flora microbiana contaminante,
- 3)
- al final de la etapa (2), cultivamos la mezcla con por lo menos una bacteria láctica, y calentamos la mezcla cultivada a una temperatura que conduce a la fermentación de la o las bacterias; en este punto, podemos eventualmente añadir aditivos,
- 4)
- cuando se alcanza el pH deseado, la fermentación es interrumpida y enfriamos la composición fermentada. Según la composición final, podemos pretender añadir aditivos en este punto.
La temperatura así como la duración de los
diferentes tratamientos térmicos no presentan problemas
particulares en la medida en que el hombre del ramo sabrá adaptar
estos parámetros para el resultado óptimo con arreglo al tipo de
composición final.
Las microfibrillas de la invención pueden ser
introducidas en cualquier momento, de una sola vez o por partes en
muchas veces. Pueden ser introducidas independientemente o
simultáneamente con otros aditivos.
Más particularmente, pueden ser añadidas en el
curso de la etapa (1), en el momento de la etapa de cultivo (3) y/o
al final de la etapa de fermentación (4).
Serán ventajosamente introducidas en la etapa (1
y/o 3).
Es necesario anotar a este respecto que, de
manera ventajosa, las composiciones que comprenden las
microfibrillas asociadas o no, pueden ser esterilizadas sin ningún
daño para sus propiedades de uso.
Por otro lado, las microfibrillas de celulosa
son compatibles con los otros ingredientes presentes en el medio y
conservan sustancialmente sus propiedades a pesar de la diversidad
de las composiciones lácteas fermentadas (pH, fuerzas iónicas,
composición).
Una ventaja suplementaria de utilizar las
microfibrillas de celulosa consiste en mitigar las fluctuaciones
que pueden intervenir en el momento de la fabricación de estas
composiciones fermentadas (variabilidad en la calidad de la leche,
diferentes procedimientos de fabricación, instalaciones
diferentes).
Como ya se ha mencionado, las microfibrillas son
también compatibles con las bacterias y no impiden su
desarrollo.
En las composiciones lácteas fermentadas, las
microfibrillas desempeñan el papel de "corrector" de defectos
aportados por las bacterias en el momento de la fermentación
láctica.
Por corrección, entendemos una atenuación de un
carácter de textura considerado como un defecto, dicho carácter o
defecto está inducido por una o varias bacterias lácticas presentes
en el medio.
De acuerdo con ello, podemos citar
particularmente el carácter viscoso, el carácter granuloso, la
pérdida de espesor en la mezcla, la pérdida de viscosidad en el
curso del tiempo.
El carácter corrector de las microfibrillas
puede ser determinado de forma indirecta, por la medida de
viscosidad de la composición y por análisis organoléptico.
La viscosidad puede ser medida con un reómetro
de contracción impuesta o de deformación impuesta, como por ejemplo
por medio de un viscosímetro de tipo respectivamente CARRIMED® o
RHEOMAT®.
La viscosidad puede también ser simplemente
evaluada con la ayuda de un viscosímetro BROOKFIELD®.
El análisis organoléptico puede ser determinado
por testadores de análisis sensorial.
Las microfibrillas según la invención pueden ser
utilizadas para su función de agente corrector, en todas las
composiciones lácteas fermentadas como por ejemplo los yogures:
mezclados o para beber, las leches fermentadas: mezclados o para
beber, quesos frescos, cremas.
Ejemplos concretos pero no limitativos de la
invención van ahora a ser presentados. En los ejemplos que van a
seguir, las viscosidades en derrame han sido medidas por medio de
un viscosímetro Brookfield RVT, velocidad = 10, aguja = C, a una
temperatura de aproximadamente 8ºC.
Se expresa en mPa.s.
Ejemplo
1
Este ejemplo tiene como objeto la preparación,
en forma seca, de microfibrillas de celulosa (MFC) que comprenden
carboximetilcelulosa (CMC).
La dispersión-madre de
microfibrillas de celulosa se obtiene conforme al procedimiento
descrito en el ejemplo 20 de la solicitud de patente EP 726 356;
comprende el 2,3% en microfibrillas de celulosa y es
prehomogeneizada en el Ultra-Turrax a 14000
tr/mn-1 mn para 100 g de dispersión);
El carboximetilcelulosa utilizado presenta un
grado de sustitución igual a 1,2; de viscosidad media (producto 7LF
de AQUALON).
Se pone el CMC en solución de agua destilada y
luego se añade a la dispersión-madre de (MFC) y el
conjunto es agitado en la pala mezcladora a 1000 tr/mn durante 30
mn.
La mezcla es luego vertida en copas y luego
secada en una estufa ventilada a 40ºC, hasta un residuo seco del
77%, controlado por dosificación del agua con ayuda de un
termobalanza de infrarrojos.
La mezcla secada es luego molida en el molino de
café, luego tamizada sobre un tamiz de 500 \mum.
Ejemplo
2
El objetivo de este ejemplo es fabricar
composiciones lácteas fermentadas tipo yogur con y sin
microfibrillas de celulosa. El procedimiento de preparación seguido
es el que ha sido mencionado más arriba.
Las microfibrillas obtenidas según el ejemplo 1,
son añadidas aquí en el momento de la preparación de la leche, es
decir en el curso de la etapa (1), luego antes del tratamiento
térmico.
La leche utilizada es una leche UHT
semidesnatada y un polvo de leche. Se utiliza tanto sin adición de
microfibrillas (base) como con las microfibrillas añadidas de 0,1%,
0,5%, y 1%. Las diferentes preparaciones son tratadas térmicamente
durante alrededor de 10 minutos a 90ºC.
Las bacterias son cultivadas en directo (DVI:
Direct Vat Inoculation). Los yogures son fabricados a 43ºC,
enfriados a un pH de 4,75 y almacenados a + 6ºC hasta la fecha
límite de consumo.
Estos yogures serán estudiados después de
enfriados y almacenados una noche a 6ºC, por:
- -
- medida de la viscosidad
- -
- análisis sensorial
Los resultados obtenidos son los siguientes:
| Microfibrillas % | Viscosidad en mPa.s | Análisis sensorial |
| (x1000) | ||
| 0 | 20 | Espeso (1)- Fluido (1) |
| 0,1 | 30 | Espeso (3)- Fluido (1) |
| 0,5 | 35 | Espeso (4)- Fluido (4) |
| 1 | 50 | Espeso (5)- Fluido (4) |
| Espeso = a la cuchara/escala de 0 a 6 (espeso). | ||
| Fluido = a la cuchara/escala de 0 a 6 (fluido). |
Las microfibrillas hacen disminuir la viscosidad
debida a esta cepa texturante desde el 0,1%, conservando el espesor
del producto (es decir, aumentándolo).
Los resultados obtenidos son los siguientes:
| Microfibrillas % | Viscosidad en mPa.s | Análisis sensorial |
| (x1000) | ||
| 0 | 20 | Espeso (1)- Liso (1) |
| 0,1 | 30 | Espeso (3)- Liso (1) |
| 0,5 | 35 | Espeso (4)- Liso (4) |
| 1 | 50 | Espeso (5)- Liso (4) |
| Espeso = a la cuchara/escala de 0 a 6 (espeso). | ||
| Fluido = a la cuchara/escala de 0 (granuloso) a 6 (liso). |
Aquí las microfibrillas permiten aumentar el
espesor del producto y reducen considerablemente el aspecto
granuloso.
Claims (17)
1. Utilización de microfibrillas de celulosa en
composiciones lácteas fermentadas como agente corrector de defectos
aportados por las bacterias en el momento de la fermentación
láctica tales como el carácter fluido, el carácter granuloso, la
pérdida de espesor al agitar.
2. Utilización según la reivindicación 1,
caracterizada porque las microfibrillas de celulosa tienen
un índice de cristalinidad inferior o igual al 50%, preferentemente
superior o igual al 15% e inferior al 50%.
3. Utilización según una de las
reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque las
microfibrillas de celulosa se derivan de células constituidas por lo
menos por el 80% de paredes primarias.
4. Utilización según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las
microfibrillas de celulosa están cargadas en superficie en ácidos
carboxílicos y en polisacáridos ácidos, solos o mezclados.
5. Utilización según la reivindicación 4,
caracterizada porque el porcentaje de los ácidos
carboxílicos y polisacáridos ácidos en superficie es inferior al 30%
en peso, preferentemente inferior al 5% en peso.
6. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque las
microfibrillas están asociadas por lo menos con un compuesto
polihidroxilado.
7. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
compuesto polihidroxilado es escogido entre los hidratos de carbono
y sus derivados, y los poliolos.
8. Utilización según la reivindicación
precedente, caracterizada porque el compuesto
polihidroxilado se escoge entre los monosacáridos lineales o
cíclicos en C-3 a C-6, los
oligosacáridos, los polisacáridos y sus derivados grasos como los
sucroésteres de ácidos grasos, los hidratos de carbono de alcoholes
y sus mezclas.
9. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque el compuesto
polihidroxilado es por lo menos un polisacárido aniónico, escogido
entre la goma xantana, los succinoglicanos, los carragenanos, el
alginato, solos o mezclados.
10. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque el compuesto
polihidroxilado es por lo menos un polisacárido no iónico escogido
entre el galactomananos, el almidón y sus derivados no iónicos, los
derivados no iónicos de la celulosa.
11. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 10, caracterizada porque el compuesto
polihidroxilado es carboximetilcelulosa.
12. Utilización según la reivindicación
precedente, caracterizada porque la celulosa carboximetilada
es de bajo grado de sustitución.
13. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque el contenido
total en compuesto(s) polihidroxilado(s) es por lo
menos del 5% en peso y como máximo del 30% en peso, con relación al
peso total de las microfibrillas y de los compuestos
polihidroxilado(s).
14. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 13, caracterizada porque las
microfibrillas de celulosa están asociadas con al menos un
coaditivo escogido entre los compuestos de fórmulas:
- \text{*}
- (R R N) COA, fórmula en la cual:
- -
- R o R, idénticos o diferentes, representan el hidrógeno o un radical alquilo en C-1 a C-10, preferentemente en C-1 a C-5,
- -
- A representa el hidrógeno, un radical alquilo en C-1 a C-10, preferentemente en C-1 a C-5,
- \text{*}
- (R R N), fórmula en la cual R o R, idénticos o diferentes, representan el hidrógeno o un radical alquilo en C-1 a C-10, preferentemente en C-1 a C5.
15. Utilización según la reivindicación 14,
caracterizada porque el contenido total en
compuesto(s) polihidroxilado(s) y en
coaditivo(s) en las microfibrillas es por lo menos del 5% en
peso y como máximo del 30% en peso, con relación al peso total de
las microfibrillas, del o de los compuestos
polihidroxilado(s), y del o de los coaditivos.
16. Utilización en composiciones lácteas
fermentadas de las microfibrillas de celulosa, solas o en
asociación con el o los compuestos polihidroxilado(s) y
eventualmente con el o los coaditivos, según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, caracterizada porque el contenido en
microfibrillas de celulosa, es superior a 0 e inferior al 5% en
peso con relación al peso total de la composición láctea
fermentada.
17. Utilización según la reivindicación
precedente, caracterizada porque las microfibrillas de
celulosa, solas o en asociación con el o los compuestos
polihidroxilado(s) y eventualmente con el o los coaditivos,
están presentes en un contenido comprendido entre 0,01 y el 1% en
peso con relación al peso total de la composición láctea
fermentada.
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