ES2271337T3 - Composicion que contiene carragenanos con propiedades gelificantes mejoradas. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la producción de una composición que contiene carragenanos a partir de un extracto de carragenanos purificado de manera tradicional, que se compone de al menos un 60% en peso de kappa-carragenano, caracterizado porque el material de partida en primer lugar se humedece y luego se mezcla y se corta de manera intensiva a temperaturas elevadas y en condiciones de presión elevada, y finalmente se enfría y se muele la masa obtenida.

Description

Composición que contiene carragenanos con propiedades gelificantes mejoradas.
Es objeto de la presente invención un procedimiento para la producción de una composición que contiene carragenanos con propiedades gelificantes mejoradas.
En el caso de los carragenanos se trata de polisacáridos de unidades de galactosa con diferentes grados de sulfatación de entre el 15 y el 40%. Normalmente se obtienen a partir de algas rojas como hidrocoloides marinos habituales y se utilizan principalmente en la industria alimenticia como agentes espesantes o gelificantes con propiedades termorreversibles.
Ya hace más de 600 años se utilizaba el denominado "musgo de Irlanda" en Carraghen en la costa del sur de Irlanda para fines medicinales y en el campo de la alimentación. A este respecto se conocía especialmente el "musgo de Irlanda" por su propiedad única de espesar la leche. Correspondientemente también se utilizaba en las regiones cercanas a la costa de Normandía y de Bretaña. Así se produjeron por ejemplo tartas con líquenes blancos o los denominados "goémon blanc", cocinando simplemente algas en leche.
Aproximadamente desde la mitad del siglo 20 se producían industrialmente extractos de este tipo. Mientras hoy en día se obtienen los carragenanos a partir de numerosas algas rojas, inicialmente se obtenían a partir del "musgo de Irlanda".
En general pueden diferenciarse dos clases de carragenanos: los extractos purificados de manera tradicional y los carragenanos semipurificados (Processed Eucheuma Seaweed, P.E.S), que no se han introducido en el sector de la alimentación hasta hace poco tiempo. Correspondientemente a las propiedades limitadas de P.E.S, los datos siguientes se refieren solamente a los extractos de carragenanos purificados de manera tradicional.
La muy extensa familia de los carragenanos está ampliamente diversificada y pueden clasificarse muy generalmente en tres grupos principales "ideales", concretamente los iota, kappa y lambda-carragenanos, representándose los carragenanos gelificantes solamente por los iota y kappa-carragenanos.
En el caso de estas especies de carragenanos se trata de polímeros lineales, que comprenden dos unidades de carrabiosa que se repiten:
100
Dado que la anhidrogalactosa se encuentra en una conformación ^{1}C_{4}, se orientan todos los enlaces glicosídicos diecuatorialmente. La única diferencia entre los iota y kappa-carragenanos se observa en la esterificación con ácido sulfúrico: a este respecto el kappa-carragenano se esterifica solamente en el grupo hidroxilo en la posición C-4 del resto galactosilo y presenta un contenido en sulfato de aproximadamente desde el 25 hasta el 30%. En el iota-carragenano además de la posición C-4 también se esterifica el grupo hidroxilo en la posición C-2 del resto de anhidrogalactosa, por lo que los iota-carragenanos presentan un porcentaje de sulfato de desde el 28 hasta el
35%.
Los enlaces glucosídicos orientados diecuatorialmente permiten la formación de las cadenas moleculares en forma de doble hélice, pudiéndose transformar esta estructura ordenada en presencia de cationes especiales en zonas de unión y posibilitando así una gelificación.
El gel de iota-carragenano es elástico, transparente y se forma relativamente débil, pudiéndose destruir la red formada bastante suelta fácilmente mediante fuerzas mecánicas. Sin embargo vuelve a su estructura inicial relativamente rápido, tan pronto como se paran las influencias mecánicas (tixotropía).
La gelificación en el caso de los kappa-carragenanos se aumenta especialmente mediante iones potasio, induciendo ya concentraciones relativamente bajas una gelificación. A causa de su tamaño de iones pequeños pueden incluirse los iones potasio en las espiras del polisacárido y neutralizar allí parcialmente los grupos sulfato, después de lo cual las dobles hélices se disponen juntas para dar los agregado y en consecuencia pueden formar un gel
fuerte.
La obtención industrial de los carragenanos se aprovecha por lo general de una extracción alcalina, cuyas etapas de separación combinada de centrifugación y/o filtración se conectan a continuación. La disolución que contiene carragenanos y relativamente clara así obtenida se precipita de manera habitual con un alcohol, se lava, se presiona, se seca y finalmente se muele.
Los productos elásticos obtenidos de esta manera tienen propiedades reológicas especiales y pueden utilizarse o bien solos o en combinación con otros hidrocoloides tales como por ejemplo goma garrofín en los campos de aplicación más diversos:
en el sector de la alimentación entre otros:
-
para la estabilización de bebidas de chocolate y cremas
-
en postres, tales como productos lácteos espesos, tartas, postres estratificados y mousse
productos de pescado y carne:
-
para la inyección en jamón o carne de aves de corral
-
para la reducción de grasa y como fuente de grasa por ejemplo en hamburguesas
-
en conservas en combinación por ejemplo con goma garrofín, también para la alimentación de animales.
en productos instantáneos:
-
para bases de tartas
-
en postres, en pasteles de nata y cremas de confitería
-
en postres a base de agua (por ejemplo gelatina de fruta) y cubiertas
en helados:
-
en la mayoría de los casos en combinación con goma guar, alginatos y goma garrofín
en sectores aparte de la nutrición:
-
en pasta de dientes y cosméticos
-
en agentes de saneamiento atmosféricos
-
en productos farmacéuticos
En conjunto los geles que contienen agua representan en verdad la aplicación tradicional de los carragenanos. Así se utilizan los carragenanos por ejemplo en gelatina, pero también como geles en la industria de las conservas y en el caso de la producción de alimentos para animales así como en relación con productos cárnicos cortados y cocidos (por ejemplo fiambres), para protegerlos de las pérdidas de humedad, para mejorar los resultados de cocción, para hacerlos de consistencia firme y finalmente, para mejorar la sensación del paladar.
Especialmente en el caso de los productos embutidos y cárnicos mencionados en último lugar es de significado especial la capacidad de retención de agua, estando especialmente en primer plano una mejora constante de las propiedades de corte.
A partir del estado de la técnica se conocen numerosas publicaciones y patentes, que tratan la extrusión de hidrocoloides; sin embargo solamente pocos de estos mencionan los carragenanos.
Así el documento WO 99/47 249 con el título "Extruded hydrocolloid granules with improved wettability and a process for producing same" describe en este contexto un comportamiento de dispersión mejorado de un producto de guar y mejores propiedades de humidificación en medios acuosos, si se muele en seco con mojadores no iónicos, sólidos, y finalmente se extruye.
\newpage
Wedlock et al. ("Pregelatinised galactomannans - Properties and applications"; 1993) han encontrado que mezclas de guar y goma garrofín muestran un aumento de las viscosidades intrínsecas en agua fría y pueden, conjuntamente con xantano, formar un gel.
Con la patente de los EE.UU. número 4.859.484 se protegen "Processed starch-gum blends", que demuestran, para una mezcla de un hidrocoloide y almidón en agua, propiedades de viscosidad, que corresponde a la de la materia bruta, si ésta se utiliza en un exceso del 10 al 20%. A este respecto se le atribuye estas propiedades mejoradas a la mezcla profunda, tal como se obtiene mediante la extrusión.
El documento DE-A-25 11 191 se refiere a un gel de aire fresco (Airfresh), que contiene como componentes un agente gelificante con carragenanos, goma garrofín y sal de amonio soluble en agua con un valor de pH por encima de aproximadamente 5,0. Este gel Airfresh supuestamente no presenta ninguna sinéresis y presenta una resistencia de gel en agua mejorada. Puede producirse, mezclando en seco los componentes del agente gelificante, dispersando en agua la mezcla seca, calentando con agitación el agente gelificante dispersado hasta conseguir la disolución íntegra, enfriando la disolución acuosa del agente gelificante, mezclando con agitación la disolución enfriada con un agente de tratamiento del aire y enfriando esta mezcla hasta una temperatura inferior a aproximadamente 37,8ºC, para conseguir una gelificación.
El documento WO 94/22921 describe un procedimiento para la producción de un producto que contiene carragenanos. El procedimiento comprende la transformación de un material de partida de hierba marina que contiene carragenanos en una mezcla esencialmente homogénea de un disolvente, en el que el carragenano es esencialmente insoluble, y una fase acuosa alcalina. El procedimiento comprende además un tratamiento de cizallamiento del material de hierba marina transformado y lavado. Un producto que contiene carragenanos que puede obtenerse mediante el procedimiento se da a conocer igualmente.
El documento WO 02/48199 (prioridad: 13 de diciembre de 2000 y 2 de marzo de 2001, día del registro: 10 de diciembre de 2001, día de la publicación: 20 de junio de 2002) da a conocer un procedimiento para la producción de productos de carragenanos a partir de material de hierba marina procesada con un contenido en sólidos inferior al 25% en peso con el uso de un tratamiento de cizallamiento. El producto de carragenanos comprende al menos aproximadamente el 60% en peso de carragenanos y al menos aproximadamente el 2% en peso de material no soluble en ácido. Se describe como componente beneficioso en alimentos así como en formulaciones de pasta de dientes, cosméticos, colorantes, películas y cápsulas de administración.
En general las macromoléculas difícilmente pueden resistir fuerzas de cizallamiento altas, una temperatura alta y condiciones de presión elevada, tal como se producen por ejemplo en el contexto de los procesos de extrusión. La disminución de la masa molar producida como consecuencia de tales influencias también tiene siempre efectos negativos en las propiedades de la molécula, tal como por ejemplo la fuerza del gel.
Las prensas extrusoras de simple y doble husillo contienen como parte del material mecánico un cilindro de extrusión, en el que rotan uno o dos husillos de extrusión. La prensa extrusora está equipada con sistemas de calefacción subclasificados por sectores, con los que puede imprimirse un perfil de temperatura axial al cilindro de extrusión. Las temperaturas de calefacción de los sectores del cilindro se regulan individualmente y pueden preestablecerse por separado, de manera correspondiente a los requisitos técnicos del procedimiento. El sistema de cilindros/husillos absorbe la mezcla de partida, la transporta en dirección a la punta del husillo, la calienta en el transcurso de procesos de traspaso de calor y disipación y construye en el medio la presión de masa. Mediante la acción conjunta del cilindro y el (los)
husillo(s) se dispersan los materiales de partida, se mezclan y mediante la acción de las fuerzas de cizallamiento, presión y temperatura se modifican en su estructura. Tales modificaciones estructurales se manifiestan por ejemplo en un tránsito del estado sólido a fundido, en propiedades de flujo viscoso del plastificante resultante y en una modificación de la consistencia (texturización). Tras la salida de la prensa extrusora el extruído se transforma de nuevo al estado sólido mediante enfriamiento forzado.
La técnica de extrusión se utiliza especialmente para la producción de los denominados alimentos texturizados tales como los cereales de desayuno y productos tentempié, pero también para la producción de productos instantáneos. Una técnica correspondiente se usa igualmente para la producción de productos de almidón, que son solubles en agua fría, pero también para productos instantáneos que contienen almidón.
La técnica de extrusión representa además en relación con el mezclado profundo de los componentes que van a extruirse el estado actual de la técnica, consiguiéndose especialmente efectos sinérgicos, por ejemplo con respecto a una viscosidad elevada de los componentes modificados por cizalladura y mezclados profundamente, que es claramente elevada en comparación con los materiales de partida mezclados solamente de manera sencilla.
Por consiguiente para la presente invención el objetivo consistía debido al estado ilustrado de la técnica en proporcionar un procedimiento para la producción de una composición que contiene carragenanos con propiedades gelificantes mejoradas.
Se solucionó este objetivo mediante un procedimiento para el tratamiento de una composición que contiene carragenanos, con el que se aumentan las propiedades gelificantes, humedeciéndose en primer lugar el material de partida especificado en la reivindicación 1 preferiblemente con agua, entonces mezclándose y cortándose de manera intensiva a temperaturas elevadas y en condiciones de presión elevada, que preferiblemente tiene lugar mediante unidades de mezclado y cizallamiento, y posteriormente enfriándose y moliéndose la masa.
La composición que contiene carragenanos producida con el procedimiento según la invención con propiedades gelificantes mejoradas, puede utilizarse en formulaciones en el sector de la alimentación y/o en el sector farmacéutico, especialmente en geles que contienen agua.
En contra de las experiencias hasta el momento del estado de la técnica fue completamente sorprendente que incluso condiciones extremas tales como temperaturas, presiones de masa elevadas así como altas tensiones de cizallamiento no pueden destruir la estructura de carragenanos y que además la composición que contiene carragenanos correspondiente a la presente invención incluso presenta una fuerza de gel alta, una sinéresis del gel disminuida, una capacidad de gelificación acelerada y también una dispersabilidad mejorada significativamente de la composición en forma de polvo en disoluciones. Con las composiciones que contienen carragenanos producidas según la invención también pueden obtenerse mezclas con otros polímeros, cuyas propiedades superan claramente las mezclas en polvo/polvo comparables. No cabía esperar todo esto en esta intensidad.
Básicamente puede recurrirse para la presente invención a cualquier material que contiene carragenanos adecuado como materia bruta, mientras que contenga al menos el 60% en peso de \kappa-carragenano.
De igual manera ha resultado ser ventajoso cuando, en relación con la presente invención, la sinéresis de la composición que contiene carragenanos es \leq 2,0% en peso y/o la composición presenta una resistencia a la rotura mejorada, que se aumenta al menos el 40% en comparación con el material de partida que contiene carragenanos.
Igualmente preferible es una composición cuyo porcentaje en carragenanos asciende al menos al 60% en peso.
Una variante especial de la presente invención prevé una composición, que junto al componente de carragenanos contiene además un almidón y/o un hidrocoloide y/o una proteína, que también podrían haberse sometido a un tratamiento previo respectivamente.
Preferiblemente a este respecto el almidón utilizado procede de cereales, maíz, patata, trigo, tapioca, arroz o mezclas de los mismos.
También debe considerarse como preferible cuando como componente de hidrocoloide se contiene uno de la serie de goma guar, goma garrofín, goma karaya, koniaki, celulosa, éter de celulosa, celulosa microcristalina, xantano, pectina, alginato, agar o por otra parte cualquier mezcla de los mismos.
El tercer componente adicional igualmente preferido, la proteína, puede ser muy en general en el contexto de la presente invención de origen vegetal o animal, puede proceder de leguminosas o ser proteína de soja, que es especialmente muy adecuada.
Visto en general, el porcentaje de los componentes adicionales en la composición producida según la invención no es crítico, sin embargo se recomienda un porcentaje total que no sea superior al 50% en peso, con respecto al peso total, debiendo considerarse como especialmente adecuado un contenido que se encuentre entre el 3 y el 40% en peso.
Finalmente se prefiere en el contexto de la presente invención una composición, en la que se trata de un producto, que se ha sometido a un tratamiento con fuerza de cizallamiento grande y una presión alta, tal como es el caso a por ejemplo en la extrusión con prensas extrusoras de simple o doble husillo.
La composición que contiene carragenanos producida según la invención presenta, especialmente en vista a su aplicación en el sector de la alimentación, propiedades mejoradas, tales como una fuerza de gel mejorada, una interacción mejorada con otros (bio)polímeros, una sinéresis de gel mejorada así como una dispersabilidad claramente mejorada en forma de polvo y además también puede obtenerse mediante un procedimiento de extrusión de manera completamente sorprendente, en el que se ejecutan de manera conocida fuerzas de cizallamiento altas, una presión alta y temperaturas altas en la parte del procedimiento destacada.
Por este motivo la presente invención también considera un procedimiento para la mejora de las propiedades gelificantes de una composición que contiene carragenanos, en el que en una primera etapa del procedimiento se humedece la materia bruta, lo que tiene lugar preferiblemente con agua, entonces esta mezcla se mezcla y se corta de manera intensiva a temperaturas elevadas y en condiciones de presión elevada, produciéndose una tensiones de tracción elevadas y que preferiblemente tiene lugar mediante unidades de mezclado y cizallamiento tales como por ejemplo prensas extrusoras de simple o doble husillo, y en el que posteriormente se enfría y se muele la masa así obtenida. Generalmente se ven influenciadas en este modo de proceder las propiedades de la composición según la invención mediante el control de las condiciones del procedimiento individuales, por las que se entiende especialmente el contenido en humedad del material que va a tratarse, el perfil de temperatura de la prensa extrusora así como la velocidad de alimentación del material de partida y la velocidad de giro del husillo de la amasadora (prensa extrusora).
El material de partida contiene al menos el 60% en peso de \kappa-carragenano.
De manera habitual se ajusta el contenido en humedad del material de partida antes de su adición a la unidad de preparación mediante la adición de agua. Dado que en el contexto de la presente invención, debe tener lugar el tratamiento del material de partida mediante una prensa extrusora y especialmente en este caso mediante una prensa extrusora de doble husillo, se considera como ventajoso alimentar el agua en la primera sección del sistema de extrusión.
Generalmente puede considerarse como preferible en el contexto de la presente invención un contenido en humedad del material de partida, que se encuentra entre el 50 y el 95% en peso, con respecto al peso total, y especialmente entre el 60 al 85% en peso.
Si con el presente procedimiento se preparan mezclas de carragenanos y otros componentes, tal como por ejemplo proteína de soja o koniaki, entonces pueden producirse las correspondientes mezclas completamente sin problemas, antes de suministrarse a la prensa extrusora.
El propio mezclado del material de partida, que puede contener además según la invención como componentes adicionales un almidón y/o un hidrocoloide y/o una proteína, se realiza preferiblemente a temperaturas de entre 30 y 130ºC y sigue a este respecto de manera especialmente preferible un perfil de temperatura creciente en la dirección de transporte; deben considerarse como igualmente preferibles las presiones \geq 2 bar y especialmente aquellas entre 4 y 40 bar. A este respecto pueden ser igualmente adecuadas las presiones de hasta 60 o incluso 80 bar, si la calidad del producto que va a obtenerse no experimenta ninguna influencia negativa.
De manera habitual se realiza el procedimiento reivindicado para el tratamiento y/o preparación de un material de partida que contiene carragenanos con ayuda de una prensa extrusora de manera que se mezcla en seco el material que contiene carragenanos o una mezcla de partida correspondiente, que contiene carragenanos predominantemente, en una mezcladora de fluidos que funciona de manera discontinua durante 5 minutos, entonces se añade a temperatura ambiente (aproximadamente 20ºC) del 30 al 70% en peso de agua destilada, a continuación se agita durante 5 minutos adicionales y posteriormente se deja reposar la mezcla así obtenida durante aproximadamente una hora en la mezcladora de fluidos a temperatura ambiente, antes de alimentarse al sistema de
extrusión.
Esto tiene lugar habitualmente con ayuda de un sistema de dosificación de husillo que funciona gravimétricamente, pudiéndose suministrar en caso necesario líquido adicional en una de las primeras zonas de calentamiento de la prensa extrusora. Básicamente los parámetros del procedimiento tales como el contenido en líquido, la temperatura y las fuerzas de cizallamiento influyen en el resultado del proceso de preparación o extrusión.
El transporte del material que contiene carragenanos en el sistema de extrusión normalmente va acompañado de un aumento de la temperatura en de 30 a 60ºC, debiendo tener lugar el mezclado y el amasado a de 50 a 130ºC. Como velocidades circunferenciales de los husillos han demostrado ser especialmente eficaces los valores entre 0,07 y 0,20 m\cdotsec^{-1}, correspondiendo estas velocidades circunferenciales a una prensa extrusora con un diámetro de husillo de 25 mm. También se recomiendan velocidades de giro del husillo de entre 60 y 150 min^{-1}.
El contenido en agua total, que se compone de todos los contenidos individuales de todos los materiales preparados en la prensa extrusora, inclusive del agua añadida así como del contenido en humedad del material de partida y del proceso de humidificación en la mezcladora de fluidos, debe ascender a entre el 50 y el 95% del peso total.
La realización del procedimiento propuesto no se limita a ningún tipo de prensa extrusora especial, sin embargo se considera como preferible (tal como ya se mencionó) una prensa extrusora de doble husillo, dado que garantiza una mejor transición del calor y con este tipo también puede conseguirse una estructuración y un mezclado mejor de los materiales.
La rosca del husillo genera interactuando con el cilindro de la prensa extrusora la presión de masa, que es necesaria para vencer la resistencia a la extrusión de la herramienta y para el paso de los elementos de husillo inactivos desde el punto de vista del transporte (piezas de cizallamiento, bloques de amasado, piezas de mezclado distributivas). Posteriormente se enfrían los extruídos en barra en el estado hidratado y se cortan con ayuda de un molino cortante en pequeñas fragmentos, se secan en una secadora de criba a vacío y finalmente se muelen.
En general debe prestarse atención, a que el secado y el molido del producto final tenga lugar en condiciones tales, que el producto final no experimente con respecto a sus propiedades ningún perjuicio.
Debido a sus propiedades de producto sorprendentemente buenas y variadas, que se consiguen especialmente en el contexto de la presente invención mediante el procedimiento reivindicado igualmente y que se refieren especialmente a las propiedades gelificantes y a una sinéresis claramente reducida, puede utilizarse el producto obtenido preferiblemente mediante extrusión en numerosos sectores de aplicación, en los que se desea una gelificación mejorada, lo que especialmente es el caso en la industria de preparados cárnicos.
Sobre todo, también por eso la presente invención tiene en cuenta el uso de la composición que contiene carragenanos con propiedades gelificantes mejoradas, usándose la composición como formulación en el sector de la alimentación y/o en el sector farmacéutico y especialmente en este caso en geles que contienen agua. A este respecto tienen lugar las aplicaciones pertinentes preferiblemente como agentes de texturización, como agentes que aumentan la viscosidad (viscosifier), como agentes gelificantes, formadores de películas y agentes auxiliares reológicos así como como agentes estabilizadores.
En general la presente invención pone a disposición un procedimiento nuevo para la producción de una composición que contiene carragenanos con una fuerza de gel mejorada, una sinéresis claramente reducida y una capacidad de gelificación acelerada.
Por lo demás, la composición reivindicada muestra en forma de polvo una dispersabilidad mejorada en disoluciones, consiguiéndose finalmente todas estas propiedades ventajosas del producto mediante el procedimiento reivindicado igualmente para la mejora de las propiedades gelificantes.
Los ejemplos siguientes aclaran estas características de producto de la composición que aparecen de manera completamente sorprendente, que pueden obtenerse mediante el procedimiento reivindicado.
Ejemplos
Para los siguientes ejemplos se utilizó una prensa extrusora de doble husillo, del tipo ZE25-HD=48, de la empresa Berstorff, que estaba acoplado con un sistema de dosificación gravimétrico (K-Tron o AG del tipo T20). Se alimentaron las cantidades de líquido (agua destilada) necesarias respectivamente con ayuda de una bomba de membrana (Prominent AKTRIEB G/4-W) en el tercer tramo de cilindro de la prensa extrusora.
Todo el material de partida o bien se mezcló en seco previamente o bien se mezcló en una mezcladora de fluidos, del tipo Günther Papenmeier TGHK-8. La humidificación de cada una de las mezclas con agua destilada tuvo lugar con una aguja de inyección en la mezcladora de fluidos.
En caso necesario se cortaron las barras del producto que salen de la prensa extrusora con ayuda de una granuladora de barras (empresa Scheer) en gránulos de aproximadamente 4 mm de longitud.
El material que sale de la extrusora se secó básicamente a lo largo de 24 horas en una secadora de criba a vacío con aire caliente a 55ºC (Heraeus-electronic).
Las propiedades de los productos así obtenidos se caracterizaron según su capacidad, para configurar geles en agua salada. Para esto se añadió en primer lugar el 2,5% en peso de cloruro de sodio y poli(fosfato de sodio) en agua destilada y posteriormente el 5% en peso de cada uno de los productos.
Con ayuda de un medidor de presión (por ejemplo TAXT2 Rheometer) se midieron las fuerzas de gel y las propiedades de deformación de los geles (punto de rotura, elasticidad y resistencia).
La resistencia a la rotura se determinó por medio de una prueba de compactación, en la que se carga el bloque de gel con un diámetro de 12,7 mm en una cubeta de cristalización con una velocidad de penetración de 0,5 mm/s. Como material de partida para el gel se colocó el 1,5% en peso de un polvo de carragenanos en una disolución salina a lo largo de 16 horas a 10ºC. A continuación de esto tuvo lugar la medición. A este respecto como parámetros reológicos sirvieron la resistencia en 2 y 4 mm de profundidad del bloque de gel así como el punto de fractura. En esta prueba de compactación penetra el punzón según cada fuerza de gel superando la fuerza superficial en la muestra, debiéndose emplear una fuerza determinada dependiendo de la fuerza de gel o la resistencia a la rotura, que se determina en profundidades de gel de 2 ó 4 mm como "g" (1 N= 102 g) y que por consiguiente reproduce la resistencia a la rotura o la fuerza de gel.
La sinéresis se determinó respectivamente porque se mantuvieron los geles a lo largo de tres días en una cubeta de cristalización en el refrigerador. A continuación se absorbió el agua liberada con un papel secante, para secar los geles, y se calculó la sinéresis correspondiente de la siguiente fórmula:
S = \frac{w_{1} - w_{2}}{w_{1}}\ x\ 100
en la que:
w_{1} = peso del gel húmedo
w_{2} = peso del gel secado con un papel secante cuidadosamente.
Como resultado se registraron las viscosidades frente al perfil de temperatura de cada uno de los ejemplos mediante la representación de las denominadas "curvas de Brabender".
También se determinaron las modificaciones en las partículas de las mezclas microscópicamente y con métodos de coloración especiales, pudiendo detectarse diferencias significativas entre las mezclas extruídas y no extruídas.
\newpage
En la coloración de los carragenanos obtenidos de manera tradicional se mostraron partículas de color púrpura de extensión más larga, estando las proteínas de soja coloreadas de color azul claro y siendo más bien de forma redonda.
Con la disolución de Lugols los componentes de carragenanos son transparentes, mientras que las partículas de koniaki se tiñen de color rojo/púrpura.
Tras el procedimiento de extrusión no pueden diferenciarse más claramente los distintos componentes.
Ejemplo 1
Material de partida: kappa-carragenano a partir de Euchema cottonii.
Adición del 40% de agua destilada antes del proceso de extrusión.
Condiciones de extrusión
-
adición de liquido en el tramo del cilindro 3; velocidad: 0,75 kg/h
-
velocidad de giro del husillo: n = 100 min^{-1}
-
velocidad de dosificación: 2 kg/h
-
perfil de temperaturas:
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
35 40 70 90 90 90 90 90 80 80
-
presión a la entrada de la herramienta: 16 bar
-
contenido de humedad total del producto final: 60% en peso
-
caudal: 2,25 kg/h
Resultado
Sinéresis Resistencia a la
(% en peso) rotura (g)
Material de partida 3,8 476
Producto extruído 2,9 650
El resultado muestran un descenso significativo de la sinéresis del gel formado según la invención con un carragenano extruído.
Ejemplo 2
Material de partida: kappa-carragenano a partir de Euchema cottonii.
Adición del 60% de agua destilada antes del proceso de extrusión.
Condiciones de extrusión
-
se añadió en el tramo del cilindro 3 líquido adicional, velocidad: 2,5 kg/h
-
velocidad de giro del husillo: n = 100 min^{-1}
-
velocidad de dosificación: 1,5 kg/h
-
perfil de temperatura:
\vskip1.000000\baselineskip
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
35 40 90 130 130 130 130 130 120 120
-
presión a la entrada de la herramienta: 3 bar
-
contenido en humedad total del producto final: 85% en peso
-
caudal: 4 kg/h
Resultado
Sinéresis Capacidad de Resistencia
(% en peso) expansión (mm) a la rotura
Material de partida 3,8 4,8 476
Producto extruído 2,7 4,8 710
Los resultados muestran un aumento significativo de la resistencia a la rotura del gel en el caso de geles formados con carragenanos extruídos según la invención.
Ejemplo 3
Material de partida: mezcla de un kappa-carragenano a partir de Euchema cottonii y un aislado de proteína de soja (F940 de Dupont)
Antes del procedimiento de extrusión se mezcló en seco el 80% en peso de carragenanos con el 20% en peso de la proteína de soja y entonces se añadió el 60% de agua destilada.
Condiciones de extrusión
-
velocidad de giro del husillo: n = 100 min^{-1}
-
velocidad de dosificación: 2 kg/h
-
perfil de temperatura:
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
35 35 55 70 100 110 110 100 90 90
-
presión a la entrada de la herramienta: 18 bar
-
contenido en humedad total del producto final: 60% en peso
-
caudal: 2 kg/h
Resultado
Capacidad de Resistencia a Sinéresis
expansión (mm) la rotura (g) (% en peso)
Material de partida 2,9 270 2
Producto extruído 2,7 440 1,2-1,7
Los resultados prueban claramente que mediante el proceso de extrusión se atenuaron los efectos negativos habituales por lo demás de la proteína de soja en la resistencia del gel y simultáneamente pudo detectarse un descenso de la sinéresis así como un aumento significativo de la fuerza del gel (resistencia a la rotura) en el caso de los geles que contienen proteína y carragenanos según la invención.
Ejemplo 4
Material de partida: mezcla de kappa-carragenano a partir de Euchema cottonii y harina de koniaki (hidrocoloide).
Se mezcló en seco el 97% en peso de carragenano con el 3% en peso de la harina de koniaki antes del proceso de extrusión y a continuación se mezcló con el 20% en peso de agua destilada.
Condiciones de extrusión
-
se añadió en el tramo del cilindro 3 líquido adicional; velocidad: 3 kg/h
-
velocidad de giro del husillo: n = 100 min^{-1}
-
velocidad de dosificación: 1 kg/h
-
perfil de temperatura:
\vskip1.000000\baselineskip
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
35 35 50 70 80 80 70 60 60 50 
\vskip1.000000\baselineskip
-
presión a la entrada de la herramienta: 4 bar
-
contenido en humedad total del producto final: 80% en peso
-
caudal: 4 kg/h
Resultado
Capacidad de Resistencia a Sinéresis
expansión (mm) la rotura (g) (% en peso)
Material de partida 3,4 515 1,4
Producto extruído 3,8 885 1,0
Los resultados muestran que la influencia positiva del koniaki puede mejorar además las propiedades del gel de carragenanos mediante el procedimiento de extrusión y que se observa en el caso del gel que contiene koniaki y carragenanos según la invención un descenso de la sinéresis así como un aumento significativo de la fuerza del
gel.
Ejemplo 5
Material de partida: mezcla de kappa-carragenano a partir de Euchema cottonii y aislado de proteína de soja (F940 de Dupont).
Se mezcló en seco el 80% en peso de los carragenanos con el 20% en peso de la proteína de soja antes del proceso de extrusión y a continuación se añadió el 60% en peso de agua destilada.
Condiciones de extrusión
-
se añadió en el tramo del cilindro 3 líquido adicional; velocidad: 3,33 kg/h
-
velocidad de giro del husillo: n = 100 min^{-1}
-
velocidad de dosificación: 2 kg/h
-
perfil de temperatura:
\vskip1.000000\baselineskip
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
35 35 55 70 100 110 110 100 90 90 
\vskip1.000000\baselineskip
-
presión a la entrada de la herramienta: 2 bar
-
contenido en humedad total del producto final: 85% en peso
-
caudal: 5,33 kg/h
Resultado
Sinéresis Resistencia a Temperatura
(% en peso) la rotura (g) de gelificación
(ºC)
Material de partida 2,1 290 30
Producto extruído 1,3 490 38
En el producto extruído según la invención puede detectarse la etapa de gelificación a una temperatura elevada en 8ºC con respecto al material de partida.
Ejemplo 6
Material de partida: mezcla de kappa-carragenano a partir de Euchema cottonii y 1) un aislado de proteína de soja (20% en peso) o 2) harina de koniaki (30% en peso).
Resultado
Observación microscópica
Material de partida Dos componentes separados uno del otro
Productos extruídos 1) o 2) Las partículas de soja o las partículas de
koniaki están incluidas en las partículas
de carragenanos
En general pudo detectarse, que en las composiciones según la invención en el caso 1) estaban incluidas las partículas de koniaki en las partículas de carragenanos, siendo entonces las partículas de koniaki también mucho más pequeñas que las del material de partida. En el caso 2) ya no pudieron detectarse los porcentajes de proteína de soja microscópicamente; parecían haber sido absorbidos por completo por los porcentajes de carragenanos.

Claims (8)

1. Procedimiento para la producción de una composición que contiene carragenanos a partir de un extracto de carragenanos purificado de manera tradicional, que se compone de al menos un 60% en peso de \kappa-carragenano, caracterizado porque el material de partida en primer lugar se humedece y luego se mezcla y se corta de manera intensiva a temperaturas elevadas y en condiciones de presión elevada, y finalmente se enfría y se muele la masa obtenida.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el material de partida se humedece con agua.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material de partida se humedece hasta un contenido de humedad entre el 50 y el 95% en peso y especialmente del 60 al 85% en peso, con respecto al peso total.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material de partida contiene además un almidón y/o un hidrocoloide y/o una proteína.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el corte y el mezclado se realiza a temperaturas de entre 30 y 130ºC.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el corte y el mezclado siguen un perfil de temperaturas ascendente en la dirección del transporte.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la presión de masa asciende a \geq 2 bar y preferiblemente a entre 4 y 40 bar.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el corte y el mezclado se llevan a cabo con ayuda de una prensa extrusora y preferiblemente con ayuda de una prensa extrusora de doble husillo.
ES02774747T 2001-10-23 2002-10-23 Composicion que contiene carragenanos con propiedades gelificantes mejoradas. Expired - Lifetime ES2271337T3 (es)

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