ES2277211T3 - Productos de confiteria que comprenden material proteinico de soja desaromatizado obtenible mediante un procedimiento especifico. - Google Patents

Productos de confiteria que comprenden material proteinico de soja desaromatizado obtenible mediante un procedimiento especifico. Download PDF

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Abstract

Producto de confitería que contiene soja y que comprende un material de proteína de soja desaromatizada, en el que el material de proteína de soja desaromatizada se prepara mediante un procedimiento que comprende: (a) preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos aromatizantes y materiales insolubles; (b) solubilización de las proteínas de soja me-diante el ajuste de la composición acuosa de (a) hasta un pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximada-mente 12 y eliminación de los compuestos aromáticos; (c) paso de la composición acuosa de (b) con el pH ajustado a través de una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, bajo condiciones adecuadas de ultrafiltración en la que los compuestos de aroma pasan a través de la membrana, desa-romatizando así el material de soja y reteniendo substan-cialmente todas las proteínas de soja solubilizada; y (d) recuperación de las proteínas de soja solubi-lizadas y retenidas por la membrana de ultrafiltración, en la que las proteínas de soja solubilizadas y recuperadas constituyen el material de proteína de soja desaromatiza-da.

Description

Productos de confitería que comprenden material proteínico de soja desaromatizado obtenible mediante un procedimiento específico.
Antecedentes de la invención
Esta invención se refiere en general al procesamiento de derivados de soja para su uso en diversos productos para la alimentación, en especial productos de tipo confitería. Más particularmente, la invención se refiere a un procedimiento para eliminar el aroma a los materiales de la soja con el fin de hacerlos aceptables en una amplia variedad de alimentos, incluyendo los productos de tipo confitería tales como barras nutricionales.
En los últimos años, las proteínas de soja se han utilizado ampliamente en los productos para la alimentación debido a los beneficios para la salud que se pueden obtener de su uso. En algunas aplicaciones, el gusto de los materiales de soja no presenta objeciones. Sin embargo, en algunos usos, tales como productos análogos de lácteos, bebidas y similares, los gustos que se encuentran en los materiales de soja pueden dificultar su aceptación por parte del consumidor. Por tanto, con el fin de ampliar los usos de los materiales de soja, los presentes inventores deseaban encontrar un procedimiento para reducir los componentes aromáticos de los materiales de la soja. Sin embargo, no resultaba evidente que los procedimientos que se habían utilizado previamente para la eliminación de los componentes aromáticos de otros materiales orgánicos resultasen adecuados para el tratamiento de los materiales de la soja. Los productos orgánicos, puesto que tienen unas composiciones complejas, deben ser analizados para poder ver si un determinado procedimiento para el tratamiento de los mismos va a resultar satisfactorio.
Un ejemplo de procedimientos previamente empleados para purificar materiales orgánicos se encuentra en la patente US 4477480, en la que los inventores muestran que el almidón se puede tratar con un álcali para eliminar los componentes de aroma que dan lugar a problemas. En una patente, la US 4761186, se usa la ultrafiltración para purificar el almidón. En ambos casos, los componentes del aroma se eliminan del almidón, en la patente ‘480 mediante la solubilización de los componentes del aroma de manera que se puedan eliminar por lavado del almidón relativamente insoluble. En la patente ‘186, se usa la ultrafiltración para eliminar los componentes del aroma como permeado, mientras que el material del almidón insoluble permanece en una dispersión acuosa. Por el contrario, la presente invención separa los componentes del aroma de las proteínas de la soja solubles y de alto peso molecular.
Existen muchos artículos y patentes que describen el procesamiento de los materiales de la soja con el fin de recuperar el contenido en proteína y que, al mismo tiempo, reducen el contenido en compuestos aromáticos para dar lugar a que las proteínas sean más aceptables en los productos para la alimentación. Sin embargo, estas descripciones previas no estaban dirigidas especialmente a la eliminación de los compuestos aromatizantes y a la máxima recuperación posible de la proteína. Un ejemplo lo constituye la patente US 4420425 en la que los componentes proteínicos de la soja se solubilizan a un pH de 7 a 11, de manera preferente aproximadamente a 8 y, después de ultrafiltración a través de una membrana que permite el paso de pesos moleculares de hasta aproximadamente 70000, se recuperan las proteínas de la soja retenidas mediante un secado por rociado. En algunas variantes, sólo se solubiliza una parte de la proteína a unos valores de pH más bajos y se someten a ultrafiltración a través de una membrana que permite el paso preferiblemente por encima de 100000 de peso molecular, y se encontró así que el producto presentaba un mejor color y aroma. Se esperaría que una válvula que permita el paso de pesos moleculares más altos diese lugar a una pérdida de proteínas valiosas. En otra patente, la US 5658714, una dispersión de harina de soja se ajusta a un pH en el margen de 7 a 10 para solubilizar las proteínas y, a continuación, se pasa a través de una membrana de ultrafiltración y se retienen así los fitatos y el aluminio, presumiblemente como sólidos. Cuando no se indica el umbral de paso de peso molecular de la membrana, se asume que el tamaño del poro es grande con el fin de que las proteínas solubles pasen. Las dos citadas patentes contienen extensas discusiones acerca de los esfuerzos de otros autores en el procesamiento de los materiales de la soja; pero ni describen ni sugieren el control del pH durante el procedimiento de la ultrafiltración.
En un grupo de patentes relacionadas, la compañía Mead Johnson describe procedimientos para la solubilización de las proteínas de la soja mediante el aumento del pH de una solución acuosa de materiales de la soja y la recuperación de las proteínas que se dice que tienen un aroma suave. Los procedimientos están dirigidos principalmente a la concentración de proteínas más que a la eliminación de los compuestos aromatizantes. En la patente US 3995071, el pH se aumenta de 10,1 a 14 (preferiblemente de 11 a 12) para solubilizar las proteínas de la soja, después de lo cual se baja el pH hasta aproximadamente 6 a 10, y se usa la ultrafiltración con una membrana que permite el paso de pesos moleculares de 10000 a 50000 Dalton, para retener las proteínas al mismo tiempo que se descartan los carbohidratos y los minerales. En la patente US 4072670 se coloca el énfasis en la eliminación de los fitatos y el ácido fítico mediante la solubilización de las proteínas a un pH de 10,6 a 14 y a una temperatura de 10 a 50ºC para hacer que los fitatos y el ácido fítico sean insolubles, a continuación se separan y finalmente se acidifica la solución hasta un pH de aproximadamente 4 a 5 para precipitar las proteínas de la soja. En la patente US 4091120, las proteínas de la soja se solubilizan a un pH de menos de 10, preferiblemente de 7 a 9, y la ultrafiltración se usa para separar las proteínas como retenido, mientras que los carbohidratos pasan como permeado. Estas patentes no describen ni sugieren el control de pH durante el procedimiento de ultrafiltración.
Los presentes inventores deseaban eliminar en los materiales de la soja los compuestos que contribuyen al color y al aroma y que interfieren con el uso de la soja en algunos productos para la alimentación, tales como bebidas, sucedáneos lácticos y similares. Ellos han encontrado que los materiales derivados de la soja se pueden tratar con éxito usando el procedimiento que se describe a continuación, recuperando substancialmente todas las proteínas y eliminando los compuestos que dan lugar a un color y aroma indeseables. Además, mediante el control del pH dentro del margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 durante el procedimiento de ultrafiltración, se pueden obtener los materiales de la soja sin aroma y que presentan mejores propiedades funcionales. Por tanto, el producto resulta adecuado en muchos productos para la alimentación.
La patente WO 02/100186 describe un material de aceite de semilla modificado formado a partir de materiales basados en aceite de semilla. El material de aceite de semilla modificado se puede utilizar en diversas aplicaciones nutricionales, incluyendo la preparación de bebidas para la alimentación complementadas con proteína tales como bebidas, carnes procesadas, productos de confitería como postres congelados, productos de tipo lácteo y productos de grano de cereal. El material de aceite de semilla modificado incluye típicamente por lo menos un 85% en peso de proteína (en base a sólidos secos), por lo menos aproximadamente 40% en peso, y la proteína en el material de aceite de semilla modificado tiene un peso molecular aparente de por lo menos 300 kDA y/o el material de aceite de semilla modificado tiene un pm50 de por lo menos aproximadamente 200 kDA.
La patente WO 03/07007 describe partículas que contienen proteína con una gran calidad comestible caracterizadas por el hecho de que tienen un gran contenido de proteína exógena y opcionalmente fosfolípidos y/o fibras crudas. Este documento también describe un procedimiento para la fabricación de partículas que contienen proteína con una gran calidad comestible caracterizadas por el hecho de que tienen un gran contenido de proteínas exógenas y opcionalmente fosfolípidos y fibras.
La patente US-A-2002 102339 describe un procedimiento para desaromatizar materiales derivados de la soja, que comprende la solubilización de las proteínas de la soja ajustando una composición acuosa que las comprende a un pH en el margen de 9 a 12 y la liberación de los citados compuestos aromatizantes, pasando la composición acuosa con el pH ajustado a través de una membrana de ultrafiltración en la que los citados compuestos aromarizantes pasan a través de dicha membrana con lo cual se desaromatiza el citado material de soja y se retiene substancialmente todas las citadas proteínas de soja solubilizadas.
Resumen de la invención
De manera amplia, la invención es un procedimiento para la preparación de una composición de soja acuosa que tiene una concentración de soja de aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 por ciento, a la que se le ajusta el pH para solubilizar el contenido de proteína y eliminar los compuestos aromatizantes. A continuación se somete la composición a ultrafiltración, manteniendo el control del pH, usando una membrana capaz de retener substancialmente todo el contenido en proteína de la soja mientras se elimina los componentes aromatizantes como el permeado.
Los materiales de soja desaromatizados y preparados mediante el presente procedimiento resultan idealmente adecuados para su uso en bebidas lácteas y no lácteas, confitería blanda, bebidas para deportistas, productos de tipo confitería, barras nutricionales, quesos, sucedáneos de queso, yogures lácteos y no lácteos, carne y productos sucedáneos de carne, cereales, productos cocinados, snacks o similares. Los productos de tipo confitería incluyen barras nutricionales en donde las proteínas de soja desaromatizadas se encuentran dispersadas en las barras nutricionales. Los productos de tipo confitería especialmente preferidos incluyen productos, en especial barras nutricionales, en los que las proteínas de soja desaromatizada se encuentran en capas o en pequeños trozos sólidos de confitería (p.e., capas o trocitos de chocolate o caramelo) dispersados dentro de los productos. Mediante el uso de capas o trocitos sólidos discretos de confitería para contener la proteína de soja desaromatizada, se puede obtener un mejor control de la textura.
En una realización, la presente invención proporciona un producto de confitería que contiene soja y que comprende un material de proteína de soja desaromatizada, en el que el material de proteína de soja desaromatizada se prepara mediante un procedimiento que comprende:
(a) preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos aromatizantes y materiales insolubles;
(b) solubilización de las proteínas de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) hasta un pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 y liberación de los compuestos aromatizantes;
(c) paso de la composición acuosa de (b) con el pH ajustado a través de una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, bajo condiciones adecuadas de ultrafiltración en la que los compuestos de aroma pasan a través de la membrana, desaromatizando así el material de soja y reteniendo substancialmente todas las proteínas de soja solubilizada; y
(d) recuperación de las proteínas de soja solubilizadas y retenidas por la membrana de ultrafiltración, en donde las proteínas de soja solubilizadas y recuperadas constituye el material de proteína de soja desaromatizada.
En otra realización, la presente invención proporciona un procedimiento de preparación de un producto de confitería que contiene soja y que comprende un material de proteína de soja desaromatizada, el citado procedimiento comprende la preparación del producto de confitería de manera que el material de proteína de soja desaromatizada se dispersa en una o más capas discretas o dentro del producto de confitería o en muchos componentes discretos dispersados en todo el producto de confitería, en el que las capas o pluralidad de componentes no afectan de manera adversa la textura del producto de confitería;
en donde el material de proteína de soja desaromatizada se prepara mediante un procedimiento que comprende:
(a) preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos aromatizantes y materiales insolubles;
(b) solubilización de las proteínas de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) hasta un pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 y liberación de los compuestos aromatizantes;
(c) paso de la composición acuosa de (b) con el pH ajustado a través de una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, bajo condiciones adecuadas de ultrafiltración en donde los compuestos de aroma pasan a través de la membrana, desaromatizando así el material de soja y reteniendo substancialmente todas las proteínas de soja solubilizada; y
(d) recuperación de las proteínas de soja solubilizadas y retenidas por la membrana de ultrafiltración, en donde las proteínas de soja solubilizadas y recuperadas constituye el material de proteína de soja desaromatizada.
En un aspecto, la invención es un procedimiento para desaromatizar materiales derivados de la soja tales como leche de soja, harina de soja, concentrados de soja, y aislados de proteína de soja, dicho procedimiento incluye la preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene compuestos aromatizantes, el ajuste del pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta 12 para solubilizar el contenido en proteína del material de soja y la descarga de los compuestos aromatizantes, y a continuación el paso de la composición acuosa con el pH ajustado a través de una membrana de ultrafiltración que tiene poros que permiten el paso de pesos moleculares de hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, reteniendo así de manera substancial todo el contenido en proteína al tiempo que pasa a través de los poros los compuestos que dan lugar al aroma.
En otro aspecto, la invención incluye el ajuste del pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 con un álcali tal como hidróxido sódico, potásico o cálcico para solubilizar el contenido en proteína y liberar los compuestos aromatizantes, haciendo posible el separar dichos compuestos por ultrafiltración. De manera importante, el pH también se controla dentro del margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 durante el procedimiento de ultrafiltración.
En una realización, la invención es un procedimiento para desaromatizar materiales de soja en un proceso en continuo en el que una mezcla acuosa de materiales de soja con el pH ajustado se pasa por una membrana de ultrafiltración para separar los componentes de aroma. El pH se mantiene en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 durante la ultrafiltración mediante la adición de la cantidad apropiada de un material apropiado que da lugar a un cambio de pH (generalmente una base). El permeado que contiene los componentes de aroma y el agua se pasa a través de una membrana de ósmosis inversa para eliminar el agua del permeado y el agua separada se recicla para unirla al retenido reciclado y a los materiales de soja con el pH ajustado. Una parte del retenido se elimina en continuo y se recuperan los materiales de soja desaromatizados.
En una realización preferida, la invención es un procedimiento para quitar el aroma a materiales de soja en un procedimiento por lotes o en semicontinuo en donde una mezcla acuosa de materiales de soja con el pH ajustado se pasa a través de una membrana de ultrafiltración, se separa el permeado para la recuperación de los componentes de aroma, y el retenido se recicla para unirse a los materiales de soja con el pH ajustado. De manera periódica o en continuo se añade agua para reemplazar el agua perdida con el permeado y para ajustar la concentración de los materiales de soja en la corriente combinada hasta un nivel predeterminado. Si es necesario, se puede añadir un material que cambie el pH (p.e. una base) al retenido reciclado o se puede añadir agua para controlar el pH hasta el margen deseado durante el procedimiento de ultrafiltración. El procedimiento se prosigue hasta que se han eliminado todos los compuestos de aroma.
En otra realización preferida, la presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de material de soja desaromatizado, y el citado procedimiento comprende:
(a) preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos aromatizantes y materiales insolubles;
(b) solubilización de las proteínas de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) hasta un pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 y descarga de los compuestos aromatizantes;
(c) eliminación de los materiales insolubles desde la composición acuosa con el pH ajustado de (b) para obtener una composición acuosa tratada;
(d) paso de la composición acuosa tratada de (c) a través de una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, bajo condiciones adecuadas de ultrafiltración en la que los compuestos de aroma pasan a través de la membrana, desaromatizando así el material de soja y reteniendo substancialmente todas las proteínas de soja solubilizadas; y
(e) recuperación de las proteínas de soja solubilizadas y retenidas por la membrana de ultrafiltración para obtener el material de proteína de soja desaromatizada.
La membrana de ultrafiltración usada en el procedimiento de la invención permite el paso de pesos moleculares de hasta 50000 Daltons, preferiblemente de 1000 hasta 50000, más preferiblemente de aproximadamente 10000 y preferiblemente es una membrana de poliétersulfona o de cerámica.
Breve descripción de los dibujos
La Fig. 1 es una gráfica de la intensidad de los atributos del aroma de la soja.
La Fig. 2 es una gráfica de la intensidad de la leche de soja en comparación con la muestra control.
La Fig. 3 es una gráfica de la intensidad de otro grupo de atributos del aroma de la soja.
La Fig. 4 es una gráfica de la intensidad del concentrado de soja desaromatizado y una muestra de control comparados con la muestra de la Fig. 3.
La Fig. 5 es una gráfica de la intensidad del concentrado de soja desaromatizado y una muestra control.
La Fig. 6 es una gráfica que muestra el cambio en la concentración de los compuestos de aroma entre una muestra de soja desaromatizada y una muestra control.
La Fig. 7 es una gráfica que muestra el cambio en la concentración de los compuestos de aroma entre una muestra de soja desaromatizada y una muestra control.
La Fig.8 es un diagrama de bloque de un procedimiento que emplea la invención.
La Fig. 9 es una gráfica de la intensidad de los atributos del aroma aislado de la soja.
La Fig. 10 es una gráfica de la intensidad del aislado de soja desaromatizado comparado con una muestra control.
La Fig. 11 es un diagrama de bloque de una realización preferida para la preparación del material de proteína de soja desaromatizada.
Descripción de las realizaciones preferidas
Materiales derivados de la soja. Las habas de soja son fuentes valiosas de aceite y, en la presente invención, de proteínas. Las habas de soja contienen aproximadamente 40 por ciento de proteínas, que se han clasificado después de la ultrafiltración como 2S, 7S, 11S y 15S (ver también la patente US 4420425). Estas fracciones pueden contener también otros materiales y tienen un margen de peso molecular muy amplio, desde 3000 hasta 600000. Es bien conocido que los productos de la soja tienen olores y aromas indeseados que deben ser eliminados con el fin de conseguir que los materiales de la soja sean útiles en productos para la alimentación. Se cree que las lipooxigenasas catalizan la oxidación de algunos ácidos grasos poliinsaturados, produciendo hidroperóxidos que se degradan a compuestos carbonílicos volátiles, asociados con olores y aromas que causan problemas en los materiales derivados de la soja. Algunos de los compuestos asociados con los aromas de la soja se describen en la Tabla C en el Ejemplo 10 más adelante.
Mientras que el contenido en proteína de los materiales derivados de la soja está considerado una fracción valiosa para su uso en productos para la alimentación, los carbohidratos solubles están considerados indeseables. Su eliminación de las fracciones de proteína resulta un objetivo en muchos procedimientos en los que se recuperan las proteínas.
Los fitatos son compuestos que también están considerados indeseables en las proteínas de soja. Estos compuestos son sales de calcio-magnesio-potasio del ácido inositol hexafosfórico. Se cree que dichos compuestos se cuelan con los iones metálicos y no se absorben con facilidad por el cuerpo humano. Se considera que se unen a las proteínas de soja e interfieren con la digestión. Tal como se ha mencionado anteriormente, la eliminación de los fitatos ha sido un objetivo de los expertos que trabajan en el campo de los materiales derivados de la soja.
Membranas de ultrafiltración. La filtración se utiliza para separar muchos materiales. En la presente invención, la ultrafiltración se usa para eliminar los compuestos de aroma de los materiales derivados de la soja. De manera importante, el pH del material derivado de la soja se debe mantener en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 durante el proceso de ultrafiltración. El propósito de la ultrafiltración es eliminar las partículas que tienen un tamaño desde 10 hasta 1000 Angstroms (0,001 hasta 0,1 \mum), que corresponden generalmente a partículas que tienen un peso molecular entre 10000 y 1000000, y que pueden también estar afectadas por la forma de dichas partículas de alto peso molecular. Las proteínas de la soja tienen un rango molecular entre aproximadamente 3000 y 600000. Se puede escoger una membrana que sea capaz de dejar pasar todas las proteínas de la soja o solamente una fracción seleccionada. En la presente invención, las proteínas de la soja se retienen en la membrana de ultrafiltración bajo las condiciones de trabajo seleccionadas, mientras que los compuestos de aroma de menor peso molecular pasan a través de la membrana y se separan, mejorando así el color y el aroma de las proteínas de la soja retenidas y de los sólidos asociados.
Una membrana de ultrafiltración polimérica se puede definir como una capa anisotrópica (no uniforme). Una cara es una piel que contiene poros que determinan el tamaño de las moléculas que pueden pasar a través de la membrana. Como soporte de la piel de la superficie se encuentra una estructura esponjosa que se extiende hasta la cara opuesta. Dichas membranas en general están hechas por coagulación de polímeros en un baño acuoso. Los polímeros típicos que se usan incluyen polisulfonas, ésteres de celulosa, poli(fluoruro de vinilideno), poli(óxido de dimetilfenileno), poli(acrilonitrilo), que se pueden verter en membranas. A menudo, las membranas se forman en tubos huecos que se juntan en paquetes, a través de los cuales pasa la solución que se ha de filtrar. Alternativamente, se pueden usar diseños de hojas de membrana planas y espirales. En la práctica comercial, se aplica presión para facilitar el paso de los compuestos de menor peso molecular a través de la membrana. La membrana debe ser capaz de soportar las presiones que se usan, haciendo que sea importante que la estructura de soporte esponjosa sea uniforme para evitar la rotura de la piel superficial y superando así la membrana.
Además de las membranas poliméricas que se acaban de describir, se han usado otros materiales para fabricar las membranas de ultrafiltración, tales como cerámicas, metales sinterizados y otros materiales inorgánicos. La presente invención no queda limitada a cualquier tipo particular de membrana. En general, la membrana debe ser capaz de dejar pasar los compuestos de aroma, los cuales se cree que tienen pesos moleculares inferiores a 1000 Dalton. De manera más importante, las membranas deben ser capaces de retener substancialmente todas las proteínas de soja solubilizadas. Así, la membrana de la invención permitirá el paso de peso moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, preferiblemente aproximadamente de 1000 a 50000, más preferiblemente de 10000 a 30000.
Procedimiento. El procedimiento de la invención incluye las siguientes etapas:
(1) Preparar una mezcla acuosa del material derivado de la soja;
(2) Añadir una base para subir el pH de la mezcla acuosa desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 con el fin de solubilizar las proteínas de la soja y liberar los compuestos aromatizantes;
(3) Pasar la mezcla con el pH ajustado, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, a través de una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, eliminar los compuestos de aroma como permeado y eliminar las proteínas de soja que permanecen y otros materiales de soja como retenido, y
(4) Neutralizar el retenido y recuperar las proteínas de la soja.
Se considera que todo tipo de materiales de soja pueden ser fuentes potenciales de soja para su uso en productos para la alimentación. Así, los materiales de soja que contienen proteínas se combinan en una mezcla acuosa, en general una dispersión de sólidos de soja. El contenido en proteína se necesita para los productos alimentarios pero, tal como se ha discutido anteriormente, se cree que contienen compuestos aromatizantes que deben ser liberados para que puedan separarse. La separación de los compuestos con aroma se lleva a cabo en una mezcla acuosa en la que se disuelven tanto las proteínas como los compuestos aromatizantes. La concentración de los materiales de soja en la mezcla acuosa debe estar en el margen desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 por ciento. Generalmente, la concentración de los materiales de soja después del ajuste del pH cambia durante la subsiguiente etapa de ultrafiltración ya que junto con el permeado se elimina agua. El agua se reemplaza ya sea periódicamente o en continuo. Por ejemplo, en la diafiltración se añade agua para diluir gradualmente las proteínas retenidas en un proceso por lotes o en semicontinuo.
La segunda etapa, tal como se verá en los ejemplos, resulta importante si se tiene que conseguir la eliminación de los compuestos de aroma. Las proteínas de la soja se solubilizan por adición de una base a la mezcla acuosa para conseguir un pH de aproximadamente 9 a 12. En general, se ha encontrado que se necesita un pH de 9 para solubilizar todas las proteínas, mientras que un pH superior a 12 puede dar lugar a una degradación indeseable de las proteínas. Aunque en teoría se puede usar cualquier base, se prefieren el hidróxido sódico o potásico, en particular el hidróxido potásico. Otras bases que pueden tener aplicación incluyen los hidróxidos de calcio, magnesio y amonio. Se cree que la solubilización de las proteínas de la soja cambia su forma y de alguna manera da lugar a una liberación de los compuestos aromatizantes, los cuales pueden estar unidos o encapsulados por las proteínas de la soja cuando están en una solución neutra o ácida. Los compuestos aromatizantes, que tienen un peso molecular relativamente bajo en comparación con las proteínas de la soja, son capaces de pasar a través de los poros de la membrana de ultrafiltración, mientras que substancialmente todas las proteínas de la soja solubilizadas son demasiado grandes y quedan retenidas. De manera importante, el pH debe mantenerse dentro del margen descrito (es decir, desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12) durante el proceso de ultrafiltración/diafiltración para permitir la eliminación de la máxima cantidad posible de los compuestos aromatizantes.
La tercera etapa se puede llevar a cabo de una manera por lotes, similar a los experimentos de laboratorio que se describen más adelante en los Ejemplos 1-5 en los que los compuestos aromatizantes y el agua pasan a través de la membrana y se eliminan con agua que fluye. Sin embargo, en las aplicaciones industriales del procedimiento de la invención, la mezcla acuosa con el pH ajustado se hace circular de manera continua y adyacente a una membrana de ultrafiltración. Puesto que el agua, la base y los compuestos aromatizantes pasan a través de la membrana como permeado y se descartan, se añade agua adicional para mantener la concentración deseada de materiales de soja, que tenderán a disminuir el pH de la mezcla acuosa. Esta agua se puede aumentar mediante la recuperación del agua del permeado y el reciclado del agua recuperada hasta la corriente de alimentación. Se puede añadir un material modificador del pH (p.e. base) como necesario para el control del pH en el margen deseado (es decir, entre aproximadamente 9 y 12) directamente a la solución de ultrafiltración, a cualquier material acuoso reciclado o al agua añadida tal como se desea.
Después de la eliminación de los compuestos aromáticos (es decir, después de finalizar el proceso de ultrafiltración), se puede efectuar una neutralización adicional de la solución filtrada mediante recuperación del producto y adición del ácido necesario para alcanzar el pH deseado. Después del ajuste del pH, la mezcla acuosa de proteínas de soja y otros materiales se puede usar directamente en los productos para alimentación, o se puede concentrar o secar, tal como se requiera para los usos deseados.
Un procedimiento para quitar aroma a los materiales de la soja por ultrafiltración se puede efectuar por diferentes caminos. El pH durante el proceso de ultrafiltración/diafiltración se mantiene en el margen aproximado de 9 a 12, y preferiblemente en el margen desde aproximadamente 9,5 hasta aproximadamente 10,5. Se van a describir dos procedimientos, un procedimiento en continuo y un procedimiento por lotes (incluyendo operaciones en semicontinuo). Se espera que los procedimientos comerciales adopten las operaciones por lotes o en semicontinuo, que deberían ser más apropiados para la producción de productos de soja de grado alimentario. Un procedimiento en continuo se muestra en general en la Fig. 8. Tanto en un proceso en continuo como por lotes se ajusta el pH de una mezcla acuosa de materiales de soja para solubilizar las proteínas de la soja y liberar los compuestos aromatizantes y, a continuación, se pasa adyacente a una membrana de ultrafiltración que permite pasar los materiales de aroma de menor peso molecular a través de los poros junto con el agua (el permeado), dejando que los materiales de soja de mayor peso molecular (el retenido) puedan ser recirculados. Una parte del retenido se separa como producto desaromatizado, a partir del cual se pueden recuperar los materiales de soja tal como se necesitan para su uso final. Se añade agua para reemplazar la que se ha perdido en el permeado y para proporcionar una concentración constante de materiales de soja en la corriente de alimentación que se suministra a la membrana de ultrafiltración. Aunque no es esencial para el procedimiento, el procedimiento de la Fig. 8 incluye un procesamiento adicional del permeado para recuperar una parte del agua usando una membrana de ósmosis inversa para el reciclado y juntar así el retenido y los materiales de soja frescos. La ventaja de dicha etapa la constituye la reducción de la cantidad de agua fresca que debe añadirse al procedimiento y eliminarse en la concentración del permeado. Por descontado, el pH de los materiales derivados de la soja se puede mantener dentro del margen deseado mediante la adición apropiada de una base al agua reciclada o fresca que se añade al procedimiento o mediante adición directa de la base que se desea.
En un procedimiento por lotes, tal como los que se describen en los Ejemplos 6-8 más adelante, se coloca un lote de material de soja en un recipiente, se ajusta el pH y se alimenta a una membrana de ultrafiltración. El permeado se separa y el retenido se lleva de nuevo al recipiente. A medida que el procedimiento prosigue, el material de soja disminuye el contenido en compuestos aromatizantes de menor peso molecular y en agua y se convierte en más concentrado en las proteínas de la soja deseadas. Periódicamente, se añade agua al retenido para diluirlo y proporcionar un soporte para los compuestos aromatizantes que pasan a través de la membrana. En un procedimiento en semicontinuo, el agua se añade de manera continua a la velocidad a la que se está eliminando en el permeado. El procedimiento se continua hasta que se han eliminado todos los compuestos aromatizantes y el retenido está suficientemente sin aroma como para convertirse en el producto, el cual se puede procesar adicionalmente de la manera requerida para el uso final del producto. Un procedimiento por lotes o en semicontinuo también puede incluir la concentración del permeado, con el reciclado del agua separada de manera similar a la que se indica en la Fig. 8. El pH durante el procedimiento de ultrafiltración/diafiltración se mantiene en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, y preferiblemente en el margen desde aproximadamente 9,5 hasta aproximadamente 10,5.
En la membrana de ultrafiltración se trabaja con una diferencia de presión a través de la membrana que ayuda a la migración de los compuestos de aroma, del agua y de otros materiales que son capaces de pasar a través de los poros de la membrana, y al mismo tiempo no debe exceder la fuerza física de la membrana. La presión media típica para dichas membranas es de aproximadamente 15 psi (345 kPa). La presión transmembrana (interna respecto a externa) es de aproximadamente 15 psi (103 kPa). La velocidad de flujo de la corriente de alimentación proporciona un tiempo de residencia suficiente para una eliminación significativa del permeado, pero también debe ser suficientemente alta para proporcionar turbulencia de manera que el acceso de la corriente de alimentación a los poros de la membrana no quede impedido por los depósitos de sólidos sobre las paredes de la membrana. Una persona experta en la técnica entenderá que unos parámetros de trabajo adecuados se determinan mediante la experiencia con los materiales que se han de separar.
En una realización preferida, la presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de material de proteína de soja sin aroma, y el citado procedimiento comprende: (a) preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos aromatizantes y materiales insolubles; (b) solubilización de las proteínas de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) hasta un pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 y liberación de los compuestos con aroma; (c) eliminación de los materiales insolubles de la composición acuosa con el pH ajustado de (b) para obtener una composición acuosa tratada; (d) paso de la composición acuosa tratada de (c) adyacente a una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, bajo condiciones de ultrafiltración adecuadas en las que los compuestos de aroma pasan a través de la membrana, desaromatizando así el material de soja y reteniendo substancialmente todas las proteínas de soja solubilizadas y (e) recuperación de las proteínas de soja solubilizadas y retenidas por la membrana de ultrafiltración para obtener el material de proteína de soja sin aroma. Esta realización preferida se describe con más detalle en la solicitud de patente también en trámite US Serie nº 10/655259 solicitada el mismo día de la presente solicitud.
Esta realización preferida también se ilustra en la Fig. 11, en la que el pH de una solución acuosa de proteína de soja se ajusta de aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12. A continuación, la solución acuosa de pH ajustado se trata para eliminar los materiales insolubles. Se puede utilizar cualquiera de las técnicas convencionales (p.e., filtración, decantación, centrifugación, y similares). Preferiblemente, el material insoluble se elimina mediante centrifugación. Las unidades de centrifugación continua que se pueden obtener comercialmente resultan idealmente adecuadas para esta separación en una operación de tipo semi-lote o en continuo. En una realización especialmente preferida, la solución acuosa con el pH ajustado se somete a la técnica para la eliminación (p.e., centrifugación) por lo menos dos veces con el fin de facilitar una eliminación más completa de los materiales insolubles. El sobrenadante tratado se somete a continuación a la ultrafiltración, preferiblemente combinada con diafiltración, con el fin de eliminar los componentes del aroma asociados normalmente con las habas de soja. Durante la ultrafiltración, el pH del material derivado de la soja se debe mantener en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12. Después de la ultrafiltración, el pH se ajusta hasta un pH neutro usando un ácido comestible (p.e., ácido cítrico). La solución de proteína de soja sin aroma se puede usar directamente o se puede convertir en una forma sólida si se desea. Se puede usar cualquier técnica convencional para la eliminación del agua. En general, se prefiere las técnicas del rociado o liofilización.
Productos de soja sin aroma. Los materiales de soja preparados mediante los procedimientos de la presente invención resultan idealmente adecuados para el uso en bebidas lácteas y no lácteas, confitería blanda, bebidas para deportistas, productos de tipo confitería, barras nutricionales, quesos, sucedáneos de queso, yogures lácteos y no lácteos, carne y productos sucedáneos de carne, cereales, productos cocinados, snacks y similares. Los productos de confitería especialmente preferidos incluyen confites, barras nutricionales, refrescos y similares. Dichos productos de confitería se preparan generalmente combinando la leche de soja desaromatizada preparada según los procedimientos descritos en este documento con el producto de confitería. Los productos de confitería de la presente invención pueden incluir también edulcorantes y otros ingredientes deseados que incluyen, por ejemplo, aromas (p.e., coco, vainilla, chocolate, leche, y similares), aditivos nutricionales (p.e., vitaminas, minerales, y similares), fruta, colorantes, ayudas para el procesamiento (p.e., gomas, emulsionantes, y similares), ácidos comestibles, y similares. En general, los ingredientes opcionales tales como aromas, aditivos nutricionales, colorantes, ayudas para el procesamiento y similares se encuentran presentes desde 0 hasta aproximadamente 6 por ciento.
Preferiblemente, el material de soja sin aroma usado en la presente invención es un material sólido preparado a partir de aislado o concentrado de proteína de soja usando el procedimiento de desaromatización descrito en este documento. Los materiales de soja preparados por los presentes procedimientos se obtienen generalmente en composiciones de dispersiones acuosas. Para su uso en los presentes productos de confitería, estas composiciones de dispersión acuosa se tratan preferiblemente para eliminar el agua y dar lugar a una composición sólida. Los procedimientos adecuados para la eliminación del agua incluyen la evaporación, liofilización, secado por rociado y similares. Generalmente se prefiere el secado por rociado. Incluso más preferiblemente, la densidad del material de soja sin aroma es de aproximadamente 0,4 hasta aproximadamente 0,9 g/ml.
Generalmente, los productos de confitería de esta invención contienen aproximadamente de 0,5 hasta aproximadamente 50 por ciento de la proteína de soja sin aroma, y más preferiblemente desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30 por ciento. Los productos de confitería especialmente preferidos incluyen las barras nutricionales que comprenden un núcleo y por lo menos una capa de chocolate o caramelo. Para los propósitos de esta invención, una "capa" significa una capa discreta ya sea que cubra o que se extienda a través del producto, o partículas o pequeños trozos discretos dentro del producto. Por tanto, una capa puede incluir una capa de chocolate que cubre o adorna una barra nutricional, una capa de chocolate discreta a través o dentro de la barra nutricional, y/o partículas o trocitos de chocolate dentro de la barra nutricional. Preferiblemente, las proteínas de soja sin aroma se encuentran contenidas dentro de dichas capas (p.e., capas o partículas de chocolate o caramelo) con el fin de cambiar la tendencia del material de soja desaromatizado a unirse al agua ya que tiene una gran capacidad de unión al agua. Debido a su gran capacidad de unión con el agua, los materiales de soja desaromatizados, si se colocan en el núcleo de dichas barras nutricionales, tendrían la tendencia, a lo largo del tiempo, a afectar de manera adversa la textura de la barra nutricional (es decir, se volvería demasiado firme o dura) y, por consiguiente, se limitaría el tiempo de almacenamiento. Este problema se resuelve esencialmente mediante la incorporación de los materiales de soja desaromatizados dentro de los componentes de chocolate y/o caramelo. Por tanto, las barras nutricionales que contienen material de soja desaromatizado en las capas de chocolate y/o caramelo tiene una vida de almacenamiento del orden de aproximadamente más de 9 meses a temperatura ambiente.
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Las composiciones de chocolate y de caramelo que contienen material de soja desaromatizado de esta invención tienen unas buenas propiedades de mezcla, de fluidez y organolépticas. Aunque dichas composiciones de chocolate y de caramelo resultan idealmente adecuadas para su uso en los productos de confitería, tales como barras nutricionales, también se pueden usar en otros productos de confitería tales como bombones, barras de bombón, azúcar escarcha, galletas, helados, otros productos lácteos congelados y similares.
Generalmente, los productos de confitería de esta invención también contienen desde aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 75 por ciento de edulcorante, y preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50 por ciento de edulcorantes. Los edulcorantes que pueden utilizarse para preparar las bebidas de esta invención incluyen tanto los edulcorantes naturales como los artificiales. Los ejemplos de dichos edulcorantes incluyen azúcares naturales tales como sacarosa, fructosa, glucosa, maltosa, jarabe de fructosa de maíz y lactosa, y edulcorantes artificiales tales como sacarina, aspartamo, acesulfamo potásico y sucralosa. Si se desea, también se pueden usar otros edulcorantes usados normalmente en los alimentos procesados. También se pueden incluir en los productos de confitería de esta invención otros ingredientes normalmente usados en los productos de tipo confitería.
Si no se indica lo contrario, todos los porcentajes son en peso.
Ejemplo 1
El aislado de proteína de soja (Protein Technology International (PTI), St. Louis, MO) se hidrata con agua de grifo para proporcionar una concentración del 10 por ciento. La composición acuosa se mezcla con un agitador magnético hasta que todo el aislado de proteína de soja se ha dispersado completamente. El pH de la mezcla se ajusta a 11,0 usando hidróxido sódico. A continuación, la composición con el pH ajustado se coloca en un tubo de diálisis (Spectrum, Inc.) que tiene un tamaño de poro de 3500 de peso molecular y se pasa agua del grifo sobre la parte externa del tubo de manera continua durante aproximadamente 4 horas; el pH permanece por encima de aproximadamente 9 durante la diálisis. La composición que permanece en el tubo de diálisis se vierte sobre un recipiente de vidrio, se neutraliza y se evalúa el aroma y el gusto. Se hace una comparación con la composición dializada y una muestra tratada de manera similar pero que tiene un pH de 6,7 y con una segunda muestra que no se ha dializado ni se ha ajustado el pH. Una evaluación a ciegas efectuada por varias personas indica que tan sólo la muestra dializada y con el pH ajustado tiene un sabor y un aroma significativamente mejorados.
Ejemplo 2
Se lleva a cabo un ensayo similar usando leche de soja (Devansoy Farms, Carrol, Iowa) con la que se prepara una composición acuosa al 10 por ciento y a continuación se ajusta el pH y se dializa como en el Ejemplo 1. Después del tratamiento, el pH es de 8,8 y tanto el aroma como el sabor son significativamente mejores.
Ejemplo 3
Se repite el Ejemplo 2 con leche de soja preparada recientemente mediante remojo y blanqueo de las habas y, a continuación, pulverización y separación de la leche de soja de la harina. Después del ajuste del pH y de la diálisis tal como se ha descrito anteriormente, se encuentra que tanto el sabor como el aroma de la leche de soja son significativamente mejores.
Ejemplo 4
Se repite el Ejemplo 3 usando un tubo de diálisis que tiene un tamaño de poro de un peso molecular de 6000 y se obtienen resultados similares.
Ejemplo 5
Se repite el Ejemplo 2 con harina de soja seca (Cargill). La harina de soja se hidrata hasta una composición al 10 por ciento y, a continuación, se ajusta el pH tal como se ha descrito previamente. Después de una diálisis durante toda la noche, el pH de la composición resultante en el tubo de diálisis es de 8,7 y tanto el aroma como el sabor son significativamente mejores.
Ejemplo 6
En un tanque grande de mezclado se diluyen 33 libras (15 kg) de leche de soja Sun Rich que contiene 15 por ciento de sólidos con 66 libras (30 kg) de agua para dar lugar a una suspensión de 100 libras (45 kg) que contiene 5 por ciento de sólidos de soja. Se añade lentamente una solución de NaOH 1N para solubilizar las proteínas de soja hasta que se alcanza un pH de 11.
Se efectúa una diafiltración de la solución de soja alcalina mediante el bombeo de la solución desde el tanque de mezclado a través de dos membranas paralelas de fibra con poros (A/G Technology Corporation) que permiten el paso de pesos moleculares de 10000 Daltons y una superficie de 3,3 m^{2}. El pH se mantiene durante la diafiltración entre aproximadamente 9 y 12. La presión trans membrana a través de las membranas es de 20-50 psi (138-345 kPa). Se recoge el material que ha pasado a través de la membrana (permeado). El material que queda (retenido) se recicla de manera continua hasta el tanque de mezcla. Cuando se han recogido 50 libras (22,7 kg) de permeado, el tanque de mezcla contiene 50 libras (22,7 kg) de solución de soja. Se añaden otras 50 libras (22,7 kg) de agua al tanque de mezcla. Este lavado con adición de agua al tanque de mezcla se repite cinco veces, después de lo cual la solución en el tanque de mezcla se concentra hasta aproximadamente el 10 por ciento de sólidos debido al agua que se elimina en el permeado y a continuación se neutraliza la solución de soja retenida con ácido cítrico al 2 por ciento hasta un pH de 7,0.
La solución neutralizada se evalúa con un equipo sensorial entrenado y se compara con una muestra control de leche de soja Sun Rich que se ha diluido hasta un 10 por ciento con agua, pero no se le ha hecho ningún tratamiento. Las soluciones de soja se presentan en un orden a ciegas y al azar. Los resultados se indican en las gráficas de las Figs 1 y 2.
La Fig. 1 muestra la puntuación promedio de la intensidad de 10 atributos. El equipo juzga ciertos atributos como más significativos que otros. Cuando se compara con la solución de soja que se ha tratado tal como se ha descrito anteriormente, los atributos más importantes se han reducido todos con un nivel de fiabilidad del 95 por ciento. Aquellos atributos que son menos importantes en el control (es decir, color ámbar, dulce, ácido, salado y amargo) se han reducido, con la excepción del dulce que ha aumentado de valor, pero el panel de valores promedio no alcanzan el 95 por ciento en el nivel de fiabilidad.
Resulta claro a partir de los resultados que la solución de soja ha conseguido un aroma más neutro mediante la eliminación de los componentes de aroma.
Ejemplo 7
Se mezclan diez libras (4,55 kg) de concentrado de proteína de soja (Central Soja) con 190 libras (86,4 kg) de agua en un tanque con buena agitación durante 15-30 minutos para hidratar la proteína de soja. A continuación se añade NaOH 1N para solubilizar la proteína de soja hasta un pH de 11. De manera similar a la que se ha descrito en el Ejemplo 6, la dispersión de soja se bombea a través de una membrana de espiral (Gea Niro Inc.) que permite el paso de pesos moleculares de hasta 10000 Daltons. La presión trans membrana a través de la membrana se mantiene por debajo de 50 psi (344,7 kPa). La caída de presión a través de la membrana se mantiene por debajo de 15 psi (103,4 kPa) y el pH se mantiene aproximadamente entre 9 y 12. Al igual que en el Ejemplo 6, las adiciones de agua se efectúan cuando el permeado que atraviesa la membrana alcanza la mitad del volumen original en el tanque de mezcla. Después de las cinco adiciones de agua se ajusta el pH de la solución de soja lavada a 7,5 mediante adición de HCl 0,5 N y a continuación se liofiliza para la evaluación sensorial.
El concentrado de proteína de soja desaromatizada se evalúa para seis atributos mediante un equipo sensorial entrenado. Los valores medios de cada uno de los atributos para la muestra control (no tratada) se indican en la Fig. 3. En este ejemplo se ha encontrado una diferencia entre el concentrado de soja desaromatizado y el control, pero ninguno con un nivel de fiabilidad del 95 por ciento, aunque todos los valores son inferiores. Estos resultados se indican en la Fig. 4. También se incluyen los resultados de un control a ciegas utilizado, que se ha valorado después de la muestra desaromatizada. En este caso se ha encontrado que el control a ciegas tiene los atributos del aroma más fuertes que el control original de la Fig. 3. Se cree que ésto es debido a que en este ejemplo el control a ciegas se ha ensayado después de la muestra desaromatizada y al equipo le ha parecido que tiene un aroma relativamente más fuerte en la segunda evaluación del control. Sin embargo, cuando se compara con la muestra del control a ciegas, la muestra desaromatizada indica una diferencia significativa para tres de los atributos del aroma con un nivel de fiabilidad del 90 al 95 por ciento, tal como se indica en la Fig. 5.
Ejemplo 8
La membrana utilizada para desaromatizar las proteínas de la soja debe permitir el paso de pesos moleculares de hasta 10000 Daltons, que se ha visto que resulta efectiva en los Ejemplos 6 y 7. Si se desea se puede usar una membrana que permita el paso de mayores pesos moleculares, pero si se permite el paso de pesos moleculares de hasta 50000 Daltons se pierden algunas proteínas valiosas en el permeado, tal como se muestra en este ejemplo.
Se mezclan cinco libras (2,27 kg) de aislado de soja seco (Supro-670 PTI) con 95 libras (43,2 kg) de agua como en el Ejemplo 7 para proporcionar una dispersión que contiene 5 por ciento de sólidos de soja. A continuación se añade NaOH 1N para aumentar el pH hasta 11 y solubilizar las proteínas de la soja. Se efectúa una diafiltración usando cinco adiciones de agua de manera similar a la que se ha descrito en los Ejemplos 6 y 7 y utilizando las membranas de fibra con poros del Ejemplo 6. El pH se mantiene entre aproximadamente 9 y 12 durante la diafiltración. Se toman muestras de permeado a intervalos de cinco minutos, se neutralizan y se congelan para efectuar el análisis de las proteínas.
Las muestras de permeado se analizan respecto al contenido total de proteína mediante electroforesis, con los resultados que se indican en la tabla:
TABLA A
1
Se puede ver que si se tiene un umbral de corte de 10000 Daltons se retienen más proteínas en la membrana que si se tiene un umbral de 50000 Daltons. Se cree que el valor a los 35 minutos para los 10000 Daltons es erróneo.
Ejemplo 9
Se analizan muestras de materiales de soja desaromatizados usando los procedimientos de los Ejemplos 6-8 mediante electroforesis de gel de proteínas. Los resultados indican que la distribución de peso molecular de los materiales de soja retenidos es substancialmente la misma que la del material de soja original. Los resultados se indican en la siguiente tabla:
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA B
2 
\newpage
Ejemplo 10
Se llevan a cabo análisis respecto a los constituyentes químicos asociados con los atributos de aroma determinados por los paneles sensoriales descritos en los ejemplos previos. Se analizan dos muestras de aislados de proteína de soja. Una muestra se ha desaromatizado según el procedimiento descrito en el Ejemplo 7; la segunda muestra no se ha desaromatizado.
En un primer análisis, un gramo de la muestra de control se diluye con 15 g de agua, se añaden 2 \mul de 4-heptanona de 300 ppm como standard interno, y la mezcla se purga con 100 ml/min de helio a 60ºC durante 30 min. Se prepara de manera similar una muestra desaromatizada como muestra control, con la excepción de que el pH se pasa a 10 por adición de solución de NaOH con el fin de solubilizar las proteínas. Los compuestos volátiles se analizan mediante GC/MS (HP GC5890/MSD5972). Los resultados de varias muestras se indican en las Figs. 6 y 7. La muestra de soja desaromatizada contiene cantidades más pequeñas de los compuestos aromáticos.
En un segundo análisis, se diluyen muestras de tres gramos con 30 g de agua y se añaden 2 \mul de 4-heptanona de 300 ppm como standard interno. Las mezclas resultantes se purgan con 100 ml/min de helio a 60ºC durante 20 min. para eliminar los compuestos volátiles. Los compuestos volátiles se analizan mediante cromatografía de gases y el olor de los compuestos se juzga por criterios humanos. Los olores asociados con compuestos químicos específicos se indican en la siguiente tabla:
TABLA C Características de olor de los Compuestos Disminuidos después del Procedimiento de Desaromatización
3
4
Ejemplo 11
El uso de materiales de soja en productos para la alimentación se ilustra mediante la adición de material de soja desaromatizado a una Balance Bar® (Kraft Foods) y se compara el aroma con una Balance Bar® equivalente que contiene el mismo material de soja pero que no se ha desaromatizado. En una muestra todo el material de soja es un aislado de soja seco (supro-661 PTI), en la segunda muestra el 50 por ciento del material de soja se ha desaromatizado mediante el procedimiento de la diafiltración de los ejemplos y el 50 por ciento no se ha desaromatizado. Un equipo de cata prefiere la segunda muestra por 8 a 3, puntuando 6,11 en una escala de 1-10 (siendo 10 el mejor), frente a una puntuación de 3,5 para la primera muestra. Aunque en el ensayo de cata se prefiere la barra nutricional que contiene el material de soja desaromatizado, se supone que tiene una vida de estabilidad durante el almacenamiento algo limitada debido a la tendencia del material de soja (ya sea desaromatizada o no) a coger agua a causa de su gran capacidad de unión con el agua. Por tanto, a lo largo del tiempo, la textura de la barra nutricional se espera que se vuelva demasiado firme o dura, limitando así su tiempo de almacenamiento. Tal como se demuestra en los Ejemplos 14, 15, 17, 20 y 21 que siguen, este problema se puede evitar restringiendo por lo menos una parte del material de soja desaromatizado a los recubrimientos o pequeños trozos discretos dentro de la barra nutricional, con lo cual se limita la capacidad del material de soja desaromatizado a unirse al agua.
Ejemplo 12
De manera similar al Ejemplo 6, se comparan muestras de aislado de soja, desaromatizadas según el procedimiento de la invención, y la muestra de control del aislado de soja, concentrado en proteínas, se hidrata en agua a una solución del 10 por ciento. La Fig. 9 muestra los resultados encontrados por un panel sensorial para el control de la muestra. La muestra desaromatizada se compara con el control mediante el panel, el cual ha encontrado, tal como se puede ver en la Fig. 10, que muchos de los atributos característicos de la muestra de control se han reducido. Sin embargo, se ha encontrado que ha aumentado el aroma designado como oxidado.
Ejemplo 13
Esta muestra ilustra la producción de proteína de soja desaromatizada usando aislado de soja. Se hidrata un aislado de soja comercial (30 lbs; Supro ^{TM} 661; Protein Technologies International, Inc., St. Louis, MO) con 270 lbs de agua. Una vez se ha hidratado completamente, se añade NaOH 1N para ajustar el pH a 10. La dispersión de soja alcalinizada se pasa a través de una membrana de ultrafiltración (de tipo ventilado en espiral que permite el paso de pesos moleculares hasta 10000). Se aplica diafiltración mientras se hace recircular el retenido atrás hacia el tanque y se añade agua al tanque a una velocidad suficiente para reemplazar el agua que se ha eliminado con el permeado. El pH se mantiene entre aproximadamente 9 y aproximadamente 12 durante la ultrafiltración. Se continua con la ultrafiltración/diafiltración hasta que la cantidad de permeado eliminado es aproximadamente 2,5 veces el tamaño del lote inicial. Se añade lentamente ácido cítrico (1%) para ajustar el pH a 6,5. A continuación, se prosigue con la ultrafiltración para conseguir un nivel de sólidos de aproximadamente 12 a 13 por ciento. La dispersión resultante se seca por rociado para obtener un material de soja desaromatizado en forma de polvo.
Ejemplo 14
Se preparan barras nutricionales usando las formulaciones de la tabla de más abajo. Las barras nutricionales contienen tres capas: recubrimiento de chocolate, capa de caramelo y el núcleo, en este orden, y se preparan usando las técnicas convencionales. El aislado de proteína de soja se incorpora en la capa del núcleo.
5
Las barras de control e inventivas se han evaluado mediante un equipo de cata entrenado (10 miembros) sobre una escala de 1 a 10, siendo 10 el valor más preferido. El equipo ha evaluado el aroma (en especial los aromas asociados normalmente con la soja), la textura y el gusto de conjunto. La barra inventiva ha recibido una puntuación de conjunto de 6,1 en comparación con el 3,5 de puntuación del control.
Ejemplo 15
Se han preparado barras nutricionales adicionales usando los procedimientos tal como se describen en el Ejemplo 14 pero usando aislado de proteína de soja procedente de diferentes fuentes. Usando el procedimiento del Ejemplo 13 se desaromatizan aislados de proteína de soja, Profam^{TM} 781 de Archer Midland Daniels (AMD; Decatur, Illinois) y Surpo^{TM} 710 de Protein Technologies International, Inc. Las muestras de proteína de soja desaromatizada resultantes tienen ambas densidades de aproximadamente 0,7 g/ml. Para preparar las barras nutricionales se usan las siguientes formulaciones:
7
Ambas barras nutricionales tienen propiedades organolépticas excelentes y son superiores a las muestras control preparadas usando el aislado de proteína de soja no tratada.
Ejemplo 16
Este ejemplo ilustra la incorporación de proteína de soja desaromatizada en una barra nutricional basada en cereales. Se prepara una barra nutricional con la siguiente formulación: 30 por ciento de jarabe de arroz marrón, 27 por ciento de pepitas de soja; 10 por ciento de arroz tostado; 7 por ciento de avena; 6 por ciento de glicerina; 6 por ciento de azúcar; 5 por ciento de aislado de proteína de soja; 1 a 2 por ciento de aromas; 0,2 a 0,8 por ciento de emulsionante (lecitina) y 2 a 4 por ciento de premezcla de 23 vitaminas/minerales. El aislado de proteína de soja se mezcla con el jarabe para formar un jarabe soporte que se mezcla a continuación con los restantes ingredientes. Las barras se preparan usando las técnicas convencionales. Las muestras de control y las inventivas se preparan usando el aislado de proteína de soja no tratada y desaromatizada, respectivamente, del Ejemplo 13. Ambas muestras, de control e inventiva, se evalúan una vez preparadas y en un estudio de estabilidad acelerada a 90ºF. Los productos con la proteína de soja desaromatizada tienen un aroma más limpio que el control, sin detección de los aromas asociados normalmente a la soja. A lo largo del tiempo, la barra de control muestra una significativa caída en la calidad global, en especial en la textura, en comparación con el pequeño cambio en el producto de la inventiva a lo largo de un periodo equivalente a por lo menos aproximadamente de 6 a 9 meses de almacenamiento a temperatura ambiente.
Ejemplo 17
Este ejemplo ilustra la producción de una composición de chocolate que contiene hasta un 20 por ciento de proteína de soja usando el aislado de soja desaromatizado preparado en el Ejemplo 15. La composición de chocolate tiene la siguiente formulación:
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8 
\vskip1.000000\baselineskip
El chocolate se prepara en un reactor con camisa equipado con un baño de agua que circula a 80ºC y un agitador en la parte superior. El aceite de palma y la lecitina de soja se calientan en el reactor hasta aproximadamente 80ºC. Lentamente se añade a la mezcla en agitación una mezcla seca de los ingredientes restantes y se agita hasta estar completamente mezclado. Se continua durante cuatro horas la operación de mezcla a 80ºC. A continuación, la composición de chocolate se vierte sobre una superficie plana y se deja enfriar (y endurecer) durante toda la noche. La composición de chocolate tiene un buen aroma y buen gusto y se podría usar en diferentes productos de chocolate o que contienen chocolate.
El chocolate se muele hasta un tamaño promedio de partícula de menos de aproximadamente 10 micras usando un molino de chocolate. El chocolate molido presenta unas buenas propiedades de fusión y fluidez en comparación con el chocolate preparado sin las proteínas de soja. Una barra nutricional se recubre con la composición de chocolate fundido; el recubrimiento es uniforme y homogéneo con un grosor de aproximadamente 500 micras. La barra nutricional recubierta de chocolate resultante presenta una buena manejabilidad con sabor y otras propiedades organolépticas similares a una muestra control (es decir, una barra nutricional recubierta de chocolate similar y preparada con las proteínas de soja) y proporciona aproximadamente 1,8 g de proteína de soja por barra.
Ejemplo 18
Se prepara una composición de chocolate similar a la descrita en el Ejemplo 17 y de la misma manera con la diferencia de que la mezcla de la composición se continua durante tan sólo 30 minutos. La composición de chocolate resultante tiene una fusión peor en relación a la composición del Ejemplo 17 y tiene una viscosidad relativamente alta (parecida a la de la escarcha de chocolate) y una textura ligeramente granulosa. Aunque esta composición no es idealmente adecuada para operaciones de recubrimiento, se puede usar para otras aplicaciones en productos de confitería (p.e., trocitos de chocolate distribuidos en productos de confitería).
Ejemplo 19
Este ejemplo ilustra la incorporación de proteína de soja desaromatizada en una composición de recubrimiento de chocolate comercial. La composición se prepara mezclando aproximadamente 20 por ciento de la proteína de soja desaromatizada tal como se ha hecho en el Ejemplo 15 en una composición de recubrimiento de chocolate procedente de Kerry Ingredients (Kerry 101976; Beloit, WI), mezclados en un reactor con camisa tal como se ha descrito en el Ejemplo 17, a 80ºC durante 4 horas para obtener una mezcla homogénea. La composición resultante presenta unas excelentes propiedades de fusión y de fluidez y un sabor comparable a una muestra de control preparada sin proteína de soja.
Ejemplo 20
Se preparan recubrimientos de chocolate que contienen proteína de soja desaromatizada como en el Ejemplo 19 con la excepción de que se añade grasa y lecitina para reducir la viscosidad del recubrimiento. Se prepara un recubrimiento de chocolate que contiene 72,6 por ciento de recubrimiento de chocolate Kerry (tal como se describe en el Ejemplo 19), 18,2 por ciento de proteína de soja desaromatizada (tal como se describe en el Ejemplo 19), 9 por ciento de aceite de palma fraccionado y 0,1 por ciento de lecitina de soja tal como en el Ejemplo 19. Este recubrimiento de soja también se puede manejar con facilidad.
Ejemplo 21
Este ejemplo ilustra la preparación de varias composiciones de caramelo que contienen proteínas de soja desaromatizadas (preparadas a partir de aislado de proteína de soja Surpo^{TM} 710 de Protein Technologies International, Inc. tal como se describe en el Ejemplo 15). Las dos muestras de caramelo tienen la siguiente composición:
10
El agua, el jarabe de maíz, el azúcar y la sal se mezclan usando una batidora. Se añade el aislado de soja desaromatizado y se continua la mezcla hasta que el aislado de soja se hidrata. A continuación, la mezcla resultante se calienta lentamente hasta aproximadamente 80ºF con una agitación vigorosa. Después se añade grasa prefundida (mantequilla o aceite de palma) y la mezcla se cuece con calentamiento moderado hasta que se ha eliminado la mayor parte de la humedad (en general desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 120 minutos, dependiendo del tamaño del lote). Se continua la cocción hasta que empiezan a caramelizar los azúcares. A continuación la mezcla se aleja de la fuente de calor y se deja enfriar con vigorosa agitación. El producto se vierte a continuación sobre una superficie plana y se deja enfriar.
El caramelo producido se puede usar solo, como un producto de confitería, o se puede incorporar en diferentes productos de confitería (p.e., barras nutricionales u otras, caramelos, chicles y similares).
Los caramelos (Muestras 1 y 2) se incorporan a barras nutricionales como una única capa sobre la capa del núcleo para proporcionar aproximadamente 5,5 por ciento de proteína de soja en base al peso total de las barras. El gusto, la textura y otras propiedades organolépticas son similares a las muestras control (es decir, barras nutricionales similares sin proteína de soja añadida).

Claims (11)

1. Producto de confitería que contiene soja y que comprende un material de proteína de soja desaromatizada, en el que el material de proteína de soja desaromatizada se prepara mediante un procedimiento que comprende:
(a) preparación de una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos aromatizantes y materiales insolubles;
(b) solubilización de las proteínas de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) hasta un pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12 y eliminación de los compuestos aromáticos;
(c) paso de la composición acuosa de (b) con el pH ajustado a través de una membrana de ultrafiltración que permite el paso de pesos moleculares hasta aproximadamente 50000 Daltons, mientras se mantiene el pH en el margen desde aproximadamente 9 hasta aproximadamente 12, bajo condiciones adecuadas de ultrafiltración en la que los compuestos de aroma pasan a través de la membrana, desaromatizando así el material de soja y reteniendo substancialmente todas las proteínas de soja solubilizada; y
(d) recuperación de las proteínas de soja solubilizadas y retenidas por la membrana de ultrafiltración, en la que las proteínas de soja solubilizadas y recuperadas constituyen el material de proteína de soja desaromatizada.
2. Producto de confitería de la reivindicación 1, en donde el material de proteína de soja desaromatizada es un sólido que tiene una densidad de 0,4 a 0,9 g/ml.
3. Producto de confitería de la reivindicación 1 o reivindicación 2, en donde el producto de confitería es una barra nutricional que lleva dispersado el material de proteína de soja desaromatizada.
4. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el producto de confitería es una barra nutricional que tiene una o más capas discretas que recubren o están en el interior del producto de confitería o que tiene varios componentes discretos dispersados en el producto de confitería, en donde la una o más capas discretas o los diversos componentes contienen el material de proteína de soja de manera que dicho material de proteína de soja no afecta de manera adversa a la textura del producto de confitería.
5. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el material de soja es por lo menos un miembro del grupo consistente en leche de soja, aislado de proteína de soja, concentrado de soja y harina de soja.
6. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la composición acuosa de (a) tiene una concentración de material de soja en el margen de 1 a 20 por ciento.
7. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la membrana de ultrafiltración permite el paso de 1000 hasta 50000 Daltons.
8. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la membrana de ultrafiltración permite el paso de 10000 hasta 30000 Daltons.
9. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la ultrafiltración se lleva a cabo a una temperatura en el margen de 10ºC hasta 60ºC y a una presión adecuada.
10. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la membrana de ultrafiltración es un polímero, un material cerámico o una membrana inorgánica.
11. Producto de confitería de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el producto de confitería es una barra nutricional que comprende un núcleo y por lo menos una capa de chocolate o por lo menos una capa de caramelo y en donde el material de proteína de soja se encuentra dentro de por lo menos una capa de chocolate o por lo menos una capa de caramelo.
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