ES2281343T3 - Metodo para preparar productos deshidratados. - Google Patents

Abstract

Un método para preparar un producto que contiene almidón que comprende: (a) proporcionar un material que contiene almidón, en donde dicho material que contiene almidón comprende una o más enzimas capaces de causar empardecimiento, oxidación lipídica o hidrólisis del material celulósico; (b) cocinar parcialmente el material que contiene almidón durante un tiempo predeterminado y a una temperatura suficiente para: prácticamente inactivar una o más de las enzimas y reducir el empardecimiento enzimático y activar la enzima responsable de la hidrólisis parcial del material celulósico y suficiente para permitir la separación celular; al menos gelatinizar parcialmente el almidón; y mantener la ruptura de las células de almidón en menos de 70%, preferiblemente en menos de 40%; (c) triturar el material que contiene almidón parcialmente cocinado para producir un puré húmedo; y (d) secar el puré húmedo para producir un producto deshidratado que tiene un contenido de humedad inferior a 15% como sustancia exenta de grasa.

Description

Método para preparar productos deshidratados.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método para procesar frutas, granos, verduras y tubérculos, en particular patatas, para producir copos, flóculos o gránulos deshidratados.

Antecedentes de la invención

Los productos farináceos que comprenden frutas, granos y verduras, en particular patatas, deshidratadas se han convertido en productos extremadamente populares. Entre los productos más populares están las patatas fritas, chips de tortilla, pretzels y los productos extruidos o inflados acabados. Los productos farináceos se fabrican generalmente añadiendo ingredientes tales como, agua, saborizantes, emulsionantes y otros materiales de almidón para formar un producto deshidratado. La mezcla de forma típica es a continuación extruida y/o laminada y cocinada (por ejemplo, horneada, frita) para formar el producto final. El control del sabor y de otras propiedades organolépticas del producto acabado depende en gran parte de las propiedades físico-químicas y organolépticas del producto deshidratado inicial.

Entre los productos deshidratados más populares incluidos en la preparación de productos farináceos están los copos, los flóculos y los gránulos de patata deshidratados. Para producir gránulos, flóculos y copos de patata deshidratados se utilizan dos procesos básicos. La preparación inicial para ambos procesos es de forma típica la misma. Las patatas crudas se lavan, se pelan y se inspeccionan para eliminar las patatas defectuosas. Las patatas buenas son cortadas en rodajas, aclaradas con agua a temperatura ambiente y enviadas a la operación de cocinado, que se divide en dos etapas de cocinado. La primera etapa de cocinado es una etapa de pre-cocinado en la que se cocina parcialmente la patata de aproximadamente 68ºC (155ºF) a aproximadamente 79ºC (175ºF) (temperatura de activación a la que puede producirse la hidrólisis de la protopectina) y se disuelve parte del almidón. Durante esta etapa comienza a producirse el hinchamiento y la gelatinización del almidón. Después del precocinado, las patatas son enfriadas en agua, lo que hace que el almidón disuelto precipite en la solución, proceso también conocido como retrogradación. En el caso de los flóculos y en el caso de algunos tipos de copos (es decir algunas copos utilizados para producir aperitivos acabados), se omiten las etapas de pre-cocinado y enfriamiento. La segunda etapa de cocinado implica cocinar las patatas en un cocedor a vapor que gelatiniza el almidón y prepara las patatas para la deshidratación. Después de este punto del proceso, el proceso de formación de gránulos y flóculos difiere del proceso de formación de copos. El proceso de formación de gránulos y flóculos difiere del proceso de formación de copos en que la etapa de secado es más suave y no destruye el tejido de la patata como ocurre con el secado en tambor utilizado más habitualmente en el proceso de formación de copos. El secado en tambor se basa principalmente en la transferencia de calor por conducción, que puede ser ineficiente y negativa para la calidad del producto. En el caso de los flóculos, la operación de secado incluye una fluidización y un secado por aire inyectado, basados ambos en el calentamiento por convección.

En segundo lugar, la etapa de deshidratación es mucho más lenta, causando una retención de los gránulos de patata en el sistema durante un período prolongado. En tercer lugar, el procedimiento de granulación difiere del proceso de formación de copos en el procedimiento de secado utilizado, donde una parte de los gránulos, que primero son secados, son después enviados de nuevo a la corriente de puré de patata cocinado. Este procedimiento es conocido como proceso de re-adición.

Los métodos convencionales para procesar patatas y convertirlas en productos deshidratados tienen ciertos inconvenientes. En los procesos convencionales para fabricar copos y gránulos de patata, las patatas son sometidas a pre-cocinado, enfriamiento, cocinado y una serie de otras etapas que reducen y cambian el sabor original de la patata y las propiedades funcionales del almidón. De forma típica, las patatas son lavadas, peladas, blanqueadas, precocinadas y enfriadas antes de la etapa de cocinado. Las patatas en rodajas son generalmente transportadas por agua. Esto requiere un gasto significativo de agua y energía. Las etapas de precocinado y enfriamiento en agua dan lugar a una pérdida significativa de precursores de sabor (o componentes de sabor) hidrosolubles y a diferentes reacciones de la fase acuosa que reducen el sabor y la calidad del producto deshidratado. Además, durante el secado puede producirse una considerable pérdida de componentes volátiles de sabor positivo. Desde un punto de vista económico, estos procesos requieren un considerable gasto de energía, tiempo y dinero en las etapas de pre-cocinado, enfriamiento, cocinado y secado. Además de la pérdida de sabor, durante el pelado puede perderse hasta aproximadamente un 10% del producto de patata. Durante la etapa de pelado de las patatas se utiliza una elevada presión de vapor para suavizar la piel del tejido de la patata. Esto forma el denominado "anillo de piel", que es una capa fina de almidón cocinado alrededor de la patata. Posteriormente durante el cocinado esta capa fina se convierte en almidón hinchado que retarda la velocidad de transferencia del calor hasta el centro de los trozos de patata, causando un cocinado no uniforme de la patata y dando lugar a una combinación de trozos de patata cruda y trozos de patata sobrecocinada.

Otra desventaja de los procesos convencionales para deshidratar patatas se debe al tiempo de cocinado relativamente largo (de hasta aproximadamente 45 minutos) necesario para cocinar cuidadosamente la patata cruda. La consecuencia de este cocinado lento es también el importante uso de energía necesario para cocinar el producto crudo. Este prolongado tiempo de cocinado de la patata destruye las vitaminas, reduce la concentración inicial de precursores de sabor deseables, contribuye a la formación de sabores procesados y aumenta el daño celular.

Otra desventaja de los procesos convencionales es que no pueden ser utilizados de forma eficiente para producir cantidades coherentes de copos de patata, flóculos y gránulos de alta calidad adecuadas para su uso en productos farináceos. Además, en la mayoría de los casos los procesos primarios no están diseñados para producir copos o gránulos que tengan las características adecuadas para, por ejemplo, extruir o formar una masa laminable, sino que están dirigidos a producir un ingrediente para un uso completamente diferente tal como la rehidratación para uso de mesa (por ejemplo, puré de patata) o para formar a baja cizalla patatas para productos de humedad intermedia, tales como tortitas de patata o patatas fritas.

Por tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un método eficiente para deshidratar frutas, verduras y granos, en particular patatas, teniendo en cuenta el consumo de energía y la pérdida de patata.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para fabricar productos de patata deshidratados que mejore el cocinado para obtener transformaciones de material clave con tiempos de residencia de cocinado significativamente más breves y mejor calidad.

Otro objeto de la invención es proporcionar un método para fabricar productos de patata deshidratados de alta calidad y bajo coste que sea simple, rápido y económico.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para fabricar productos de patata deshidratados que elimine la necesidad de precocinar y enfriar las patatas crudas.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar productos de patata deshidratados especialmente adecuados para su uso como parte de la masa utilizada para preparar productos farináceos acabados tales como trozos acabados de aperitivo de patata.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar productos de patata deshidratados que tengan mayor valor nutricional, color y calidad de procesamiento que los copos, los flóculos o los gránulos producidos de forma convencional.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar productos deshidratados que tengan un mayor nivel de precursores de sabor que los productos producidos de forma convencional.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar productos de patata deshidratados especialmente adecuados para obtener puré de patata reconstituido con mejores sabor y textura y mayor período de validez.

Estos y otros objetos de la invención resultarán evidentes tras la lectura de la descripción y las reivindicaciones siguientes.

Sumario de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método mejorado para producir productos deshidratados. Aunque la invención es especialmente útil para preparar productos de patata deshidratados, también es útil para preparar otros productos deshidratados tales como frutas (por ejemplo, plátanos, peras, manzanas, melocotones, albaricoques) y verduras (por ejemplo, batatas, remolachas, calabazas) y granos tales como productos de maíz (por ejemplo, masa de harina de maíz), trigo, avena, cebada, sagú, amaranto y mandioca.

La presente invención está dirigida principalmente a (1) prácticamente eliminar las etapas de pre-cocinado, enfriamiento y opcionalmente pelado, (2) prácticamente reducir el tiempo de cocinado a) aumentando las características funcionales que de forma típica se consiguen mediante un cocinado prolongado, por ejemplo liberación de amilosa libre, añadiendo fuentes exógenas tales como almidón de trigo o almidón de patata, b) y/o basando el tiempo mínimo de cocinado en la energía necesaria para gelatinizar parcialmente el almidón, inactivar la enzima responsable del empardecimiento enzimático y activar la enzima responsable de la separación celular y la hidrólisis parcial de la protopectina, dando lugar a un suavizado del tejido, c) y variando el tamaño de los trozos de patata y (3) reducir el tiempo de secado del producto crudo mejorando el secado en tambor con calentamiento por infrarrojos. Esto produce copos que tienen mayores ventajas en cuanto a propiedades físico-químicas, sabor, valor nutricional y aspecto (por ejemplo color más claro).

Según una realización de la presente invención, se proporciona un método para preparar un producto que contiene almidón. El método comprende las etapas de: proporcionar un material que contiene almidón que comprende una o más enzimas capaces de causar empardecimiento, oxidación lipídica o hidrólisis del material celulósico; cocinar parcialmente el material que contiene almidón durante un tiempo predeterminado y a una temperatura suficiente para prácticamente inactivar una o más de las enzimas para reducir el empardecimiento enzimático, activar la enzima responsable de la hidrólisis parcial del material celulósico, permitir la separación celular, al menos gelatinizar parcialmente el almidón, y mantener la ruptura de las células de almidón en menos de aproximadamente 70%, preferiblemente en menos de aproximadamente 40%, y más preferiblemente en menos de aproximadamente 20%; triturar el material que contiene almidón parcialmente cocinado para producir un puré húmedo y secar el puré húmedo para producir un producto deshidratado que tiene un contenido de humedad inferior a aproximadamente 15% como sustancia exenta de grasa.

Según otra realización de la presente invención, se proporciona otro método para preparar un producto que contiene almidón. El método comprende las etapas de: proporcionar un material que contiene almidón que contiene azúcares de cualquier otro componente que pueda producir empardecimiento no enzimático; cocinar parcialmente el material que contiene almidón durante un tiempo predeterminado y a una temperatura suficiente para al menos gelatinizar parcialmente el almidón y mantener la ruptura de células de almidón en menos de aproximadamente 70%, preferiblemente en menos de aproximadamente 40%, y más preferiblemente en menos de aproximadamente 20%; triturar el material que contiene almidón parcialmente cocinado para producir un puré húmedo; y secar el puré húmedo para producir un producto deshidratado con un contenido de humedad inferior a aproximadamente 15% como sustancia exenta de grasa.

El material que contiene almidón puede comprender polifenol oxidasa, y la etapa de cocinar parcialmente el material que contiene almidón puede comprender cocinar el producto que contiene almidón durante un tiempo suficiente para prácticamente inactivar la polifenol oxidasa sin gelatinizar completamente el almidón. El material que contiene almidón también puede comprender uno o más materiales capaces de causar un empardecimiento no enzimático. El material que contiene almidón puede comprender protopectinasa, y la etapa de cocinar parcialmente el material que contiene almidón puede comprender cocinar el material que contiene almidón durante un tiempo suficiente para prácticamente activar la protopectinasa sin gelatinizar completamente el almidón.

La etapa de cocinar parcialmente las patatas puede comprender cocinar durante un tiempo suficiente para obtener patatas que tengan un valor de textura central de aproximadamente 0,19 N (20 gf) a aproximadamente 9,8 N (1000 gf), preferiblemente de aproximadamente 0,98 N (100 gf) a aproximadamente 4,9 N (500 gf).

El producto puede ser cocinado mediante inmersión en agua, vapor, una combinación de inmersión en agua y vapor o microondas durante un tiempo suficiente para: gelatinizar parcialmente el almidón de manera que, si se desea, se produzca una gelatinización completa durante las etapas de proceso posteriores (por ejemplo, secado, fritura, horneado o extrusión); inactivar la enzima (por ejemplo, polifenol oxidasa) responsable del empardecimiento; y activar la enzima responsable de la separación celular mediante hidrólisis parcial de protopectinas (la protopectina es una forma de pectina insoluble, muy polimerizada, asociada a la estructura de la pared celular) para obtener un suavizado del tejido. El producto puede ser triturado y después secado. El producto triturado puede ser secado utilizando diferentes métodos, por ejemplo, secado en tambor, secado por infrarrojos, una combinación de secado por infrarrojos y en tambor, liofilización, secado en lecho fluido, secado por aire inyectado o una combinación de los mismos.

El método también puede comprender la etapa de añadir un aditivo o cualquier material, incluidos copos secos, al puré húmedo antes de la etapa de secado, en donde el aditivo es eficaz para alterar la reología del puré. El aditivo es eficaz para alterar la viscosidad del puré y puede ser eficaz para aumentar el contenido de amilosa libre y/o de amilopectina del puré. En una realización, el aditivo puede comprender un almidón no modificado añadido al puré húmedo antes de la etapa de secado, seleccionándose el almidón del grupo que consiste en almidón de trigo, almidón de maíz, tapioca, almidón de arroz, almidón de patata, almidón de avena, almidón de sagú y mezclas de los
mismos.

El método también puede comprender la etapa de añadir reactivos químicos para producir una modificación química del almidón de patata en los copos (sucinilación, acetilación, fosforilación, etc). Esto producirá un almidón de patata de los copos reticulado, sustituido o de otra forma modificado. El aditivo podría tener el objetivo de alterar el pH del puré (con hidróxido cálcico, ácido clorhídrico, ácido cítrico, etc).

Según otra realización de la invención, se proporciona un método para secar un material y formar un producto deshidratado. El método comprende: (a) proporcionar un puré húmedo que comprenda el material que va a ser secado; (b) secar el puré húmedo, en donde el secado del puré húmedo comprende las etapas de:

(i)

proporcionar una primera fuente de energía seleccionada del grupo que consiste en fuentes de calor por conducción, fuentes de calor por convección, fuentes de energía por infrarrojos, y combinaciones de los mismos;

(ii)

proporcionar una segunda fuente de energía que comprende una fuente de energía por infrarrojos;

(iii)

conformar una capa del puré húmedo, teniendo la capa de puré una primera superficie y una segunda superficie opuesta;

(iv)

calentar la primera superficie de la capa de puré con la primera fuente de energía; y

(v)

calentar la segunda superficie de la capa de puré con la segunda fuente de energía;

en donde el puré se seca hasta un contenido de humedad de menos de aproximadamente 50% en peso antes de calentar la segunda superficie de la capa de puré;

y en donde al menos una parte de las etapas de calentar la primera superficie y la segunda superficie de la capa de puré se realizan simultáneamente.

En una realización, la primera fuente de energía es un secador de tambor calentado por vapor. La primera superficie del puré puede estar dispuesta sobre una superficie de secado calentada del secador de tambor y la segunda superficie opuesta del puré es calentada con una fuente de infrarrojos.

Según otra realización de la presente invención se proporcionan copos de patata deshidratados. Los copos de patata deshidratados tienen una tasa de retención de vitamina C media de al menos aproximadamente 7% con respecto a la vitamina C inicialmente presente en el material de patata a partir del cual se forman los copos de patatas; y los copos tienen un índice de absorción relativa de menos de aproximadamente 1,5.

Los copos de patata deshidratados pueden tener un color correspondiente a un valor "L" superior a aproximadamente 78 unidades Hunter, un valor "b" inferior a aproximadamente 21 unidades Hunter y un valor "a" de aproximadamente -1 a aproximadamente -3 unidades Hunter. Los copos pueden comprender hasta aproximadamente 0,3 ppm, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,3 ppm, de 2-metilpiracina; y hasta aproximadamente 2,7 ppm, preferiblemente hasta aproximadamente 1,5 ppm, de fenilacetaldehído; y hasta aproximadamente 0,7 ppm, preferiblemente de 0,1 a 0,6 ppm, de metional; y tienen un contenido de amilosa libre de aproximadamente 20% a aproximadamente 38%.

Los copos pueden utilizarse para formar una masa que tenga un módulo de elasticidad (G') de aproximadamente 15000 Pascales a aproximadamente 90000 Pascales, preferiblemente de aproximadamente 35000 Pascales a aproximadamente 55000 Pascales; y un módulo de viscosidad (G'') de aproximadamente 3000 Pascales a aproximadamente 15000 Pascales, preferiblemente de aproximadamente 5000 Pascales a aproximadamente 10000 Pascales. En una realización de la presente invención, los copos y su masa pueden utilizarse para preparar productos de aperitivo
acabados.

Una importante ventaja de la presente invención es la reducción de la pérdida de producto y el aumento de la velocidad de producción con respecto a los procesos convencionales. Otra ventaja de la presente invención es la eliminación de las etapas de precocinado, enfriamiento y preferiblemente pelado, reduciendo así significativamente el tiempo de cocinado y el tiempo de residencia durante el secado. Esto reduce el coste y elimina los gastos asociados al elevado uso de energía y agua de la industria de procesamiento. La reducción del tiempo de cocinado junto con la ausencia de pelado de las patatas aumenta la velocidad de producción en el proceso de formación de copos. Esto es debido al hecho de que la piel de las patatas todavía está unida al tejido de la patata cuando es parcialmente cocinada y no se ha formado un anillo de piel. Esto hace que la piel se pegue más al secador de tambor y al puré de patata, aumentando la producción en términos de libras/h. En la industria actual de formación de copos, cuando las patatas sin pelar sobrecocinadas son procesadas, la piel normalmente se separa del puré durante el secado en tambor en el último rodillo aplicador, aumentando las pérdidas de patata.

Otra ventaja de la presente invención es que el producto deshidratado forma menos productos de degradación y conserva más nutrientes (tales como vitamina C), más precursores de sabor y más aminoácidos totales que un producto equivalente obtenido por métodos convencionales. Otra ventaja de la presente invención es que proporciona un producto con mejor retención de color, menos sabor procesado y menor ruptura celular. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que esto es debido a a) la inactivación de la polifenol oxidasa y b) la reducción de la velocidad de reacción de empardecimiento no enzimático y del tiempo de residencia del puré durante el cocinado y secado. La expresión "reacción no enzimática de empardecimiento" se refiere a la reacción en la que un material que contiene azúcar reductor cuando es calentado sólo o en presencia de aminoácidos, péptidos o proteínas, puede producir melanoidinas de color marrón oscuro y otros compuestos, algunos de los cuales transmiten un sabor no deseable.

La reducción de la ruptura celular se debe al menor tiempo de residencia durante el cocinado y secado. Un menor daño celular produce una reducción de los compuestos que escapan de la célula (por ejemplo precursores de sabor y nutrientes tales como vitaminas).

Descripción de los dibujos

Figura 1. Ilustración gráfica de la dureza de las patatas crudas y las patatas en rodajas cocinadas con diferentes tiempos de cocinado.

Figura 2. Ilustración esquemática de la transferencia de calor y masa a través de una capa de puré utilizando una combinación de secador de tambor y secado por infrarrojos.

Figura 3A. Ilustración esquemática que muestra el secado de un puré utilizando un secador de tambor junto con paneles de calentamiento por infrarrojos según una realización de la presente invención.

Figura 3B. Ilustración esquemática que muestra el secado de un puré utilizando un secador de tambor junto con paneles de calentamiento por infrarrojos según una realización de la presente invención.

Figura 3C. Ilustración esquemática que muestra la disposición de paneles de calentamiento por infrarrojos alrededor del perímetro del tambor en la Figura 3B, estando los paneles dispuestos en 5 filas, donde cada fila contiene 4 paneles.

Figuras 4A, B, C: Fotomicrografías (80X) de células de patata de copos fabricados utilizando el procedimiento de cocinado/secado convencional: Fig 4A) Ejemplo de <50% de células rotas, Fig 4B) Ejemplo de \sim50% de células rotas, Fig 4C) Ejemplo de >50% de células rotas.

Figura 5. Fotomicrografía (80X) de células de patata de copos fabricados utilizando secado en tambor junto con calentamiento por infrarrojos.

Figura 6. Fotomicrografía (80X) de células de patata de copos fabricados con cocinado reducido y secado en tambor junto con secado por infrarrojos, según la presente invención.

Figura 7. Fotomicrografía (63X) de células de patata de copos fabricados utilizando cocinado reducido, cofloculación (adición de almidón de trigo al puré de patata) y secado en tambor junto con secado por infrarrojos.

Figura 8. Ilustración gráfica de valores de color utilizando la escala de Hunter para copos de patata realizados con diferente procesos.

Figura 9. Ilustración gráfica del índice de absorbencia relativa de copos de patata dispersados en etanol.

Figura 10. Ilustración gráfica del contenido de vitamina C de copos de patata procesados con diferentes tiempos de cocinado.

Figura 11. Ilustración gráfica de la entalpía de gelatinización en patatas crudas y patatas cocinadas.

Figura 12A. Ilustración gráfica de la potencia del panel IR frente a la temperatura.

Figura 12B. Ilustración de la disposición del panel IR y la distribución de potencia. Muestra la distribución de los paneles IR y de la potencia en el punto más bajo del secador de tambor.

Figuras 13A, B, y C. Fotomicrografías (80x) de células de patata de copos realizados utilizando las condiciones iniciales según el ejemplo 4.

Figuras 14A, B, C, y D. Fotomicrografías (80x) de células de patata de copos fabricados utilizando cocinado reducido, adición de almidón de trigo (AT) y secado con secado en tambor según el ejemplo 4.

\vskip1.000000\baselineskip

Tabla 1. La Tabla 1 muestra la diferencia de funcionalidad entre los almidones de patata y los de trigo.

Tabla 2. La Tabla 2 muestra el área de poro total de los copos de patata de la presente invención frente a la de los copos convencionales.

Tabla 3. La Tabla 3 muestra los valores "a", "b" y "L" del colorímetro de Hunter para los copos de patata de la presente invención.

Tabla 4. La Tabla 4 muestra la retención de vitamina C (%) de copos de patata realizados con diferente procesos.

Tabla 5. La Tabla 4 muestra la composición total de aminoácidos en copos de patata convencionales y en copos de patata realizados según la presente invención.

Tabla 6. La Tabla 6 muestra la comparación de niveles relativos de compuestos de sabor volátiles seleccionados en los productos de patata deshidratados (reducción relativa con respecto a los productos procesados de forma convencional, calculada como la relación entre las áreas del pico del compuesto de sabor para el ion seleccionado en el producto convencional y las de los productos de la invención; relación que recibe el nombre de "relación de reducción").

Tabla 7. La Tabla 7 muestra los resultados analíticos cuantitativos de la comparación del contenido de compuestos volátiles generados por calor de copos convencionales y el correspondiente contenido de los de copos realizados según la presente invención.

Descripción detallada

En la presente memoria "cofloculación" se refiere a la adición de un ingrediente o producto químico adicional al puré de patata antes del secado.

En la presente memoria "agente cofloculante" se refiere a un material o una mezcla de materiales que se agregan a la operación de formación del puré antes del secado para modificar la funcionalidad de este.

En la presente memoria, "cocinado reducido" se refiere al grado de cocinado necesario para gelatinizar sólo parcialmente el almidón e inactivar las enzimas responsables del empardecimiento.

En la presente memoria el término "productos farináceos acabados" se refiere a productos alimenticios hechos de masas que contienen grano molido fino, grano molido grueso o almidón obtenidos de tubérculos y/o granos.

En la presente memoria "masa cohesiva" es una masa capaz de ser colocada sobre una superficie lisa y ser trabajada a rodillo o extruida hasta conseguir el espesor final deseado sin que se rompa ni se formen orificios. En la presente memoria, "puré de patata" incluye aquellos productos de patatas fabricados mezclando patatas deshidratadas con agua.

En la presente memoria, la expresión "productos de patata deshidratados" incluye, aunque no de forma limitativa, copos de patata, flóculos de patata, gránulos de patata, aglomerados de patata y cualquier otro material de patata deshidratado y mezclas de los mismos.

En la presente memoria "flóculos" se refiere a los productos de patata deshidratados descritos en la patente US-09/175.138, "Dough Compositions Made With Dehydrated Potato Flanules", presentada el 19 de octubre de 1998 en nombre de Villagran y col. e incorporada como referencia en la presente memoria. Los flóculos son productos de patata deshidratados que tienen una funcionalidad entre copos y gránulos (definidos por un WAI de aproximadamente 5,5 a aproximadamente 7 y un % de amilosa libre de aproximadamente 9 a aproximadamente 19 para los flóculos).

En la presente memoria la expresión "relación de reducción" se define como la relación entre las áreas del pico del compuesto de sabor para el ion seleccionado en el producto convencional y las del producto de la invención, como se describe en la sección "Compuestos volátiles generados por calor" de la presente memoria y en el método analítico "Destilación y extracción simultáneas y análisis CG para compuestos volátiles" de la presente memoria.

En la presente memoria "unidades de viscosímetro rápido (RVU)" es una unidad de viscosidad que está relacionada con la unidad centiPoise de la forma siguiente: 12 RVU equivalen a aproximadamente 0,001 Pa.s (1 centiPoise).

En la presente memoria, "material celulósico" se refiere a polisacáridos que no contienen almidón; en el caso de las patatas se distingue entre los siguientes: a) fibra bruta, b) celulosa, c) sustancias pécticas, d) hemicelulosa, e) otros polisacáridos. La fibra bruta es un término genérico que se refiere a la materia seca de la patata tras la eliminación de todas las sustancias solubles y de la mayoría de los constituyentes del almidón y nitrogenados. La celulosa está presente en la membrana de soporte de la pared celular y representa aproximadamente de 10-20% del polisacárido sin almidón de la patata. Las sustancias pécticas de las plantas se dividen en tres categorías: 1) protopectina, 2) pectina soluble y 3) ácido péctico. La protopectina es una forma insoluble y muy polimerizado de la pectina asociada a la estructura de la pared celular. La protopectina constituye 69-77% del total de sustancias pécticas de la patata. Las patatas recién cosechadas tienen un bajo nivel de pectina soluble (Kroner y Volksen, 1950). Las hemicelulosas son componentes de la pared celular (\sim1%) constituidos por cadenas glicosídicas mixtas que contienen combinaciones de ácido glucurónico con xilosa, y de ácido galacturónico con arabinosa.

En la presente memoria "contenido total de aminoácidos" se refiere a minoácidos libres extraíbles así como a aquellos aminoácidos en forma de proteínas o aminoácidos que están unidos o enlazados a otras moléculas. La expresión "contenido de aminoácido libre" se refiere a aquellos aminoácidos que son fácilmente extraíbles y no están unidos o enlazados a otras moléculas.

Todos los porcentajes son en peso salvo que se indique lo contrario.

El método de la presente invención se describirá haciendo especial hincapié en la preparación de copos y gránulos de patata deshidratados. Esto se hace así a título ilustrativo y no como limitación. En su más amplio aspecto, el método de la presente invención es generalmente aplicable a la preparación de frutas deshidratadas (por ejemplo, melocotón, manzana, albaricoque, pera, plátano), verduras (por ejemplo, patata, batata, remolacha, espinaca, cebolla, zanahoria, apio, tomate, calabacín, brócoli, setas, guisantes), granos (por ejemplo, cebada, avena, maíz, centeno, trigo, arroz, amaranto, sagú), sazonamiento en copos y especias/hierbas (por ejemplo, ajo, cebolleta, perejil, coriandro, pimienta, jengibre, pimienta verde, pimienta roja, pimienta negra), pescado en copos, leche deshidratada, y similares. La presente invención también puede aplicarse para producir copos que pueden utilizarse en alimentos para bebés.

El método de la presente invención también puede ser aplicado a otros materiales que contienen almidón tales como pegamentos y materiales farmacéuticos.

Para preparar los productos de patata deshidratados de la presente invención puede utilizarse cualquier patata comercial de las que se utilizan para preparar copos, flóculos y gránulos de patata convencionales. Preferiblemente, los productos deshidratados se preparan, aunque de forma no excluyente, con patatas tales como Norchip, Norgold, Russet Burbank, Lady Russeta, Norkota, Sebago, Bentgie, Aurora, Saturna, Kinnebec, Idaho Russet y Mentor.

En una realización de la presente invención las patatas enteras crudas son en primer lugar lavadas. Las patatas también pueden ser cortadas en trozos de cualquier tamaño. Si el tamaño es reducido, los trozos de patata pueden ser cortados en rodajas con un espesor de aproximadamente 0,32 cm (0,125 pulgadas) a aproximadamente 1,91 cm (0,75 pulgadas). Por ejemplo, los trozos puede ser cortados en patatas fritas de 0,64 cm (¼'') por 0,64 cm (¼'') o en trozos de patata cerilla de 0,32 cm (1/8'') por 0,32 cm (1/8''). Las rodajas o trozos de patata pueden ser totalmente pelados, parcialmente pelados o no pelados. Preferiblemente las patatas son parcialmente peladas o dejadas completamente sin pelar. Las patatas se lavan y opcionalmente se cortan en rodajas y después se someten a una etapa de cocinado. Las patatas pueden ser cocinadas por inmersión en agua o en vapor a presión atmosférica, a una presión inferior a la atmosférica o a una presión por encima de la atmosférica, o una combinación de las mismas. Los trozos de patata se cocinan con vapor o sumergiéndolos en agua durante un tiempo suficiente para gelatinizar parcialmente el almidón, reducir el empardecimiento enzimático y no enzimático, y ablandar las patatas hasta que puedan ser machacadas.

A título ilustrativo, las rodajas de patata que tienen un espesor medio de aproximadamente 0,38 cm (3/8 pulgadas) a aproximadamente 1,27 cm (1/2 pulgadas) pueden ser cocinadas por el método de cocinado reducido de la presente invención durante aproximadamente 12 a aproximadamente 25 minutos, más especialmente de aproximadamente 14 a aproximadamente 18 minutos, con vapor a una temperatura de aproximadamente 93ºC (200ºF) a aproximadamente 121ºC (250ºF). Los trozos de patata cortados en forma de cerilla pueden ser cocinados mediante el método de cocinado reducido de la presente invención durante aproximadamente 7 a aproximadamente 15 minutos, más especialmente de aproximadamente 9 a aproximadamente 12 minutos, con vapor a una temperatura de aproximadamente 93ºC (200ºF) a aproximadamente 121ºC (250ºF).

En otra realización de la presente invención las patatas crudas enteras, los trozos de patata o las patatas en rodajas se cocinan utilizando calentamiento por microondas. Si están en rodajas, debe tenerse cuidado al seleccionar el espesor del trozo cuando se utiliza cocinado por microondas para evitar un calentamiento localizado debido a los sistemas de ondas estacionarias internos (es decir, patrones de interferencia). Las patatas pueden estar sin pelar, parcialmente peladas o totalmente peladas. Preferiblemente las patatas están enteras y sin pelar. Cuando se utilizan microondas para cocinar las patatas en rodajas con un espesor medio de aproximadamente 0,93 cm (3/8 pulgadas) a aproximadamente 1,27 cm (1/2 pulgadas), estas de forma típica requieren de aproximadamente 6 a aproximadamente 20 minutos, más especialmente de aproximadamente 8 a aproximadamente 17 minutos, de cocinado con energía de microondas a una longitud de onda de aproximadamente 900 a aproximadamente 2500 MHz. Las patatas enteras generalmente requieren un cocinado de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 minutos, más especialmente de aproximadamente 12 a aproximadamente 20 minutos, con energía de microondas a una frecuencia de aproximadamente 900 a aproximadamente 2500 MHz. Las patatas pueden ser perforadas con agujas en la superficie de la patata antes del cocinado. El tiempo de cocinado variará dependiendo de la resistencia, carga y frecuencia del campo.

En una realización preferida de la presente invención se utiliza la patata entera. La patata puede estar sin pelar o parcialmente pelada. Preferiblemente la patata está sin pelar. Cuando se utilizan patatas parcialmente peladas o no peladas enteras, la piel actúa como una capa protectora que permite que el almidón se cocine pero minimizando la alteración del tejido de la patata. Esto produce una reducción de la ruptura celular de la patata y una reducción de la pérdida de patata (incluidos los compuestos hidrosolubles) en las operaciones unitarias posteriores. Resulta ventajoso utilizar patatas enteras sin pelar o parcialmente peladas para evitar un sobrecalentamiento del almidón situado en la superficie exterior. Este sobrecalentamiento del almidón puede causar el hinchamiento del almidón, que puede expandirse y sellar la superficie, reduciendo así la velocidad de transferencia del calor al centro de la patata. Las patatas enteras pueden ser cocinadas con agua, vapor a presión atmosférica o a presión inferior a la atmosférica, con una combinación de ambos o con un horno de convección de aire.

Preferiblemente, las patatas son cocinadas por inmersión en agua a la temperatura adecuada durante un tiempo suficiente para gelatinizar parcialmente el almidón, inactivar las enzimas y ablandar las patatas hasta que puedan ser machacadas. En agua caliente a una temperatura de aproximadamente 80ºC (176ºF) a aproximadamente 100ºC (212ºF), preferiblemente de 85ºC (185ºF) a aproximadamente 100ºC (212ºF), y más preferiblemente de 87ºC (188,6ºF) a aproximadamente 100ºC (212ºF), esto puede ser realizado con patatas enteras que tengan un tamaño medio de aproximadamente 3 cm a aproximadamente 15,2 cm (6 pulgadas) en aproximadamente de 15 a aproximadamente 40 minutos, preferiblemente en aproximadamente de 20 a aproximadamente 35 minutos. En una realización, las patatas pueden tener un tamaño de aproximadamente 5,08 cm (2 pulgadas) a aproximadamente 17,8 cm (7 pulgadas) (longitud del lado más largo de la patata) y pueden ser cocinadas en aproximadamente 25 minutos.

La temperatura real y la duración de cocinado de las patatas o trozos de patata dependen del tamaño de las patatas que son cocinadas y del método de cocinado utilizado (presión de vapor, temperatura de ebullición) para las patatas. En el proceso convencional, las patatas son cocinadas hasta que la dureza del centro de las patatas disminuye de aproximadamente 9,8 N (1000 gf) a aproximadamente 0,39 N (40 gf). Normalmente, durante el cocinado de las patatas, el tejido se ablanda a medida que la protopectinasa hidroliza la protopectina de las paredes celulares de la patata.

Según la presente invención, las patatas sólo se cocinan durante un tiempo predeterminado ("cocinado reducido"). Esta cantidad de tiempo predeterminada no es superior a la necesaria para conseguir una gelatinización parcial o completa del almidón y además una inactivación enzimática pero manteniendo al mismo tiempo la dureza de las patatas a niveles significativamente superiores (aproximadamente de 0,88 N (90 gf) a 1,96 N (200 gf)) a los del proceso convencional. El tiempo de cocinado se determina midiendo la dureza en el centro de las patatas con un analizador de textura (TA, Instruments, Corp., New Castle, DE). Una medición en el intervalo de aproximadamente 0,88 N (90 gf) a aproximadamente 1,96 N (200 gramos fuerza), preferiblemente de aproximadamente 1,178 N (120 gf) a aproximadamente 1,77 N (180 gramos fuerza), más preferiblemente de aproximadamente 1,27 N (130 gf) a aproximadamente 1,47 N (150 gramos fuerza), indica que las patatas están suficientemente cocinadas para los fines de la presente invención. La Figura 1 muestra la gráfica obtenida para las patatas crudas y las rodajas cocinadas con diferentes tiempos de cocinado.

A continuación, las patatas cocinadas son trituradas para obtener un puré húmedo. El triturado de los productos cocinados puede realizarse, por ejemplo, mediante colado, aplastado, troceado o una combinación de aplastado y troceado. La trituración de las patatas cocinadas se realiza preferiblemente troceando las patatas con una trituradora de patatas convencional tal como el aparato Lan Elec, modelo # PC14AHD, aplastando, troceando y aplastando la patata o utilizando un colador común o una placa de colador modificada con hendiduras en lugar de orificios. Estas hendiduras también pueden tener bordes afilados adicionales para mejorar el corte de las patatas enteras.

Pueden añadirse al puré diferentes ingredientes (a continuación mencionados como agentes cofloculantes) con fines específicos tales como, aunque no de forma limitativa, los siguientes:

1)

para modificar (es decir aumentar) el contenido de amilosa libre, pueden añadirse al puré almidón nativo, almidones modificados y almidones resistentes;

2)

para modificar (es decir aumentar) el contenido de amilopectina pueden añadirse al puré almidones modificados, arroz céreo, almidón de guisante y maíz céreo;

3)

para cambiar o modificar la viscosidad del puré pueden añadirse al puré almidones hidrolizados tales como maltodextrinas o sólidos de jarabe de maíz así como todos los almidones anteriores;

4)

para cambiar la elasticidad del puré pueden añadirse al puré gomas, proteínas, fibras o sustancias químicas (es decir ácido succínico, ácido acetilado, ácido fosfórico, hidroxipropilación, etc.);

5)

para modificar el índice de absorción de agua pueden añadirse al puré almidones modificados y/o gomas así como sustancias químicas para realizar modificaciones químicas del almidón de patata;

6)

para modificar la resistencia de la pared celular de las células de patata en el puré pueden añadirse a este carbonato de calcio, cloruro de calcio, hidróxido de calcio u otras fuentes de calcio;

7)

para mejorar la reacción de sabor positivo pueden añadirse al puré precursores de sabor tales como aminoácidos (por ejemplo metionina), agentes encapsulantes del sabor tales como ciclodextrina, edulcorantes, productos lácteos (tales como leche deshidratada sin grasa, productos de suero y suero lácteo), especias y color;

8)

para reducir la resistencia de la pared celular en el puré pueden añadirse al puré agentes quelantes de calcio tales como ácido cítrico, citrato de sodio y otros quelantes de cationes;

9)

para modificar el pH del puré y reducir el empardecimiento no enzimático pueden añadirse al puré compuestos ácidos (tales como, aunque no de forma limitativa, ácido ascórbico, ácido fumárico, ácido fosfórico o mezclas de los mismos).

Además, también pueden añadirse agentes cofloculantes para modificar el envejecimiento del producto que contiene almidón.

El almidón puede añadirse al puré ("cofloculación") para transmitir características únicas a los copos de patata deshidratados. En la presente memoria el término "almidón" se refiere a un polímero carbohidratado nativo o no modificado que tiene unidades repetitivas de anhidroglucosa derivadas de materiales tales como trigo, maíz, tapioca, sagú, arroz, patata, avena, cebada, amaranto, almidones modificados incluyendo de forma no excluyente almidones hidrolizados tales como maltodextrinas, maíz en grano con elevado contenido de amilosa, maíz en grano con elevado contenido de amilopectina, amilosa pura, almidones químicamente sustituidos, almidones reticulados, y mezclas de los mismos. El término "almidón" también puede incluir copos de patata secos que se devuelven al puré.

El almidón preferido es un almidón no cocinado que tiene un menor tamaño de gránulos de almidón con un índice de absorción de agua (WAI) inferior al del almidón de patata de tal manera que el almidón se hincha en menor grado que el almidón de patata durante el cocinado, y que tiene un porcentaje de amilosa libre superior al del almidón de patata para el mismo nivel de cocinado. Las ventajas de la adición de almidón ("cofloculación") incluyen: 1) mayor velocidad de producción al aumentar el tamaño de poro superficial del puré así como el contenido de sólidos del puré, reduciendo así el tiempo de residencia del secado para conseguir el contenido de humedad deseado de los copos y 2) mayor contenido de amilosa libre de los copos resultantes (en el caso de adición de almidón de trigo), que es un factor importante al conformar trozos de masa para fabricar aperitivos (es decir proporcionar cohesividad a la masa).

La adición de almidón tiene varias funciones: la adición de almidón aumenta la cohesividad de las patatas recién machacadas, mejora la distribución del agua en el puré y mejora la adhesividad del puré al tambor. Sin pretender imponer ninguna teoría, también se cree que el almidón de trigo impide indirectamente la ruptura de las células de patata proporcionando al puré más amilosa libre que la proporcionada por el almidón de patata cocinado en condiciones similares. En particular, el almidón de trigo proporciona amilosa libre que de otra manera debería obtenerse por cocinado prolongada del almidón de patata. Por tanto, la adición de almidón de trigo permite cocinar parcial o totalmente las patatas en contraposición al cocinado no uniforme de las patatas durante la fabricación de copos de patata.

La Tabla 1 muestra las diferencias de funcionalidad entre el almidón de patata y otros almidones.

1

Los estudios microscópicos con tinción han revelado que en el gránulo de almidón de trigo la amilosa tiende a difundirse a la parte exterior del gránulo de almidón y a la fase acuosa incluso antes de que se haya completado totalmente la gelatinización. Esta es una consecuencia de su menor capacidad de hinchamiento. Cuando se somete a cizalla las pastas de almidón de trigo se produce una fragmentación de la capa exterior de los gránulos que da lugar a la liberación de fragmentos desde la capa exterior del gránulo hinchado. Los cambios que se producen cuando las pastas de almidón de trigo se cizallan son mínimos comparados con los observados en las pastas de almidón de patata, donde la cizalla altera completamente la microestructura. El gránulo de almidón de patata se disgrega fácilmente después de la gelatinización. Se ha sugerido en la bibliografía que la disgregación va precedida por el colapso o la cavitación del gránulo hinchado, produciéndose nodos o puntos débiles en las paredes del gránulo. También se ha sido sugerido en la bibliografía que la diferencia entre el almidón de trigo y el almidón de patata reside en la distribución de amilosa en el gránulo de almidón. En el almidón de trigo la amilosa está situada en la parte exterior del gránulo, lo que permite que la amilosa lixivie después del hinchamiento, mientras que en el almidón de patata la amilosa está situada relativamente más próxima a la parte interior del gránulo.

En la práctica de la presente invención se mezcla de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 50%, preferiblemente de aproximadamente 2% a aproximadamente 30%, más preferiblemente de aproximadamente 4% a aproximadamente 15%, de almidón con el puré húmedo. Durante el mezclado, el almidón se distribuye de forma uniforme en el puré. En el caso de almidones nativos derivados de arroz, trigo, guisante, maíz o de cualquier tubérculo o grano, la fuente tiene un contenido elevado de amilosa (es decir, 30% en peso de amilosa). En el caso de almidones modificados derivados de patata, maíz céreo o cualquier tubérculo o grano, la fuente tiene un contenido elevado de amilosa (>50%). La mezcla de puré húmedo y almidón puede después ser procesada según los procedimientos presentados más adelante.

Si se desea, se puede preferiblemente añadir al menos aproximadamente 0,1% de emulsionante al puré húmedo o a la composición puré/almidón como un mejorador del proceso. En caso necesario, también pueden añadirse niveles superiores de hasta aproximadamente 3%, preferiblemente de hasta aproximadamente 1%, de un emulsionante para acomplejar la amilosa libre en caso de que el puré sea demasiado pegajoso (por ejemplo, demasiadas células rotas debido a un cocinado excesivo). El emulsionante preferido es un monoglicérido y diglicérido destilado de aceite de soja parcialmente hidrogenado. También pueden utilizarse otros emulsionantes adecuados como mejoradores del proceso para preparar copos de patata conocidos en la técnica, por ejemplo ésteres de lactilato, ésteres de sorbitán, ésteres de poliglicerol o lecitinas. El emulsionante actúa mediante diversos mecanismos: el primero es para recubrir el almidón libre de las células controlando la adhesión y la adhesividad del puré en el secador y el segundo es para proporcionar lubricación en el sistema y controlar el daño celular debido a una excesiva cizalla.

También pueden añadirse otros ingredientes opcionales al puré húmedo/composición de puré para mejorar la estabilidad durante el almacenamiento de los copos y gránulos de patata deshidratados. Habitualmente se utilizan diferentes estabilizantes y conservantes para mejorar la estabilidad y la textura de los copos o gránulos resultantes. Por ejemplo, puede añadirse sulfito al puré húmedo para obtener un producto deshidratado que comprenda de aproximadamente 150 a aproximadamente 200 partes por millón (ppm) de sulfito. El sulfito, si se utiliza, se agrega al puré húmedo como sulfito sódico y bisulfito sódico secos y protege los copos y gránulos frente al oscurecimiento durante el procesamiento y el almacenamiento posterior. Pueden añadirse antioxidantes tales como galato de propilo, BHA (2 y 3-terc-butil-4-hidroxi-anisol), BHT (3,5-di-terc-butil-4-hidroxitolueno), y antioxidantes naturales tales como romero, tomillo, mejorana y salvia, en una cantidad hasta un total de aproximadamente 10 ppm para evitar el deterioro oxidativo. El ácido cítrico puede añadirse en una cantidad suficiente para obtener aproximadamente 200 ppm en el producto secado y evitar la decoloración causada por la presencia de iones de hierro. También se puede añadir ácido ascórbico para compensar las pérdidas de vitamina C durante el procesamiento.

La siguiente etapa de procesamiento es la etapa de secado o deshidratación que se utiliza para formar los copos o gránulos deshidratados. Puede utilizarse un equipo convencional adecuado para secar las patatas en la práctica de la presente invención. Los secadores adecuados pueden ser seleccionados de los dispositivos de secado conocidos tales como secadores de lecho fluido, intercambiadores de calor de superficie raspada, secadores de tambor, liofilizadores, secadores de aire inyectado, y similares. Los métodos de secado preferidos incluyen el uso de liofilización, secado en tambor, secado por infrarrojos, secado en tambor junto con secado por infrarrojos para producir los copos. El secado por aire inyectado y el secado en lecho fluido son los preferidos para producir los gránulos. Un método de secado especialmente preferido utiliza un secador de tambor y paneles infrarrojos.

La liofilización puede realizarse utilizando un equipo de liofilización convencional. El puré puede ser secado utilizando un método continuo o un método discontinuo. Los liofilizadores adecuados incluyen liofilizadores por contacto, liofilizadores acelerados, liofilizadores por radiación, liofilizadores de microondas y liofilizadores dieléctricos. Preferiblemente, y debido a su capacidad para manejar grandes capacidades, para secar el puré se utiliza un liofilizador de contacto. Preferiblemente, el puré es congelado a una velocidad tal que se minimiza el daño a la estructura celular de la patata antes de entrar en la cámara de liofilización.

De forma alternativa, el puré de patata puede ser congelado en la cámara del liofilizador antes de iniciar el proceso de liofilización (es decir, calentamiento, sublimación, evaporación). Las condiciones de secado precisas dependen del tipo de alimentos que se secan y del tipo de liofilizador utilizado.

Cuando se utiliza un secador de tambor se alimenta el puré a la superficie superior del tambor mediante un medio de transporte de tipo cinta. Unos rodillos sin calentar de pequeño diámetro aplican progresivamente puré de patatas fresco a partes que ya están en el tambor, formándose así una lámina o capa que tiene un espesor predeterminado. La velocidad periférica de los rodillos pequeños es la misma que la del tambor. Después de que la capa de puré se desplaza alrededor de una parte de la circunferencia del tambor, una cuchilla retira la lámina secada desprendiendo la lámina secada del tambor. De forma típica, el propio secador de tambor se calienta a una temperatura dentro del intervalo de aproximadamente 121ºC (250ºF) a aproximadamente 191ºC (375ºF), preferiblemente a una temperatura de aproximadamente 154ºC (310ºF) a aproximadamente 177ºC (350ºF), y más preferiblemente de aproximadamente 160ºC (320ºF) a aproximadamente 167ºC, (333ºF) mediante vapor a presión contenido dentro del tambor a una presión de aproximadamente 0,48 MPa (70 psig) a aproximadamente 0,97 MPa (140 psig). Para obtener mejores resultados, la velocidad de rotación del tambor del secador y la temperatura interna del mismo se controlan adecuadamente para obtener un producto final con un contenido de humedad de aproximadamente 5% a aproximadamente 12%, preferiblemente de aproximadamente 6% a aproximadamente 10%. De forma típica, es suficiente una velocidad de rotación de aproximadamente 9 sec/rev a aproximadamente 25 sec/rev., preferiblemente de aproximadamente 11 sec/rev a aproximadamente 20 sec/rev. La utilización de secadores de tambor es conocida en la industria de fabricación de patatas.

El proceso preferido utiliza un único secador de tambor en donde el puré húmedo de patata es dispersado sobre el tambor en una lámina fina que tiene un espesor de 0,013 cm (0,005'') a aproximadamente 0,25 cm (0,1''), preferiblemente de aproximadamente 0,013 cm (0,005'') a aproximadamente 0,13 cm (0,05 pulgadas), más preferiblemente de aproximadamente 0,025 cm (0,01 pulgadas).

Una vez que el puré húmedo está laminado y secado, la lámina seca resultante es triturada con, por ejemplo, un equipo Urschel Comitrol, fabricado por Urschel Laboratories, Inc. de Valparaiso, Indiana. Puede utilizarse cualquier método de trituración que minimice el daño al almidón, como molturado, troceado o pulverizado.

En una realización especialmente preferida el secado y la floculación del puré húmedo se consigue utilizando simultáneamente un secador de tambor y paneles infrarrojos acoplados fuera del secador.

A título informativo, el secado en tambor del puré de patata para formar copos de patata secos implica una transferencia simultánea de calor y masa. Cuando el calor es transferido del secador de tambor al copo para evaporar el agua, la transferencia de masa se produce cuando el agua migra a través del copo hasta el entorno circundante. La superficie interior del puré es la superficie del puré en contacto directo con el secador de tambor. La superficie exterior del puré es la superficie opuesta del puré que está en contacto directo con el entorno circundante. La velocidad de secado del puré de patata está limitada por los siguientes parámetros: 1) transferencia de calor desde la superficie del tambor del secador al puré; 2) transferencia de calor a través del puré; 3) transferencia de calor desde el puré al entorno externo; 4) transferencia reducida de masa (agua) y de calor desde el tambor al puré debido a la separación del puré del tambor cuando se reduce el nivel de humedad del puré; 5) transferencia de masa (agua) a través de los copos; y 6) transferencia de masa (agua) desde la superficie exterior del puré al entorno circundante.

La combinación del secador de tambor y el calentamiento por infrarrojos proporciona una mejor transferencia de calor a través de la capa de puré y una mejor transferencia de masa (agua) desde la capa de puré. La Figura 2 es una ilustración esquemática que muestra la transferencia de calor a través de la capa de puré y la transferencia de masa (agua) desde la capa de puré. En la Figura 2, T_{1} es la temperatura del vapor dentro del tambor, T_{2} es la temperatura dentro del tambor, S_{1} es el espesor de pared del tambor, T_{3} es la temperatura externa del tambor, T_{4} es la temperatura en la superficie interna del puré, T_{5} es la temperatura en la interfaz entre la película seca del puré F_{20} y la película mojada del puré F_{22}, S_{2} es el espesor de la película seca F_{20}, S_{3} es el espesor de la película mojada del puré F_{22}, T_{6} es la temperatura de la superficie exterior del puré, P_{V6} es la presión de vapor en la superficie exterior del puré, T_{7} es la temperatura circundante y P_{V7} es la presión de vapor a la temperatura circundante. Q_{16} es el flujo de calor proporcionado por el tambor de secado, Q_{IR} es el flujo de calor proporcionado por la fuente de calor de infrarrojos, Q_{67} es el flujo de calor de la superficie exterior del puré y M_{67} es la transferencia de masa de agua desde la superficie exterior del puré.

La combinación de secador de tambor y calentamiento por infrarrojos permite un flujo de calor a través del puré hasta la superficie exterior del puré relativamente superior al que de otra manera sería posible utilizando sólo un tambor de secado. El calentamiento por infrarrojos en la superficie exterior del puré elevará la temperatura exterior del puré más que en el caso del proceso convencional. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que esto da lugar a una mayor presión de vapor en la superficie exterior del puré, que a su vez se cree que mejora el contacto de la superficie interior del puré contra el tambor. Este mejor contacto reduce la separación de la superficie interior del puré con respecto al tambor a niveles inferiores de humedad, mejorando así la transferencia de calor desde el tambor de secado a la superficie interior del puré y proporcionando una mayor velocidad de secado.

El calentamiento por infrarrojos de la superficie exterior del puré también reduce el enfriamiento de la superficie exterior por el entorno circundante. El enfriamiento de la superficie exterior produce una película mojada en la superficie exterior (debido a la condensación), que reduce la transferencia de masa del agua a través del puré hasta el entorno circundante. El calentamiento por infrarrojos de la superficie exterior del puré ayuda a eliminar esta capa de película mojada, de manera que la transferencia de calor y de masa estará potenciada a través del espesor del puré y se reducirá el contenido de humedad del puré. Por tanto, se acelera el proceso de secado.

El calentamiento por infrarrojos es especialmente eficaz en las últimas etapas de secado (contenido de humedad del puré inferior a aproximadamente 50%). El calentamiento por infrarrojos minimiza el cuello de botella de transferencia de masa que se produce en la superficie exterior del puré. La temperatura de la superficie y la presión de vapor elevadas del calentamiento por infrarrojos aumentan la transferencia de masa de agua desde la superficie exterior del puré, proporcionando la fuerza necesaria para aumentar la velocidad de secado. Los calentadores de infrarrojos proporcionan esta ventaja, aunque el flujo de calor proporcionado por los secadores de infrarrojos puede ser de uno a dos órdenes de magnitud inferiores a los proporcionados por el secador de tambor.

El resultado neto no es sólo un aumento de la capacidad de producción sino también una mejora de la calidad de los copos debido al inferior tiempo de residencia de las células de patata adyacentes a las superficies calientes del tambor del secador. Este menor tiempo de residencia produce menos reacciones de degradación en los precursores de sabor y los nutrientes.

La combinación de un tambor y de paneles infrarrojos prácticamente mejora el rendimiento de secado del puré si se compara con el de los métodos de secado convencionales. El uso del secador de tambor con los paneles infrarrojos tiene una serie de ventajas. El uso de este método de secado junto con el método utilizado para preparar el puré de patata descrito en la presente memoria (1) prácticamente aumenta la velocidad de producción de patatas deshidratadas; (2) aumenta la velocidad de secado del puré de patata en condiciones suaves si se comparan con las de los secadores convencionales; y en particular y (3) produce un producto que presenta menos daño celular, un color más claro, menor índice de absorción de agua y menos sabores procesados que los copos de patata producidos mediante los métodos convencionales. El uso de calentadores de infrarrojos es ventajoso ya que los calentadores pueden ser controlados fácilmente y con precisión. Por ejemplo, la energía irradiada por los calentadores puede ser concentrada, enfocada, dirigida y reflejada de la misma manera que la luz y los calentadores pueden ser dispuestos en zonas para proporcionar un calentamiento uniforme o una distribución personalizada de la densidad de potencia.

El equipo utilizado para secar el puré húmedo comprende un secador de tambor con vapor y paneles infrarrojos. El secador se monta con paneles infrarrojos calentados eléctricamente que irradian su energía sobre el material (por ejemplo, lámina de puré húmedo) formado en la superficie exterior del secador. El puré húmedo es expuesto a dos componentes de secado. Un componente seca por contacto mediante la introducción de calor a través de las paredes del secador de tambor (es decir, transferencia de calor). El secador de tambor puede ser calentado, por ejemplo, mediante agua caliente, vapor o circuitos de calentamiento. De forma típica, el tambor se calienta a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 121,1ºC (250ºF) a aproximadamente 204,4ºC (400ºF), preferiblemente de aproximadamente 160ºC (320ºF) a aproximadamente 193,3ºC (380ºF), y más preferiblemente de aproximadamente 165,5ºC (330ºF) a aproximadamente 182,2ºC (360ºF) con vapor a una presión de aproximadamente 0,48 MPa (70 psig) a aproximadamente 0,90 MPa (130 psig), preferiblemente de aproximadamente 0,59 MPa (85 psig) a aproximadamente 0,83 MPa (120 psig) y más preferiblemente aproximadamente 0,62 MPa (90 psig) a aproximadamente 0,69 MPa (100 psig).

Los paneles de secado por infrarrojos adecuados para su uso emiten en una longitud de onda dentro de un espectro de onda corta a onda larga de aproximadamente 0,7 micrómetros a aproximadamente 100 micrómetros. Para su uso en la presente invención, se utilizan paneles de secado por infrarrojos que preferiblemente tienen una longitud de onda de aproximadamente 0,7 micrómetros a aproximadamente 50 micrómetros, preferiblemente de aproximadamente 0,7 a aproximadamente 10 micrómetros, más preferiblemente de aproximadamente 0,7 a aproximadamente 0,9 micrómetros. Preferiblemente, las características de radiación de los paneles infrarrojos pueden ser controladas mediante un dispositivo de regulación de temperatura controlado con termopar. Preferiblemente, los paneles tienen una densidad en el intervalo de aproximadamente 0,3 W/cm^{2} (2 W/pulg^{2}) a aproximadamente 6,2 W/cm^{2} (40 W/pulg^{2}), más preferiblemente de aproximadamente 0,5 W/cm^{2} (3 W/pulg^{2}) a 2,8 W/cm^{2} (18 W/pulg^{2}) y con máxima preferencia de aproximadamente 0,6 W/cm^{2} (4 W/pulg^{2}) a aproximadamente 1,9 W/cm^{2} (12 W/pulg^{2}). Esta densidad cubre un intervalo de temperaturas en los paneles de aproximadamente 148,8ºC (300ºF) a aproximadamente 537,7ºC (1000ºF). El término "densidad" en la presente memoria se refiere a la potencia necesaria por unidad de superficie para irradiar energía y alcanzar una temperatura en el panel.

Ejemplos de paneles infrarrojos que pueden utilizarse incluyen, aunque no de forma limitativa, paneles que comprenden lámparas halógenas, lámparas de ciclo no halógenas, lámparas de tubo de cuarzo, lámparas de filamento de alambre, tubos de quemador, varillas de vaina metálica, calentadores de panel y similares. La configuración de los paneles incluye, aunque no de forma limitativa, tipos hiperbólicos, cóncavos, elipsoidales y parabólicos. Además, la energía por infrarrojos puede ser aplicada utilizando un único panel plano, múltiples paneles, bombillas, calentadores puntuales, calentadores de línea, calentadores de tira, calentadores de zona y calentadores de cámara.

Los paneles se colocan alrededor de la circunferencia del tambor para proporcionar un calentamiento por infrarrojos de la segunda superficie de la capa de puré. Los paneles se colocan preferiblemente de forma que el puré se seca primero sólo con el tambor del secador y después se seca de forma simultánea con el tambor del secador y la fuente de infrarrojos. Los paneles pueden colocarse para proporcionar un calentamiento por infrarrojos de la segunda superficie del puré después de que la capa de puré haya sido secada hasta tener un contenido de humedad de menos de aproximadamente 70%, más especialmente de menos de aproximadamente 60%, aún más especialmente de menos de aproximadamente 50%, aún más especialmente de menos de aproximadamente 45% y preferiblemente no más de aproximadamente 40%. En una realización, los paneles se colocan para comenzar a calentar la segunda superficie del puré después de que la capa de puré haya sido secada hasta tener un contenido de humedad de entre aproximadamente 30% y aproximadamente 40%.

Los paneles están situados de manera que los paneles dirigen energía por infrarrojos hacia la segunda superficie del puré. El puré húmedo de patata es expuesto a la radiación de infrarrojos antes de ser retirado del tambor por la cuchilla. Preferiblemente, los paneles están situados lo más cerca posible de la segunda superficie del puré, preferiblemente a una distancia menor o igual a aproximadamente 5,08 cm (2 pulgadas) y en una realización a una distancia menor de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada).

Con respecto a la realización mostrada en la Figura 3A, el puré de patata 20 es depositado sobre la superficie de un tambor de secado 100, y los rodillos aplicadores 210, 220, 230, y 240 proporcionan una capa de puré 22 que tiene un espesor predeterminado en el tambor 100. La capa de puré 22 tiene una primera superficie 24 en contacto con el tambor 100 y una segunda superficie opuesta 26. Una pluralidad de paneles de calentamiento por infrarrojos 300 se muestran asociados con el tambor 100. En la Figura 3A, los paneles son colocados para iniciar el calentamiento por infrarrojos de la capa de puré aproximadamente a 180º o más después de la deposición inicial de la capa de puré sobre la parte superior del tambor, y después de que el puré haya pasado por debajo del rodillo del aplicador final 240. Por tanto, la primera superficie del puré en contacto con el tambor es calentada por el tambor durante más de 90º de desplazamiento alrededor del tambor antes del calentamiento por infrarrojos de la segunda superficie del puré. En la realización mostrada en la Figura 3A, los paneles infrarrojos se colocan para iniciar el calentamiento de la capa de puré en el fondo del tambor del secador. Una cuchilla 400 retira el producto de patata seco 500 de la superficie del tambor.

En la realización mostrada en las Figuras 3B/3C, la fuente de energía por infrarrojos comprende cinco filas (300A-300E) de paneles de calentamiento por infrarrojos 300, en donde cada fila incluye cuatro paneles. Los paneles con los números 301-320 de la Figura 3C están dispuestos para cubrir la superficie del puré en el tambor entre el último rodillo del aplicador 240 y la cuchilla 400.

La temperatura de cada uno de los paneles puede ser variada independientemente entre los paneles y/o las filas. Por tanto, la energía calorífica por infrarrojos aplicada al puré puede modificarse circunferencialmente alrededor del tambor (fila a fila) o a través del ancho del tambor (de panel a panel dentro de una misma fila). En función de la aplicación particular, pueden apagarse uno o más paneles en una o más filas.

Un proceso preferido para preparar copos de patata deshidratados incluye las etapas de (a) cocinar las patatas utilizando energía de microondas, trocear y aplastar las patatas y (b) liofilizar el puré de patata. Otros procesos para preparar copos de patata deshidratados preferidos incluyen las etapas de (a) hervir patatas enteras, crudas, sin pelar, (b) trocear y aplastar las patatas y (c) secar el puré de patata utilizando un secador de tambor simultáneamente con paneles infrarrojos.

De forma alternativa, el puré húmedo de patata puede utilizarse para preparar gránulos y flóculos de patata, así como puré de patata, patatas fritas u otros productos de patata. Este método comprende cocinar las patatas según el método descrito anteriormente en la presente memoria. El puré y el "producto reañadido" (es decir, gránulos o copos de patata previamente secados) son mezclados. La combinación del puré húmedo y del producto reañadido ayuda a reducir la cantidad de agua presente en el puré húmedo. Pueden combinarse diferentes cantidades de producto reañadido con el puré húmedo. Generalmente, el puré comprende de aproximadamente 50% a aproximadamente 85%, preferiblemente de aproximadamente 75% a aproximadamente 80%, de producto reañadido dependiendo del contenido de humedad deseado en los gránulos acabados. Como consecuencia de la adición al puré, la temperatura del producto desciende a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 62,7ºC (145ºF) a aproximadamente 68,3ºC (155ºF).

El almidón también puede ser añadido al puré antes del secado de los gránulos y flóculos de patata. El proceso para preparar flóculos difiere de los procesos de granulación convencionales en varios aspectos: a) las patatas no son peladas durante el proceso de preparación de los flóculos; b) se ha minimizado el precocinado y el enfriamiento de las patatas antes de su cocinado; c) el tiempo de acondicionamiento y de post-enfriamiento están controlados y reducidos. Estas condiciones proporcionan flóculos que tienen un sabor más limpio, más amilosa libre, mayor capacidad de absorción de agua y producen propiedades reológicas deseables cuando se mezclan con otros ingredientes para formar masas tales como masas para la fabricación de patatas fritas acabadas. La eliminación del pelado evita el sobrecalentamiento de la superficie exterior de las patatas y, por tanto, el hinchamiento de células aumentando la transferencia de calor y de masa al centro de las patatas. La eliminación de las etapas de precocinado, pre-enfriamiento, acondicionamiento y post-enfriamiento en el proceso de preparación de los flóculos garantiza el control de la expansión celular, de la ruptura celular y, por tanto, de la capacidad de absorción de agua del producto seco.

En el proceso para fabricar flóculos o gránulos, el almidón puede ser añadido directamente al puré o mezclado con el material seco reañadido. De forma alternativa, el almidón puede ser directamente utilizado como el material seco reañadido. El almidón puede añadirse en diferentes puntos para conseguir un tiempo de residencia y una temperatura específicos y obtener diferentes grados de gelatinización del almidón, reducir la aglomeración y formar un puré homogéneo. La adición del almidón al proceso de preparación de los flóculos (así como al proceso de formación de copos) puede tener varias ventajas: 1) como fuente de amilosa libre para reducir de forma significativa el tiempo de cocinado y obtener una limitada ruptura celular, 2) para aumentar la capacidad de absorción de agua de los flóculos sin causar problemas de aglomeración y 3) para aumentar la velocidad de secado y aumentar el porcentaje de sólidos en el puré.

Después del aplastado y mezclado, el puré combinado es enfriado a una temperatura de aproximadamente 37,7ºC (100ºF) a aproximadamente 43,3ºC (110ºF). El enfriamiento generalmente se realiza con aire fresco a temperatura ambiente o a una temperatura de aproximadamente 21,1ºC (70ºF) en un refrigerador con vibrador o un lecho fluido con un tiempo de residencia de menos de aproximadamente 1 minuto. Lógicamente el tiempo de enfriamiento variará dependiendo del volumen de puré presente. El enfriamiento tiene un efecto significativo sobre la capacidad de absorción de agua y el sabor de los gránulos resultantes. El grado de enfriamiento determinará el nivel de retrogradación del almidón y el nivel de expansión celular.

Después de mezclar el producto reañadido al puré de patata cocinado, comienza la etapa de acondicionamiento. El acondicionamiento del puré se realiza de forma típica colocando el puré sobre una banda durante de aproximadamente 4 a aproximadamente 60 minutos. Durante este tiempo el puré de patata se equilibra al migrar el agua de las partículas de puré más húmedas a las partículas secas de la corriente de producto reañadido y se produce la retrogradación del almidón. La medición de la distribución de tamaño de partículas es crítica al final del acondicionamiento para garantizar que no se formen granos o grumos como consecuencia del proceso de re-adición de producto. Si se ha formado una gran cantidad de partículas tras la re-adición del material reciclado, la distribución de tamaño de partículas seguirá aumentando debido a la limitada absorción de agua de las partículas grandes. A continuación se mezcla el puré enfriado. El mezclado se realiza para romper cualquier agregado que se haya formado durante la etapa de acondicionado.

Los gránulos y los flóculos de patata son después secados al aire con, por ejemplo, un separador ciclónico o un secador de aire inyectado con aire caliente a aproximadamente 232ºC (450ºF) hasta un contenido de humedad de aproximadamente 16% y tamizados para separar los gránulos por tamaños de partículas (es decir, granulación). El tamizado se realiza de forma típica para separar las principales fracciones (diferente distribución de tamaño de partículas) del producto en tres grupos: 1) el material grueso, que incluye trozos grandes de patata cruda y algunas pieles (utilizadas como alimento para animales), 2) el tamaño de partículas intermedio, que se reañade al puré para reducir el contenido de humedad y 3) el material fino que va al secado final. Una granulación satisfactoria es muy importante para conseguir las propiedades físicas deseadas en los gránulos, incluyendo la formación de células con una ruptura mínima. La granulación es óptima cuando el nivel de humedad de la mezcla humedecida es de aproximadamente 25% a aproximadamente 45%.

El secado final puede ser realizado en un lecho fluido para reducir el contenido de humedad de aproximadamente 16% a aproximadamente 6%. Los gránulos son después enfriados a temperatura ambiente.

Propiedades físico-químicas de los copos de patata

La variedad de patata, la gravedad específica, la antigüedad, el almacenamiento, el contenido de azúcares reductores y las condiciones de procesamiento afectan a las propiedades físicoquímicas de los copos de patata. El proceso utilizado para pelar, cocinar y deshidratar los copos de patata puede afectar de forma determinante a las propiedades físicas y a la calidad general del producto final deshidratado. El proceso para fabricar copos puede ser modificado con el fin de obtener copos para una determinada aplicación. Estas modificaciones pueden producir copos que tengan un intervalo de índice de absorción de agua, nivel de amilosa libre, viscosidad de la pasta y/o copos con menor nivel de productos de degradación térmica, mayor nivel de vitamina C, mejor retención del color, menos sabor procesado y menor ruptura celular. Las propiedades físicas deseadas dependerán de las etapas utilizadas durante el procesamiento de los productos deshidratados. Las etapas del proceso afectarán al nivel de células rotas así como al grado de expansión celular, lo que a su vez afectará a las propiedades físicas (por ejemplo color y WAI) y a la composición de los copos (por ejemplo nutrientes y precursores de sabor).

Se ha encontrado que ciertas etapas del proceso producen copos que tienen ventajas únicas y sorprendentes con respecto a los copos producidos de forma convencional. Algunas de las ventajas únicas y sorprendentes que se obtienen cuando se utilizan las etapas de proceso de la presente invención son las siguientes:

(1)

utilizando los métodos de cocinado descritos anteriormente ("cocinado reducido") y el secado en tambor pueden obtenerse copos que tienen:

(a)

más vitamina C;

(b)

menos células rotas;

(c)

color más claro;

(d)

menor WAI;

(e)

menor porcentaje de amilosa libre; y

(f)

menor concentración de aldehídos de Strecker (metional, fenilacetaldehído, 2-metilbutanal, 3-metilbutanal)

(2)

utilizando los métodos de cocinado descritos anteriormente ("cocinado reducido") y añadiendo almidón al puré ("cofloculación") antes del secado en tambor pueden obtenerse copos que tienen:

(a)

mayor tamaño de poro;

(b)

mayores niveles de amilosa libre;

(c)

mayores viscosidades pico y final de la pasta;

(d)

color más claro

(e)

menos células menos rotas

(f)

menor concentración de aldehídos de Strecker (metional, fenilacetaldehído, 2-metilbutanal, 3-metilbutanal)

(3)

utilizando los métodos de cocinado descritos anteriormente ("cocinado reducido") y el secado en tambor junto con el secado por infrarrojos ("IR") se obtienen copos de patata que tienen:

(a)

menor índice de absorción de agua,

(b)

menores viscosidades pico y final de la pasta

(c)

más vitamina C,

(d)

menor concentración de aldehídos de Strecker (metional, fenilacetaldehído, 2-metilbutanal, 3-metilbutanal); y

(e)

color más claro que los copos de control; (es decir, menos empardecimiento durante la formación de copos)

(4)

utilizando los métodos de cocinado descritos anteriormente ("cocinado reducido"), la adición de almidón ("cofloculación") y la combinación de secado en tambor con secado por infrarrojos ("IR") se obtienen copos que tienen

(a)

menos células rotas,

(b)

menor WAI,

(c)

mayor nivel de amilosa libre,

(d)

color más claro,

(e)

más vitamina C; y

(f)

mayor tamaño de poro

(g)

menor concentración de aldehídos de Strecker (metional, fenilacetaldehído, 2-metilbutanal, y 3-metilbutanal).

Los copos deshidratados preferidos se obtienen mediante procesos en los que (1) las patatas enteras, los trozos y/o rodajas de patata se cocinan por ebullición, vaporización o una combinación de ambos, las patatas son después trituradas y machacadas; el puré se seca utilizando una combinación de calentamiento por infrarrojos y secado en tambor; y (2) el proceso mencionado anteriormente en donde se agrega al puré un almidón no gelatinizado antes del calentamiento por infrarrojos y del secado en tambor.

Índice de absorción de agua (WAI)

El índice de absorción de agua es un parámetro que indica la capacidad de un material que contiene almidón tal como copos de patata para contener agua. Está directamente relacionado con el grado de hinchamiento de las células de patata durante el cocinado o la gelatinización. El índice de absorción de agua es también una medida indirecta del nivel de ruptura celular. Las patatas crudas tienen una baja absorción de agua, que aumenta a medida que el almidón comienza a gelatinizarse durante la etapa de cocinado y continúa con un mayor daño celular durante el secado. Tanto los tiempos de cocinado prolongados como las temperaturas y tiempos de residencia elevados durante el secado en tambor pueden, en cierta medida, producir un aumento del índice de absorción de agua de los copos de patata, después de lo cual la pared celular se colapsa y la absorción de agua disminuye. Este aumento inicial del WAI al aumentar el tiempo de cocinado/temperatura, hasta un WAI máximo, seguido de una reducción del WAI al aumentar adicionalmente el tiempo de cocinado, se corresponde al menos en parte con la relación funcional entre la viscosidad de la pasta del material que contiene almidón que es cocinado y la temperatura de cocinado.

La introducción de una segunda fuente de energía al secado en tambor tal como el calentamiento por infrarrojos produce una reducción significativa del tiempo de residencia del puré de patata en el tambor. Esto produce menos daño a las células de patata, lo que representa menos expansión celular y menor ruptura, lo que también produce copos con menor índice de absorción de agua. En los copos de patata fabricados reduciendo significativamente el tiempo de cocinado de las patatas sin pelar se puede reducir el índice de absorción de agua debido a niveles inferiores de gelatinización de almidón y de expansión de las células de patata. El índice de absorción de agua de los copos de patata deshidratados también puede ser modificado añadiendo materiales con una absorción de agua significativamente inferior a la del puré de patata antes del secado tal como almidón de trigo nativo. La absorción de agua de los copos también puede verse afectada por el WAI específico de los materiales utilizados como agentes cofloculantes. La adición de almidón de trigo puede producir una reducción del WAI de los copos resultantes.

En el proceso de preparación de las patatas fritas acabadas, se cree que el WAI está relacionado con el nivel de aceite que será absorbido en el producto final durante el proceso de fritura y con la expansión del producto durante la fritura. También se cree que está relacionado con la reducción de la absorción de grasa de las patatas fritas de mayor contenido de sólidos.

Los copos de patata deshidratados de la presente invención pueden tener un índice de absorción de agua (WAI) de aproximadamente 7,5 a aproximadamente 11, preferiblemente de aproximadamente 7,7 a aproximadamente 10; y aún más preferiblemente de aproximadamente 8 a aproximadamente 9.

Porcentaje de amilosa libre

Los copos de patata deshidratados producidos según la presente invención también preferiblemente comprenden al menos 14%, más preferiblemente al menos 18%, y aún más preferiblemente al menos 20%, de amilosa libre. El porcentaje de amilosa libre es una medida del almidón libre en el copo de patata. El nivel de amilosa libre en los copos de patata deshidratados acabados es controlado por el grado de cocinado de las patatas y la formación de complejos de la amilosa libre con monoglicéridos antes del secado, así como del triturado. Asimismo, puede aumentarse el nivel de amilosa libre añadiendo un almidón con elevado contenido de amilosa durante el proceso de formación de copos (por ejemplo almidón de trigo, almidón de maíz modificado, almidón de arroz, almidón de guisante). Si se agrega el almidón al puré durante el procesamiento, los copos deshidratados pueden comprender de aproximadamente 14% a aproximadamente 30%, más especialmente de aproximadamente 19% a aproximadamente 26% y aún más especialmente de aproximadamente 20% a aproximadamente 24%, de amilosa libre.

El calentamiento por infrarrojos junto con el secado en tambor reduce el nivel de amilosa libre en los copos acabados al producirse un menor nivel de expansión celular y ruptura celular.

En la fabricación de aperitivos acabados, especialmente para productos laminados, el porcentaje de amilosa libre es muy importante para garantizar una buena laminibilidad y una procesabilidad a alta velocidad de la masa. A menudo se produce un bajo nivel de amilosa libre en la masa en presencia de poros. Por tanto, en la fabricación de aperitivos acabados es deseable un elevado nivel de amilosa libre. Sin embargo, cuando se reduce el nivel de ruptura celular debido a una reducción del tiempo de cocinado o del tiempo de residencia durante el secado (p. ej., cuando se utiliza calentamiento por infrarrojos), el nivel de amilosa libre tiende a bajar. Por tanto, un método según un aspecto de la presente invención combina el cocinado reducido y el secado por infrarrojos con la adición de diferentes fuentes de amilosa libre al puré húmedo. La adición de amilosa libre es especialmente importante en la fabricación de gránulos, donde el nivel de almidón soluble puede ser muy bajo.

También puede ser deseable añadir al puré húmedo un aditivo o ingrediente con un contenido relativamente elevado de amilopectina. Por ejemplo, puede añadirse un almidón de maíz céreo para aumentar el contenido de amilopectina del puré, lo que puede causar una mayor absorción de agua y una expansión de las patatas fritas acabadas si el almidón es pregelatinizado. Otras texturas diferentes pueden ser generadas añadiendo al puré húmedo almidones céreos, almidones modificados, almidones reticulados, almidones sustituidos, almidones instantáneos, y combinaciones de los mismos.

\newpage

Pueden utilizarse niveles elevados de flóculos o gránulos en la masa para fabricar patatas fritas acabadas incorporando almidón adicional que produce una expansión de la masa durante la fritura y aumenta la cohesividad de la masa en patatas fritas extruidas. Puede añadirse al puré un aditivo con elevado contenido de amilopectina, especialmente almidón céreo, para mejorar la extrusión de la masa. Normalmente, las patatas deshidratadas no son una materia prima especialmente preferida para la extrusión. Sin embargo, al añadir un almidón céreo o almidones modificados al puré de patata, se cree que las patatas deshidratadas finales pueden tener mejores niveles de resistencia a la cizalla, temperatura y presión, de manera que puede obtenerse una masa cohesiva y una buena expansión del producto.

Porcentaje de células rotas de patata

Las células de patata se definen como las bolsas individuales rodeadas de material celulósico que contienen no sólo amilopectina y amilosa sino también los precursores de sabor hidrosolubles así como nutrientes, minerales, lípidos, proteínas, y combinaciones de los mismos.

En los materiales que contienen almidón tales como las patatas, durante el cocinado del almidón las células se expanden, aumentando de tamaño de acuerdo con la capacidad de hinchamiento del almidón (dependiendo del porcentaje de sólidos de las patatas, la variedad de la patata, la antigüedad, etc). En la operación de formación de copos, el principal objetivo es deshidratar las patatas sin causar un daño significativo a la calidad de los productos, es decir, produciendo una separación celular y un daño celular mínimos. La teoría convencional es que las patatas necesitan ser completamente cocinadas (con el almidón completamente gelatinizado) y que las patatas necesitan ser blanqueadas para obtener un producto de calidad e impedir un excesivo empardecimiento. La presente invención obtiene copos de patata de alta calidad sin gelatinizar completamente el almidón, dejando la fracción no gelatinizada para que se gelatinice en las etapas posteriores del proceso (fritura, horneado, extrusión, etc.) y proporciona copos con un color más claro sin necesidad de un blanqueo adicional de la patata.

Existen varios parámetros que se miden en la morfología de las células de patata mediante un microscopio óptico e incluyen porcentaje de células rotas, expansión celular y separación celular.

La separación celular es la distancia entre las células durante la hidratación, el hinchamiento y la gelatinización del almidón. La separación celular varía (aumenta) durante el cocinado. La ruptura celular se produce debido al perfil de tiempo y temperatura durante el cocinado y secado, así como la cizalla aplicada al puré de patata durante el secado y triturado. El triturado daña gravemente las células de patata. Al controlar el método, las condiciones y el nivel del triturado puede reducirse significativamente el nivel de células rotas. Esto tendrá como resultado una textura más densa del aperitivo acabado, similar a la de los aperitivos fritos convencionales (tales como patatas fritas en rodajas). Cuando las células de patata se rompen, la amilosa libre escapa de la célula, aumentando la adhesión del puré. La excesiva adhesión se compensa añadiendo monoglicéridos para formar complejos con parte de la amilosa libre. En la presente invención, las células de patata se cocinan sólo hasta que se produce una separación celular parcial, una expansión celular específica y un nivel mínimo de células rotas.

El porcentaje de células rotas se determina con el microscopio óptico y es una indicación del grado de cocinado y de daño en el almidón producido durante el aplastado, colado, troceado y/o triturado. Un gran número de células rotas indica unas condiciones de procesamiento inadecuadas, tales como cocinado excesivo, sobrecalentamiento durante el secado o uso de una cizalla excesiva y/o reducción del tamaño de partículas de las patatas utilizando un aparato que aplica demasiada cizalla, (por ejemplo una trituradora de martillos), entre otros. Los copos de patata deshidratados producidos mediante la práctica de la presente invención comprenden menos de aproximadamente 70% de células rotas, preferiblemente menos de aproximadamente 40% de células rotas, más preferiblemente menos de aproximadamente 30% de células rotas, incluso más preferiblemente menos de aproximadamente 25% y aún más preferiblemente menos de aproximadamente 20% de células rotas. El nivel de células rotas se reduce de forma sorprendente cuando se incorpora almidón al puré y cuando el puré es secado utilizando calentamiento por infrarrojos y secado en tambor.

Las Figuras 4A y 4B se utilizan como referencia para comparar e ilustrar el método y medir e identificar las células rotas. Estas fotomicrografías (de una imagen de microscopio óptico con un aumento de 80x) muestran muestras de copos de patata con diferentes niveles de células rotas. Las flechas en la foto muestran una célula rota. La Figura 4A presenta una muestra con menos de 50% de células rotas. La Figura 4B presenta una muestra con más de 50% de células rotas.

La Figura 4C es una imagen de microscopio óptico, también con un aumento de 80x, que muestra aproximadamente 50% de células rotas en copos fabricados utilizando el proceso de preparación de copos de patata convencional.

La Figura 5 es una fotomicrografía de una imagen de microscopio óptico que presenta una muestra de copos de patata fabricados según una realización de la presente invención, en donde los copos de patata se secan con secado por infrarrojos y en tambor. El nivel de las células rotas es menos de 20%.

La Figura 6 es una fotomicrografía de una imagen de microscopio óptico de células de copo de patata realizada con patatas enteras, cocinado reducido y secado por infrarrojos y en tambor. El nivel de células rotas es aproximadamente de 25%. Este nivel de células rotas podría deberse al efecto cizalla en el puré de patata por la presencia de trozos no gelatinizados.

La Figura 7 es una fotomicrografía de una imagen de microscopio óptico de células de copo de patata donde los copos se han fabricado haciendo un cocinado reducido de las patatas durante no más de 15 minutos con vapor (en rodajas, parcialmente peladas) para formar un puré, añadiendo almidón de trigo al puré y después secando el puré con una combinación de calentamiento por infrarrojos y secado en tambor. El nivel de células rotas es de aproximadamente 10%. La presencia de almidón de trigo gelatinizado resulta evidente alrededor de las células.

Área de poro total

El volumen de poros y los datos de penetración se miden utilizando el porosímetro de mercurio Micromeritics PoreSizer 9320, Micromeritics, Norcross, GA. La muestra se coloca en el porosímetro y se baña en mercurio. Se aumenta gradualmente la presión hasta 206,8 MPa (30.000 psia) y el mercurio penetra entre las partículas y en los poros. Se controla la penetración, que se utiliza para calcular los resultados. Las ecuaciones para el volumen de poros y el área de poro utilizadas en el cálculo son las siguientes:

Volumen = \pid^{2}/4 * l es el volumen de un cilindro, donde d es el diámetro del poro y L es la longitud del poro. Se asume que L= d, en cuyo caso el volumen es igual a \pid^{3}/4.

Área de la pared del poro = \pid * L ignorando las superficies superior e inferior del poro.

En la Tabla 2 siguiente se muestra que el secado por infrarrojos ("IR") junto con el secado en tambor de acuerdo con la presente invención reduce el área de poro total de los copos con respecto a los copos secados utilizando métodos convencionales. La adición de almidón de trigo al puré de patata antes del secado con IR y secado en tambor proporciona un área de poro que es inferior a la de los copos secados de forma convencional, pero que es superior a la de los copos obtenidos sin adición de almidón de trigo ni secado IR/tambor. La Tabla 2 también muestra una reducción de la densidad aparente en las muestras secadas con IR/tambor según la presente invención, con respecto a la densidad aparente de los copos secados de forma convencional.

TABLA 2 Área de poro total de los copos de patata

2

Los copos deshidratados producidos mediante secado por infrarrojos y en tambor según la presente invención pueden tener un área de poro total de menos de aproximadamente 4 m^{2}/g y en una realización de aproximadamente 3 m^{2}/g a aproximadamente 3,8 m^{2}/g. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que reduciendo el tiempo de residencia del puré de patata sobre la superficie del tambor se reduce el tamaño de poro, lo que puede estar relacionado con un nivel inferior de células rotas. Se cree que cuando las células de patata se rompen, la amilopectina ya gelatinizada, y por tanto hinchada, es liberada de la célula para absorber agua y reducir la movilidad del agua y de la amilosa. Esto puede dar lugar a un aumento del tamaño de poro y a un aumento del espesor de las lámina de patata secadas. También, al reducir el nivel de células rotas, la amilopectina está contenida y no absorbe cantidades excesivas de agua, lo que puede dar lugar a que del tambor del secador salga una lámina de material de patata más delgada.

Humedad

Los copos de patata deshidratados comprenden de aproximadamente 5% a aproximadamente 14%, preferiblemente de aproximadamente 5% a aproximadamente 12%, más preferiblemente de aproximadamente 6% a aproximadamente 9%, y aún más preferiblemente de aproximadamente 7% a aproximadamente 8%, de humedad. El contenido de humedad de los copos de patata acabados es uno de los parámetros para controlar la retención de vitamina C (así como de otros nutrientes). Cuanto mayor sea el contenido de humedad de los copos, mayor será el contenido de vitamina C. Sin embargo, cuando el contenido de humedad es elevado, la estabilidad de los copos se deteriora debido al crecimiento de moho y/o a reacciones oxidativas.

Color

Existen cuatro tipos de reacciones de empardecimiento en los alimentos: reacción de Maillard, caramelización, oxidación del ácido ascórbico y empardecimiento por fenolasas. Los tres primeros tipos no son enzimáticos (a veces la oxidación del ácido ascórbico es catalizada por enzimas). Las frutas y verduras deshidratadas están sometidas a los tres tipos de empardecimiento en estado de materia prima, durante el procesamiento o durante el almacenamiento. El empardecimiento enzimático se produce en la superficie cortada de frutas y verduras de color claro, tales como manzanas, patatas, etc. La exposición de la superficie de la patata cortada al aire hace que se produzca un rápido empardecimiento debido a la oxidación enzimática de los fenoles a ortoquinonas que, a su vez, se polimerizan para formar pigmentos o melaninas de empardecimiento. Las enzimas que catalizan estas reacciones son: fenolasas, polifenol oxidasas, tirosinasas o catecolasas. La tirosina es un sustrato principal para ciertas fenolasas en la mayoría de los tejidos de plantas al igual que el ácido clorogénico (O. Fennema, 1985). Los cambios bioquímicos que se producen durante el almacenamiento también dan lugar al desarrollo de malos sabores y olores así como a la decoloración del producto.

Otra ventaja de la presente invención es que produce un material deshidratado que tiene mejor color. Se cree que esto se debe no sólo a la desactivación de las enzimas responsables del empardecimiento enzimático (polifenol oxidasa o fenolasa), sino que también se cree que el proceso reduce las reacciones de empardecimiento no enzimático, que es la reacción entre aminoácidos y azúcares reductores (reacción de Maillard). La reacción de Maillard es también responsable de los cambios de color en los copos deshidratados. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que el mejor color de los copos de la presente invención se debe, al menos en parte, a la reducción del tiempo de residencia de los procesos mejorados de la presente invención. El control de la reacción de Maillard es importante en el proceso de preparar los aperitivos acabados mediante horneado, secado o fritura. Pueden preferirse los materiales que contienen almidones con menos de aproximadamente 4%, preferiblemente menos de aproximadamente 3%, y más preferiblemente menos de aproximadamente 2%, de azúcares reductores. Por ejemplo, las patatas de azúcares poco reductores (es decir <1,5%) son preferidas para los aperitivos fritos ya que se producen menos reacciones de empardecimiento durante la fritura.

En las muestras de copos pueden analizarse los cambios de color tanto en el ingrediente seco (colorímetro de Hunter) como en los componentes solubles (fotometría).

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 3 Valores "a", "b" y "L" del colorímetro de Hunter para copos de patata

3

4

*Cocinado de control = vapor 40 min/ rodajas de 1,27 cm (½'')

\vskip1.000000\baselineskip

Los copos de patata deshidratados producidos según la presente invención son de forma típica más claros de color que los copos de patata producidos por procesos convencionales de formación de copos. La claridad de color se determina utilizando el colorímetro de Hunter de HunterLab, Reston, VA. Este instrumento simula la percepción de color del ojo humano. "L", "a", "b" son las coordenadas en un plano de color. La escala "L" va de negro a blanco, la de "a" de verde a rojo y la de "b" de azul a amarillo. Los copos de patata que comprenden almidón tendrán generalmente un valor "L" superior y valores "a" y "b" inferiores a los copos de patata producidos utilizando métodos convencionales.

De forma típica los copos de patata producidos por la presente invención tienen un valor "L" superior a aproximadamente 78 de Hunter, un valor "a" inferior a 0 de Hunter y un valor "b" inferior a 21 de Hunter, de acuerdo con las medidas realizadas con un colorímetro de Hunter según el procedimiento que se describe más adelante. Los copos de la presente invención preferiblemente comprenden un valor "L" de Hunter de aproximadamente 79 a aproximadamente 86, preferiblemente de aproximadamente 80 a aproximadamente 85, y más preferiblemente de aproximadamente 81 a aproximadamente 83. Los copos de patata preparados según la presente invención comprenden un valor "a" de Hunter de aproximadamente -1 a aproximadamente -3, preferiblemente de aproximadamente -1,3 a aproximadamente -2,7 y más preferiblemente de aproximadamente -1,6 a aproximadamente -2,5. Los copos producidos por el proceso de la presente invención además comprenden un valor "b" de Hunter en el intervalo de aproximadamente 13,8 a aproximadamente 21, preferiblemente de aproximadamente 17 a aproximadamente 19, más preferiblemente de aproximadamente 16,5 a aproximadamente 17,5. La Figura 8 muestra la lectura de color utilizando la escala de color de Hunter para copos fabricados utilizando diferentes procesos.

La Tabla 3 muestra los valores de lectura de color para copos fabricados utilizando diferentes condiciones de proceso.

Los copos de la presente invención también pueden ser analizados midiendo las características de absorción de componentes solubles de los copos. Un escaneado de la absorbencia de los copos según la presente invención incluye un pico en el intervalo de 260-280 nm, que es el intervalo típico para proteínas. La tirosina es uno de los aminoácidos libres de las patatas responsable del oscurecimiento de la pulpa de la patata, la denominada decoloración enzimática. Entre los aminoácidos naturales de las proteínas, el triptófano, la tirosina y la fenilalanina absorben luz ultravioleta y tienen una absorbencia máxima a 278, 274,5, y 260 nm, respectivamente. Los copos realizados según la presente invención, incluyendo los copos realizados con calentamiento IR y cofloculación con almidón de trigo, presentan una menor absorbencia que los copos convencionales.

Los copos de patata de la presente invención pueden tener un índice de absorbencia relativa que es inferior al de los copos convencionales. El índice de absorbencia relativa (RAI) se define como:

índice de absorbencia relativa = As/0,042, en donde As es la absorbencia de la muestra medida a 265 nm.

\newpage

Los copos de patata de la presente invención pueden tener un índice de absorbencia relativa de menos de 2, más especialmente de menos de 1,5 y en una o más realizaciones de menos de 1,25. La Figura 10 muestra la absorbencia relativa de los copos de referencia y de los nuevos copos. La Tabla 4 muestra los valores RAI para los copos convencionales y para los copos realizados según los procesos de la presente invención.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 4 Valores del índice de absorbencia relativa de copos de patata producidos con diferentes métodos

5

\vskip1.000000\baselineskip

Firmeza del puré de patata (patatas cocinadas)

La firmeza del puré de patata se define como la fuerza necesaria para volver a extruir las patatas cocinadas de la parte superior del recipiente hasta el 75% del volumen del recipiente. Esto es una medida indirecta de la viscosidad de las patatas cocinadas. La firmeza del puré de patata puede verse afectada no sólo por la variedad de patata, los sólidos de patata y la antigüedad o las condiciones de almacenamiento sino también por las condiciones del proceso tales como el tiempo de residencia y la presión en el cocedor, y también por los materiales cofloculantes añadidos al puré.

La firmeza (entre otros parámetros reológicos) de las patatas cocinadas puede afectar a la operación de secado en el tambor. La firmeza de la patata aumenta al reducir el tiempo de cocinado, lo que puede deberse al limitado ablandamiento del material celulósico y/o a la hidrólisis parcial de la protopectina y la gelatinización parcial del almidón. Normalmente, en una operación de secado en tambor convencional, es difícil procesar trozos de patata relativamente firmes en copos de patata deshidratados sin que se produzcan problemas de operación. Por ejemplo, puede ser difícil distribuir de forma uniforme un material de patata relativamente firme en el tambor con los rodillos del aplicador. También, los trozos de patata relativamente crudos y firmes pueden no adherirse a la superficie del tambor y caer a los rodillos del aplicador colocados en el fondo del secador de tambor. Esto puede causar una distribución no uniforme de las patatas cocinadas sobre la superficie del tambor, lo que reduce significativamente la velocidad de producción.

Según la presente invención, las patatas pueden estar sometidas a un cocinado reducido (y por tanto se encuentran relativamente firmes), seguido de la aplicación de un agente cofloculante tal como almidón de trigo a dichas patatas relativamente firmes. La adición del agente cofloculante reduce la firmeza del puré de patata. Por ejemplo, la adición de 10% de almidón de trigo puede proporcionar una reducción de la firmeza del puré de patata de aproximadamente 50%, de aproximadamente 17,65 N (1,800 gf) a aproximadamente 8,43 N (860 gf) (medido utilizando un disco de compresión de 35 mm; si se utiliza un disco de 45 mm, el valor de firmeza medido cae de aproximadamente 12.400 a aproximadamente 72,9 N (7.434 gf)). Por tanto, puede obtenerse una reducción de la firmeza del puré de patata evitando al mismo tiempo los inconvenientes de un cocinado excesivo o no uniforme del material de patata. Según la presente invención, el material de patata puede ser sometido a un cocinado reducido junto con la adición de almidón de trigo para proporcionar un puré de patata que tenga una firmeza de aproximadamente 6,86 N (700 gf) a 17,65 N (1800 gf), más especialmente de aproximadamente 7,85 N (800 gf) a aproximadamente 11,77 N (1200 gf) (medido utilizando un disco de compresión de 35 mm; si se utiliza un disco de 45 mm, el valor de firmeza medido es de aproximadamente 49,0 N (5.000 gf) a aproximadamente 156,9 N (16.000 gf)).

Espesor de la lámina

El espesor de lámina es función no sólo de la velocidad del tambor, la presión de vapor del secador de tambor, el tiempo de cocinado y los sólidos de patata sino también de la presencia de otros materiales añadidos al puré. La adición de 15% de almidón de trigo puede afectar fuertemente al espesor de la lámina que sale del secador de tambor. La adición del calentamiento por infrarrojos a la superficie exterior del puré de patata en el tambor puede también reducir el espesor de la lámina, especialmente a temperaturas superiores del panel IR, reduciendo el tiempo de residencia de la lámina en el tambor para un contenido de humedad objetivo. Según el método de la presente invención, el espesor de lámina en el tambor es de aproximadamente 0,013 cm (0,005 pulgadas) a aproximadamente 0,05 cm (0,02 pulgadas).

Vitamina C

Las patatas son una fuente rica de vitamina C y pueden incluir dos tipos de vitamina C: ácido L-ascórbico y ácido deshidroascórbico. La cantidad total de los dos ácidos en tubérculos de patata es de 1 a 54 mg/100 g, con mayor frecuencia de aproximadamente 10 a 25 mg/100 g.

El nivel de vitamina C presente en los copos de patata depende del nivel de vitamina C presente en la patata fresca que, a su vez, depende de la variedad de patata, las condiciones de cultivo y las condiciones de almacenamiento. La retención de vitamina C en los copos de patata también se ve afectada por las condiciones del proceso (pelado, cocinado, secado, triturado), el contenido de humedad final de los copos de patata deshidratados y las condiciones de almacenamiento. hasta que son utilizados como materias primas para otro producto.

Los copos de patata producidos por los procesos de la presente invención retienen más vitamina C de la patata fresca que los copos de patata producidos por métodos convencionales. Se cree que esto se debe a la reducción del tiempo de cocinado y a la reducción del tiempo de residencia durante el secado en tambor. Los copos de patata deshidratados preparados según la presente invención pueden tener de aproximadamente 3 mg de vitamina C/100 mg de sólidos de patata a aproximadamente 30 mg de vitamina C /100 mg de sólidos de patata. Los copos de patata deshidratados según la presente invención pueden tener una tasa de retención de vitamina C media de al menos aproximadamente 7%, y en una realización al menos aproximadamente 15%, con respecto a la vitamina C inicialmente presente en el material de patata a partir del cual se han formado los copos de patata. La tasa de retención de vitamina C media se determina promediando el porcentaje de retención de vitamina C para tres o más muestras de copos deshidratados. El porcentaje de retención (% retención) es 100 veces la relación entre la cantidad de vitamina C (mg/100 gramos de sólidos de patata) en la muestra de copos deshidratados y la cantidad de vitamina C en la patata cruda a partir de la cual se forman los copos.

La Figura 10 muestra la concentración de vitamina C de copos de patata en función del tiempo de cocinado. La Tabla 4 muestra el nivel de vitamina C para material de patata cruda (32 mg/100 gramos) así como el % de retención para los copos deshidratados fabricados por tres procesos diferentes: 1) procesamiento convencional con secado en tambor; 2) procesamiento en donde el puré de patata se seca utilizando una combinación de secado por infrarrojos y en tambor según la presente invención; y 3) procesamiento en el que el material de patata es sometido a un cocinado reducido según la presente invención, seguido de secado utilizando una combinación de secado por infrarrojos y en tambor según la presente invención. Con respecto a la Tabla 4, la tasa de retención de vitamina C media para los copos secados de forma convencional es del 4,8% basada en 7 muestras (n=7); la media para los copos secados mediante IR basada en 3 muestra es de 15,9%, y la media para los copos con cocinado reducido y secado por IR basada en 5 muestras es de 7,9%.

TABLA 4 Retención de vitamina C (%)

6

Contenido de aminoácidos

Las etapas de cocinado y de secado del procesamiento de las patatas generalmente presentan tensiones térmicas y mecánicas significativas a la que se ven sometidas las patatas. Una manera de determinar indirectamente el nivel de deterioro de la calidad es medir los cambios en la composición. Cuando los aminoácido participan en la reacción de empardecimiento de Maillard, estos se pierden desde un punto de vista nutricional. Esto es especialmente importante para la lisina y los aminoácidos básicos tales como L-arginina y L-histidina. Normalmente, si un alimento ha sufrido el empardecimiento de Maillard es que se ha producido cierta pérdida de aminoácidos y de valor nutritivo. Otra vía que implica la pérdida de aminoácidos esenciales se conoce como la degradación de Strecker, que implica la interacción de compuestos de \alpha-dicarbonilo y \alpha-aminoácidos. Los compuestos volátiles formados durante la reacción de degradación de Strecker incluyen la fragmentación de aldehídos, piracinas y azúcar, que contribuye al sabor y al aroma de los productos deshidratados y del producto acabado frito.

Los copos de patata deshidratados de la presente invención pueden presentar niveles totales superiores de la mayoría de los aminoácidos que los copos fabricados mediante procesos convencionales. En la Tabla 5 se compara la composición total de aminoácidos de los copos de patata deshidratados realizados según la presente invención (copos analizados) con la composición total de aminoácidos de una muestra de referencia realizada mediante procesos convencionales.

TABLA 5 Comparación del contenido total de aminoácidos

7

En la Tabla 5, los copos de referencia y los copos analizados indicados en el Ejemplo A se prepararon con las patatas seleccionadas del mismo lote. De forma análoga, los copos indicados en el Ejemplo B se prepararon con las patatas seleccionadas del mismo lote.

Contenido de aminoácido libre

Más de dos tercios del nitrógeno no proteico de las patatas está presente como aminoácido libre. El ácido aspártico, el ácido glutámico y la valina comprenden más de 50% del contenido total de aminoácidos libres. Los niveles de aminoácido libre de las patatas varían dependiendo de la variedad de patata y las condiciones ambientales, y más tarde de las condiciones del proceso. Los aminoácidos libres (es decir ácido glutámico, metionina, leucina, isoleucina, etc) afectan al sabor y a la calidad del producto deshidratado. Por ejemplo, la tirosina es oxidada por la oxidasa polifenólica y hace cambiar su color, produciendo un oscurecimiento de la pulpa de la patata. Los productos de oxidación de la tirosina (melaninas) son responsables de la decoloración de las patatas.

Estos aminoácidos libres puede reaccionar con azúcares reductores produciendo reacciones de sabor. Algunas de las reacciones producen un sabor positivo mientras que otras son responsable de sabores procesados (por ejemplo, no deseables).

Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que los niveles más elevados de aminoácido libre en los copos fabricados por la presente invención, con respecto a los preparados por procesos convencionales, indican una menor tasa de reacciones de degradación (reacción de aldehído de Strecker) en el procesamiento de la presente invención, y esta menor tasa se cree que se debe a la reducción del tiempo de residencia en el cocinado y secado según la presente invención. La adición al puré de patata de aminoácidos específicos tales como metionina aumentará el nivel de metionina libre, de manera que puede percibirse una mayor intensidad de sabor a patata en las patatas fritas acabadas después de la fritura.

Compuestos volátiles generados por calor

Los tubérculos de patata contienen muchos compuestos volátiles; aldehídos, alcoholes, ésteres, compuestos orgánicos de azufre y otros. Las patatas crudas contienen acetaldehído, propionaldehído, butiraldehído, metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, pentanol, octanol, acetona, butanona, heptanona, ésteres de ácido graso y otros compuestos volátiles generados por calor. Los copos de patata producidos mediante la práctica de la presente invención tienen prácticamente menos compuestos volátiles generados por calor que los copos convencionales. Se puede utilizar la cromatografía de gases y la espectrometría de masas para comparar los copos producidos convencionalmente y los copos producidos por los métodos de la presente invención.

Los copos de la presente invención presentan niveles especialmente bajos o nulos de los siguientes compuestos: metilbutanales, dimetildisulfuro, dimetiltrisulfuro, metional, fenilacetaldehído y etil piracina. Estos compuestos son responsables de algunas de las reacciones de sabor y empardecimiento resultantes del procesamiento. Estas diferencias de composición observadas en los copos de la presente invención pueden ser descritas mediante el concepto de "prueba evidente". El concepto de "prueba evidente" se refiere a la composición de los compuestos volátiles de los copos, que es una medida indirecta de la concentración de los precursores de sabor iniciales en las patatas así como una medida indirecta de la pérdida de precursores debida a la intensidad del proceso así como al nivel de reacciones de empardecimiento producidas en el proceso. Cuanto menor es la composición de compuestos volátiles en los copos, mayor es la composición de sabor del producto o aperitivo acabado.

En la Tabla 6 siguiente se resumen los niveles relativos de compuestos de sabor, en términos de relación de reducción, para los copos convencionales y los copos de patata de esta invención utilizando una técnica de purgado y trampa modificada con cromatografía de gases y espectrometría de masas. En la Tabla 6 se observa que los copos de patata de esta invención presentan una reducción de estos compuestos de sabor procesados con respecto a los copos convencionales. Los copos de la presente invención tienen una relación de reducción superior a aproximadamente 2, preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 40, más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 10, para los compuestos 3-metil-butanal, 2-metil-butanal, di-metil-disulfuro, di-metil-trisulfuro, metional y fenilacetaldehído; y superior a aproximadamente 2, preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 50, y más preferiblemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 20, para la etil piracina. Los purés de patatas preparados con los
copos de la presente invención presentan un sabor más puro y más sabor a patata que los copos convencionales.

En la Tabla 6, la muestra Q se refiere a copos según la presente invención fabricados cocinando 0,64 cm (1/4 pulgadas) de patatas parcialmente peladas en rodajas en vapor durante 15 minutos, añadiendo 10% de almidón de trigo al puré de patata y secando con calor por infrarrojos (182ºC (360ºF)) junto con el secado en tambor.

La muestra BB se refiere a copos según la presente invención fabricados cocinando patatas enteras sin pelar en agua hirviendo durante 25 minutos, sin añadir almidón de trigo y secando con calor por infrarrojos (510ºC (950ºFahrenheit)) junto con secado en tambor.

La muestra V se refiere a copos según la presente invención fabricados cocinando patatas en rodajas peladas de 1,27 cm (1/2 pulgadas) con vapor durante 40 minutos, sin añadir almidón de trigo y secando con calor por infrarrojos (510ºC (950ºF)) junto con secado en tambor.

TABLA 6 Relaciones de reducción de las muestras Q, BB, y V - Comparación de niveles relativos de compuestos de sabor volátiles seleccionados en productos de patata deshidratados (reducción con respecto a los productos proce-sados de forma convencional calculada como la relación entre las áreas del pico del compuesto de sabor para el ion seleccionado en el producto convencional y las de los productos de la invención; esta rela-ción recibe el nombre de "relación de reducción")

9

La Tabla 7 presenta análisis cuantitativos de compuestos volátiles generados por calor para copos convencionales y para la muestra Q' de la presente invención. La muestra Q' se refiere a copos equivalentes a los de la muestra Q anterior, pero de un lote diferente. Los copos de la presente invención pueden comprender hasta aproximadamente 0,3 ppm, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,3 ppm, de 2-metilpiracina. Los copos de la presente invención también pueden comprender menos de aproximadamente 0,12 ppm, preferiblemente menos de aproximadamente 0,06, y más preferiblemente menos de aproximadamente 0,04 ppm, de 2,5-dimetilpiracina y hasta aproximadamente 2,7 ppm, preferiblemente hasta aproximadamente 1,5 ppm y más preferiblemente hasta aproximadamente 0,6 ppm, de fenilacetaldehído. Los copos de la presente invención también pueden comprender hasta aproximadamente 0,3 ppm, preferiblemente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 0,3 ppm, de metional.

TABLA 7 Análisis cuantitativo (concentración en ppm) de compuestos volátiles de copos de patata de referencia y de nuevos copos

11

Resistencia laminar

La resistencia laminar es una medida de la laminibilidad de la masa. Cuanto mayor es la resistencia laminar, más cohesiva y elástica es la masa. Las composiciones de masa que contienen copos de patata y que se preparan añadiendo almidón de trigo según la presente invención presentan una resistencia laminar prácticamente mejorada con respecto a las masas preparadas con gránulos de patata convencionales. La resistencia laminar es una medida de la fuerza necesaria para romper un trozo de masa. La resistencia laminar está relacionada con la cohesividad de la masa y la capacidad de la masa para evitar la aparición de oclusiones y/o la rupturas durante las etapas de elaboración posteriores.

La resistencia laminar de la masa de la presente invención aumenta al aumentar la cantidad de energía aplicada durante la etapa de preparación de la masa. Los factores que pueden afectar a la cantidad de energía incluyen, aunque no de forma limitativa, las condiciones de mezclado, la formación de la lámina de masa y la cantidad de amilosa libre que se puede medir. Los copos de patata de esta invención producidos con cocinado reducido y/o calentamiento por infrarrojos mostraron menor resistencia laminar, debido al menor nivel de amilosa libre, y menor ruptura celular. Al añadir almidón de trigo al puré de patata de acuerdo con la presente invención se aumenta el nivel de amilosa libre. La combinación de menor cocinado, adición de almidón de trigo y secado por infrarrojos junto con el secado en tambor proporciona una masa que es laminable y que no presenta una excesiva ruptura celular. Las masas realizadas con copos de la presente invención tienen una resistencia laminar de aproximadamente 0,78 N (80 gf) a aproximadamente 4,41 N (450 gf), preferiblemente de aproximadamente 1,08 N (110 gf) a aproximadamente 2,35 N (240 gf), y más preferiblemente de aproximadamente 1,37 N (140 gf) a aproximadamente 2,16 N (220 gf).

Preparación de la masa

Las composiciones de masa de la presente invención pueden prepararse mediante cualquier método adecuado de conformación de masas laminables. De forma típica, se prepara una masa suelta y seca mezclando cuidadosamente los copos, flóculos o gránulos y otros materiales a base de almidón y opcionalmente un emulsionante y una combinación de sacarosa-ácido graso-poliéster. Se mezcla aparte una mezcla previa acuosa de saborizante (opcional), almidones hidrolizados, sacarosa y/o sal para obtener los niveles anteriormente definidos de almidón hidrolizado y agua. A continuación, se añade la mezcla previa acuosa a la mezcla de material a base de almidón y la mezcla de emulsionante. Los dispositivos preferidos para mezclar entre sí los ingredientes de la masa son mezcladores convencionales. Se utilizan mezcladores Hobart® para mezclado discontinuo y se pueden utilizar mezcladores Turbolizer® para el mezclado continuo. No obstante, también pueden utilizarse extrusores para mezclar la masa y para conformar las láminas o trozos conformados.

Una vez preparada la masa, esta se trabaja para obtener una lámina delgada relativamente plana. Para ello puede utilizarse cualquier método adecuado de conformación de dichas láminas a partir de masas a base de almidón. Por ejemplo, la lámina puede pasarse entre dos rodillos cilíndricos que giran en sentido contrario uno de otro para obtener una lámina uniforme, relativamente delgada de material de masa. Puede utilizarse cualquier equipo convencional de laminación, amasado y medición. Los rodillos de laminación deberían ser calentados a una temperatura de aproximadamente 32ºC (90ºF) a aproximadamente 57ºC (135ºF). En una realización preferida los rodillos de laminación se mantienen a dos temperaturas diferentes, estando el rodillo anterior más frío que el rodillo posterior. La masa también puede ser preparada por extrusión.

Las composiciones de masa de la presente invención se forman habitualmente en una lámina que tiene un espesor de aproximadamente 0,038 cm (aproximadamente 0,015 pulgadas) a aproximadamente 0,25 cm (aproximadamente 0,10 pulgadas), y preferiblemente con un espesor de aproximadamente 0,013 cm (aproximadamente 0,05 pulgadas) a aproximadamente 0,025 cm (aproximadamente 0,10 pulgadas), y con máxima preferencia de aproximadamente 1,65 mm (0,065 pulgadas) a aproximadamente 2,03 mm (0,080 pulgadas). Para patatas chip estriadas (onduladas), el espesor preferido es de aproximadamente 1,9 mm (0,75 pulgadas). A continuación se conforma la lámina de masa en trozos de aperitivo de tamaño y forma predeterminados. Los trozos de aperitivo pueden conformarse utilizando cualquier equipamiento adecuado de troquelado o corte. Los trozos de aperitivo pueden conformarse en una diversidad de formas. Por ejemplo, los trozos de aperitivo pueden tener forma de óvalo, cuadrado, círculo, corbata de pajarita, rueda estrellada o rueda de espigas. Los trozos pueden tener indentaciones para preparar patatas fritas estriadas como se describe en las patentes PCT WO 95/07610, concedida a Dawes y col. el 25 de enero de 1996, incorporada como referencia. En la patentes US-5.464.642, concedida el 7 de noviembre desde 1995 en nombre de Villagran y col. e incorporada como referencia en la presente memoria, se describe un proceso para fabricar aperitivos fritos bajos en grasa. Una vez conformados los trozos de aperitivo se cocinan hasta un punto crujiente.

De acuerdo con la presente invención, la preparación de la masa puede incluir la adición de almidón de trigo, grano grueso molido de maíz, arroz, almidones modificados o combinaciones de los mismos. Las masas realizadas con los copos de la presente invención pueden no requerir tanto emulsionante y agua como los necesarios de forma típica para formar una lámina cohesiva de aperitivos acabados. Esto se debe a la reducción del daño celular, un WAI inferior y una menor degradación de fosfolípidos (un emulsionante natural) que se encuentran normalmente en la pared celular.

Viscosidad pico (Pv)

La velocidad y el grado de hinchamiento y degradación del almidón son característicos de la fuente de almidón y se ven afectados por el procesamiento, otros componentes y la modificación. La viscosidad pico está relacionada con el índice de absorción de agua o con la hidratación así como con la capacidad de unión del almidón o de la mezcla. A menudo también está relacionada con la calidad del producto final y proporciona una indicación de la carga viscosa que puede encontrarse en un cocedor mezclador o en un extrusor. Durante las mediciones de la viscosidad de la pasta se calienta la muestra a 95ºC, se mantiene a esta temperatura durante 10 minutos y después se deja enfriar a temperatura ambiente. Durante el período de mantenimiento de la temperatura la muestra está sometida a una temperatura elevada y a una tensión de cizalla mecánica. Esto altera los gránulos de almidón y la amilosa se escapa a la solución. Este período se caracteriza por una reducción de la viscosidad, a veces denominada viscosidad de la pasta caliente. Al enfriarse la muestra se produce una mayor o menor reasociación entre las moléculas de almidón. Esta fase es habitualmente mencionada como solidificación e implica una retrogradación o reordenación de las moléculas de almidón. El grado de retrogradación del almidón está relacionado con la viscosidad final.

La viscosidad de la pasta (pico y final) puede medirse en copos que contengan almidón de trigo y estos copos pueden presentar una viscosidad significativamente diferente a la de los copos fabricados de forma convencional. Los almidones de patata y cereal se comportan de forma bastante diferente al enfriarse debido a la formación de fuertes geles, mientras que las pastas de almidón de patata no se ven prácticamente afectadas por el enfriamiento durante un período prolongado de tiempo. Los copos de patata realizados sin almidón de trigo tienen una viscosidad relativamente más baja debido a la rápida destrucción de los gránulos tras la completa gelatinización y cizalla de los gránulos. Los copos realizados con almidón de trigo tienen viscosidades relativamente superiores debido a la formación de geles como resultado de la fragmentación de la amilopectina. La gelatinización de la amilosa en los almidones de patata se ve probablemente impedida por la insuficiente separación de la amilopectina y el insuficiente espacio disponible para el movimiento de la amilosa.

Los copos de patata de la presente invención tienen una viscosidad pico (PV) en el intervalo de aproximadamente 50 unidades RVA a aproximadamente 400 unidades RVA, preferiblemente de aproximadamente 85 unidades RVA a aproximadamente 400 unidades RVA, más preferiblemente de aproximadamente 115 unidades RVA a aproximadamente 300 unidades RVA, y aún más preferiblemente de aproximadamente 121 unidades RVA a aproximadamente 158 unidades RVA y una viscosidad final en el intervalo de aproximadamente 40 unidades RVA a aproximadamente 200 unidades RVA, preferiblemente de aproximadamente 60 unidades RVA a aproximadamente 155 unidades RVA, más preferiblemente de aproximadamente 90 unidades RVA a aproximadamente 120 unidades RVA y aún más preferiblemente de aproximadamente 95 unidades RVA a aproximadamente 110 unidades RVA.

Grado de gelatinización

El grado de cocinado del material de patata puede medirse de dos formas: indirectamente midiendo el índice de absorción de agua y directamente midiendo la energía necesaria para gelatinizar cualquier fracción de almidón no gelatinizada en la muestra. Esta energía para gelatinizar se mide con un calorímetro de barrido diferencial (TA Instruments, Corp., New Castle, DE) determinando la entalpía de gelatinización (\DeltaH_{g}) de las muestras que contienen almidón. El valor \DeltaH_{g} se mide como la zona bajo el pico en una termografía de energía (\DeltaH) frente a temperatura. Cualquier fracción de almidón no gelatinizado en los copos se gelatinizará a una temperatura de 58 a 70ºC. El grado de gelatinización se calcula como:

100% - [(100) x (\DeltaH_{g} de copos) / (\DeltaH_{g} de patatas crudas)]

Los copos de patata de la presente invención comprenden un grado parcial de gelatinización de almidón inferior al 100%. Para los copos de la presente invención realizados con un cocinado reducido y añadiendo almidón de trigo al puré de patata, el grado de gelatinización es aproximadamente de 75%. La Figura 12 muestra el termograma de la patata cruda así como de las patatas en rodajas cocinadas durante un tiempo mínimo de 12 min. con vapor.

Propiedades viscoelásticas de los copos en un sistema de masa

La realización de mediciones típicas a cizalla constante no son factibles en las masas ya que generalmente no son fluidas. Un excelente método alternativo para este tipo de material son los ensayos oscilatorios. Al ser las masas relativamente no fluidas se utiliza un método de ensayo oscilatorio. Las propiedades viscoelásticas de la masa pueden medirse utilizando un reómetro de tensión de control. La propiedad viscoelástica G' (módulo elástico) se refiere a la elasticidad de la masa mientras que la propiedad G'' (módulo viscoso) se refiere a la fluidez de la masa. Si una lámina de masa que contiene copos (fabricada por los métodos de esta invención) tiene un elevado módulo de rigidez o elasticidad, la estructura interna del aperitivo está muy expandida. Esta estructura expandida produce un aperitivo frito que tiene una textura espumosa (tipo Styrofoam) y se deshace lentamente en la boca. La medición del valor G' es una indicación de cómo tolerará la masa la tensión y también del tipo de estructura interna que tendrá el aperitivo después de la fritura.

Las masas realizadas con los copos de patata producidos mediante el proceso de la presente invención pueden tener un valor G' de aproximadamente 15000 Pascales a aproximadamente 90000 Pascales, preferiblemente de aproximadamente 35000 Pascales a aproximadamente 55000 Pascales. El valor G'' de las masas puede ser de aproximadamente 3000 Pascales a aproximadamente 15000 Pascales, preferiblemente de aproximadamente 5000 Pascales a aproximadamente 10000 Pascales.

Métodos analíticos Índice de absorción de agua (WAI)

En general, los términos "índice de absorción de agua" y "WAI" se refieren a la medida de la capacidad de retención de agua de cualquier material carbohidratado como resultado de un proceso de cocinado (ver por ejemplo Anderson, R. A., Conway, H. F., Pfeifer, V. F. y Griffin, Jr., E. L., 1969, Gelatinization of Corn Grits By Roll- and Extrusion-Cooking. CEREAL SCIENCE TODAY; 14(1):4). El cocinado y la deshidratación de copos y gránulos de patata introduce cambios en la fisiología celular de la patata que afectan a sus propiedades de rehidratación, en particular a su capacidad de retención de agua. Esta medida se expresa de forma típica como el cociente de la masa de agua retenida por unidad de masa de material.

\newpage

El WAI para una muestra se determina por el procedimiento siguiente: Se determina el peso de un tubo de centrífuga vacío con una exactitud de dos decimales. Se introducen dos gramos de muestra seca (p. ej., copos de patata) en el tubo. Se añaden treinta mililitros de agua al tubo. Se agita el agua y la muestra vigorosamente para asegurarse de que no quedan grumos secos. Se coloca el tubo en un baño de agua a 30ºC (85ºF) durante 30 minutos, repitiendo el procedimiento de agitación a los 10 minutos y a los 20 minutos. El tubo es después centrifugado durante 15 minutos a 314,2 rad/s (3.000 r/min). Después se decanta el agua del tubo, dejando un residuo en forma de gel en el tubo. Se pesa el tubo con su contenido. Se calcula el WAI dividiendo el peso del gel resultante entre el peso de la muestra seca (es decir, [peso de tubo y gel] - [peso del tubo] \div [peso de los copos secos]).

Ensayo del porcentaje de amilosa (A %)

Este método está diseñado para medir el porcentaje (cantidad relativa) de amilosa en copos y gránulos de patata que es soluble en solución de NaOH 0,1 N en unas condiciones de ensayo específicas. Los copos o gránulos se agitan en la solución de base a 60ºC durante 30 minutos, se centrifugan y a continuación el sobrenadante transparente se hace reaccionar con yodo y se analiza mediante espectrofotometría. La amilosa se mide como los complejos de yodo a 700 nm, en lugar de a 610 nm, para evitar la interferencia del complejo "amilosa-I_{2}".

Aparato

Matraces aforados, pipetas volumétricas, balanza, espectrofotómetro (Beckman modelo 24 o equivalente), celdas (1 cm desechable, Marksman Science #1-P-10 o 1 succionador de leva tipo Markson MB-178 o Beckman Part #579215), baño a temperatura constante, mezclador y recipientes del mezclador.

Reactivos

Solución de hidróxido sódico 0,1 N, ácido clorhídrico, yodo, yoduro potásico, copos de referencia.

Preparación de las soluciones A. Solución madre de yodo

Pesar 2 g de yodo y 20 g de yoduro de potasio en un matraz aforado rojo de 250 ml y disolver con agua destilada.

\vskip1.000000\baselineskip

B. Solución de yodo reactivo

Pipetear 10 ml de la solución madre de yodo y 2 ml de ácido clorhídrico concentrado a un matraz aforado rojo de 1000 ml. Enrasar con agua destilada.

\vskip1.000000\baselineskip

Copos de referencia

Los copos de referencia son copos de patata que tienen un WAI de 8,5, un contenido de humedad de 7% en peso, una densidad de 560,6 kg/m^{3} (35 lb/pies^{3}), una distribución de tamaño de partículas de manera que un máximo de 30% en peso pase a través de una malla de 40 para proporcionar un nivel de amilosa libre de 24%.

\vskip1.000000\baselineskip

Preparación de la curva de valoración utilizando copos de referencia

1.

Disolver 1 g de copos de referencia con 100 ml de NaOH 0,1 N. Trasvasar toda la solución a una botella de centrífuga, sin aclarado. Centrifugar a 240,9 rad/s (2300 r/min.) durante 15 min.

2.

Preparar tres diluciones: a) 10 ml de sobrenadante en 100 ml de NaOH 0,1 N, b) 5 ml del sobrenadante de la primera dilución en 100 ml de NaOH 0,1 N y c) 50 ml de la segunda dilución en 100 ml de NaOH 0,1 N.

\vskip1.000000\baselineskip

Preparación de la muestra

1.

Obtener el porcentaje de humedad de cada muestra (horno de vacío 16 horas 70ºC u horno de aire 3 horas 130ºC).

2.

Pesar 0,2 g de copos o gránulos de patata y disolver con 100 ml de solución de NaOH 0,1 N. Graduar el agitador a velocidad alta para conseguir un buen torbellino en el líquido.

3.

Colocar las muestras en el baño de agua a 60ºC. Agitar durante 30 minutos. Extraer del baño.

4.

Verter toda la solución en una botella de centrífuga; no aclarar. Centrifugar a 240,9 rad/s (2300 r/min.) durante 15 minutos.

5.

Pipetear 1 ml del sobrenadante a un matraz aforado de 25 ml. Diluir todo el volumen con reactivo de yodo. Preparar la solución del blanco utilizando 1 ml de la solución de NaOH 0,1 N en un matraz de 25 ml. Agitar bien. La determinación colorimétrica tiene que realizarse 10-30 minutos después del mezclado.

Determinación colorimétrica

Ajustar la longitud de onda a 700 nm. Poner a cero el aparato con agua destilada en la celda de muestra y en el haz de luz de referencia. Llenar la celda de muestra con solución del blanco y hacer una lectura comparada con agua destilada. Anotar este valor y sustraerlo del valor de cada muestra. Las absorbencias caen a entre 0,02 y 0,8 unidades de absorbencia.

Cálculos (utilizando el patrón de amilosa)

Representar una curva utilizando g/100 ml de concentraciones del patrón como el eje x frente a la absorbencia a 700 nm como el eje y, determinar la ordenada en el origen y la pendiente.

(amilosa en g/100 ml) = \frac{\text{[(abscisa de la muestra a 700 Nm - abscisa del blanco a 700 Nm) - ordenada en el origen Y]}}{pendiente}

\vskip1.000000\baselineskip

% de amilosa libre = \frac{\text{(amilosa en g/100 ml) x (100) x 0,31 (100 - % de agua) x (peso de la muestra)}}{100}

\vskip1.000000\baselineskip

El valor "0,31" es un factor de corrección para el contenido de amilosa de los copos de referencia.

Medición de vitamina C

La vitamina C se mide según los AOAC International Official Methods of Analysis (1955), 16 edición, método 45.1.14, AOAC, Arlington, Virginia, (modificados). El método puede encontrarse en el Journal of Biological Chemistry, volumen 147, pg. 399 (1943) (modificado), incorporado en la presente memoria como referencia. Este método mide el total de vitamina C y no puede diferenciar entre ácido ascórbico y ácido eritórbico.

Destilación simultánea, extracción y análisis gc para compuestos volátiles

Los compuestos volátiles se miden mediante los siguientes métodos:

(1)

Schultz, T.H., Fath, R.A., Mon, T.R., Eggling, S.B., y Teranishi, R. "Isolation of Volatile Compounds"J. Agric. Food Chem., Vol. 25, nº 3, mayo-junio (1977) págs. 446-449.

(2)

Likens, S.T., Nickerson, G.B. Proc. Am. Soc. Brew. Chem. 5 (1964)

Este procedimiento ha sido aplicado para recuperar compuestos volátiles (por ejemplo, 2,5-dimetil piracina y 2,4-decadienal) de patatas fritas. Este procedimiento es aplicable a otros componentes alimentarios y productos acabados siempre que el analito deseado sea destilable al vapor. (1) (2)

Dado que la muestra es destilada al vapor a presión atmosférica, el destilado al vapor y el vapor de cloruro de metileno se mezclan y después se condensan juntos. Tras producirse la separación de la fase líquida en el tubo en U del extractor, la fase acuosa más ligera vuelve al matraz de la muestra y la fase más pesadas de cloruro de metileno vuelve al matraz de concentración de analito. Una vez que la destilación/extracción se ha completado, el cloruro de metileno es suavemente descargado y una parte de este concentrado es analizada adicionalmente mediante CG/FID capilar. Se agrega un patrón interno a la muestra al iniciar el método para realizar el seguimiento de la recuperación de analito.

\newpage

Aparato

12

Reactivos

130

Operación A. Preparación del patrón o patrones internos 1. Tetrametilpiracina (TMP)

Pesar 0,10 g \pm 0,001 de TMP en un matraz aforado de 100 ml. Enrasar con agua destilada desionizada recién preparada. Etiquetar el matraz. Añadir 50 \mul de este patrón al matraz de la muestra de 2000 ml al realizar la extracción.

B. Procedimiento de destilación y extracción 1. Baño circulante/refrigerador

a.

Colocar el refrigerante (1:1 de anticongelante:H_{2}O) en la cámara refrigerante. Llenar hasta por encima de la bobina refrigerante.

b.

Ajustar el dial de refrigeración a 0ºC.

2. Destilación y extracción

a.

Colocar la pieza de inserción del condensador SDE en la cámara principal comprobando que el tubo de vidrio de entrada está a la derecha. Cerrar la espita de cierre en el fondo del aparato.

b.

Colocar el aparato SDE en tres pinzas dentadas. Conectar los tubos a los del refrigerador. Encender el refrigerador.

c.

Colocar hielo seco y aprox. 2,54 cm (una pulgada) de acetona en la pieza superior del condensador. Colocar la pieza superior del condensador sobre la unidad (puede ser necesario añadir hielo seco durante la extracción).

d.

Colocar 100 ml de cloruro de metileno (medido en una probeta de 100 ml) y una piedra para destilación en el matraz redondo de fondo plano de 250 ml. Unir el matraz al lado derecho del condensador. Colocar el plato para tarta sobre la placa caliente en el soporte. Añadir aprox. 1 litro de H_{2}O destilada al plato para tarta y ajustar el soporte en sentido ascendente hasta que el matraz esté bien fijado en el aparato. Ajustar la placa caliente en la posición "4" (60ºC).

e.

Colocar la varilla agitadora y 700 ml de agua destilada desionizada recién preparada en el matraz de 2000 ml. Añadir la muestra que se desea extraer según la tabla siguiente:

	Tipo de muestra	Peso
	copos	50,0 \pm 0,1 g
	Añadir al matraz 50 \mul de patrón interno de TMP al 0,1%.

f.

Cuando ha hervido una cantidad suficiente de MeC1_{2} para llenar el bucle del condensador, fijar el matraz grande al lado izquierdo del condensador utilizando el reductor 24/40-29/42. Levantar la 2ª placa caliente en el soporte hasta que el matraz esté seguro. Colocar el mando de calor de la placa caliente por encima de "6" (un ajuste adecuado para generar una ebullición rápida sin formación de espuma) y después girar el mando de agitación al máximo.

g.

Colocar el manguito aislante en la rama izquierda del condensador y pasar una toallita de papel alrededor de la espita de cierre (si fuera necesario para eliminar la condensación).

h.

Dejar que el matraz de la muestra alcance la ebullición (aprox. a los 20 minutos de iniciar el calentamiento). Ajustar el tiempo de extracción/destilación a 90 minutos.

i.

Después de 90 minutos desconectar el calor en ambas placas calientes. Descender la placa caliente derecha con la bandeja de agua, dejar descansar el fondo del matraz en el borde de la bandeja. Dejar que termine la condensación y que el matraz de MeC1_{2} se enfríe (aprox. 15 minutos).

j.

Una vez que el MeC1_{2} se ha enfriado, retirar el matraz de 250 ml del lado derecho y añadir el MeC1_{2} todavía en el bucle del condensador al matraz a través de la espita de cierre. Colocar el tapón de vidrio en el matraz de 250 ml y conservar en el congelador a prueba de explosiones hasta que esté listo para la concentración (sección 3).

k.

Utilizando manoplas calientes (atención, el matraz de la muestra todavía estará caliente) descender y retirar el matraz de 2000 ml.

l.

Desconectar el refrigerador. Desconectar la manguera superior (entrada) y dejar que desagüe de vuelta a la cámara de enfriamiento la máxima cantidad posible de refrigerante. Desconectar cuidadosamente la manguera inferior (salida). Desaguar el refrigerante restante a la cámara de enfriamiento.

m.

Separar las piezas del condensador para lavar (sección 4).

3. Concentración del extracto de la muestra

El extracto puede ser almacenado antes de la etapa "a" o después de la etapa "d" en un congelador a prueba de explosiones de forma indefinida. Si se almacena el extracto después de la etapa "h", el MeC1_{2} puede evaporarse y puede ser necesario ajustar el volumen antes de realizar otros análisis.

a.

Ajustar la tercera placa caliente con el segundo plato para tarta que contiene H_{2}O destilada en una campana de humos equipada con línea de N_{2}.

b.

Calentar el agua en la bandeja en la posición "3" (60ºC).

c.

Colocar el matraz de la muestra de 250 ml (sección 2,j) en agua y concentrar el MeC1_{2} a 40 ml bajo corriente suave de N_{2}.

d.

Transferir 20 ml de concentrado a un vial de centelleo de 20 ml y colocar el vial en un baño de agua caliente sobre una placa caliente y concentrar el MeCl_{2} bajo N_{2} hasta que queden aprox. 2 ml. Fijar o apretar el vial de forma que no flote o resulte contaminado por el H_{2}O durante la concentración.

e.

Retirar el vial de centelleo del H_{2}O y sustituir por un frasco volumétrico Reacti-Vial de 1 ml. Añadir 1 ml de concentrado de la etapa (d) al frasco volumétrico Reacti-Vial utilizando una pipeta Pasteur. Transferir el MeCl_{2} cuidadosamente ya que puede escurrir de la punta de la pipeta.

f.

A medida que el MeC1_{2} se descarga, seguir añadiendo concentrado de la muestra hasta haber transferido la totalidad desde el vial de centelleo. Aclarar el vial de centelleo con aprox. 1 ml de MeC1_{2} recién preparado y transferir este aclarado al frasco volumétrico Reacti-Vial.

g.

Seguir concentrando el MeC1_{2} hasta que queden 100 \mul. Cuidar de forma muy especial que el extracto no se evapore o seque. Transferir los 100 \mul (con una jeringa a un vial CG (con pieza de inserción). Tapar el vial CG.

C. Análisis CG

1.

Ajustar las condiciones del instrumento de acuerdo con la Tabla I y el integrador y la secuencia de acuerdo con la Tabla II.

2.

Para encender el detector FID abrir el H_{2} y el aire comprimido en los depósitos. Abrir las válvulas en el CG, detector 2. Pulsar el botón FID hasta que se escuche "pop". Abrir la válvula de gas auxiliar.

3.

Llenar dos viales grandes (aclarar la jeringa en el automuestreador) y un vial CG con MeC1_{2}.

4.

El primer ciclo de cada día es un lavado con MeC1_{2}. Colocar el vial CG que contiene MeC1_{2} en la posición "1" del automuestreador.

5.

Para analizar la muestra sustituir el vial de MeC1_{2} por el vial preparado en la etapa "g" de la concentración del extracto de la muestra.

6.

Si se utilizan piezas de inserción en los viales y no aparece el pico de disolvente en el ciclo, pulsar ABORT para detener el ciclo, volver a centrar la pieza de inserción, sustituir la junta del vial y volver a realizar la etapa "5".

7.

Después del último análisis CG dejar que el horno se enfríe a 40ºC. Desconectar el gas auxiliar. H_{2} y las válvulas de aire en el instrumento y gire el H_{2} y los medidores de aire de los depósitos a la posición de cerrado.

\newpage

D. Método de cálculo

Para calcular la cantidad (ppm) de analito por muestra, utilizar la siguiente ecuación:

\frac{\text{(área de analito) x (peso del patrón interno (gramos) x (1 ppm)}}{\text{(área del patrón interno) x (peso de la muestra (gramos)} \ x \ (10^{-6})}

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo

\frac{\text{(503191 unidades de área)} x (5,0 x 10^{-5} \ gramos) \ x \ (1 ppm)}{\text{(1667783 unidades de área est.) x (50 \ gramos)} \ x \ (10^{-6})} = 0,30 ppm de analito

\vskip1.000000\baselineskip

Análisis del sabor utilizando una técnica de purgado y trampa modificada con cromatografía de gases y espectrometría de masas Referencias bibliográficas

1. D. D. Roberts y T. E. Acree, "Simulation of Retronasal Aroma Using a Modified Headspace Technique" Investigating the effects of Saliva, Temperature, Shearing, and Oil on Flavor Release'', J. Agric. Food Chem. 1995, 43, 2179-2186.

2. S. Maeno y P. A. Rodríguez, "Simple and versatile injection system for capillary gas chromatographic columns Performance evaluation of a system including mass spectrometric and light-pipe Fourier-transform infrared detection", J. Chromatogr. A 1996, 731, 201-215.

3. P. A. Rodriguez, R. Takigiku, L. D. Lehman-McKeeman, M. Fey, C. L. Eddy y D. Caudill, J. Chromatogr. A 1991, 563, 271.

4. G. I. Roth y R. Calmes, Oral Biology; C. V. Mosby: St. Louis, MO, 1981.

Se utiliza un simulador de aroma retronasal (RAS) (ref. 1) que incorpora adición de saliva sintética, cizalla regulada, flujo de gas y temperatura para generar los aromas de productos de patata deshidratados en condiciones específicas. Los aromas son purgados del RAS con helio y recogidos en una trampa de adsorbente polimérico. Los aromas atrapados son posteriormente desorbidos térmicamente en un cromatógrafo de gases que está modificado para adaptarse a grandes volúmenes de inyección (ref. 2) y equipado con un detector selectivo de masas. El nivel de cada compuesto de aroma se expresa como un área del pico para un ion seleccionado (m/e) en el tiempo de retención del compuesto de aroma. De esta manera, se pueden comparar los niveles relativos de cada compuesto de aroma en diferentes muestras utili-
zando relaciones de las áreas de los picos para el ion seleccionado en el tiempo de retención del compuesto de aroma.

Materiales

Las sustancias químicas son de calidad analítica y los gases son de alta pureza. La saliva sintética se selecciona de forma que contenga el sistema tamponador de saliva simulada (ref. (4) 20 mM de NaHCO_{3}, 2,75 mM de K_{2}HPO_{4}, 12,2 mM de KH_{2}PO_{4} y 15 mM de NaCl con un pH de 7,0.

Aparato

1.

Un simulador de aroma retronasal (RAS), similar al descrito en la ref. 1, consiste en un mezclador Waring de acero inoxidable de 1 litro con tapa superior de rosca y una camisa de agua con bobina de cobre para controlar la temperatura en el RAS hasta 37ºC. El RAS está unido a un autotransformador variable.

2.

Una trampa (ref. 2 y 3) consiste en un cuerpo de jeringa de 1 ml con un extremo de vidrio roscado rellena de lana de vidrio desactivada y Tenax GR (malla 60/80, 250 mg).

3.

Cromatógrafo de gases (CG): Hewlett Packard (HP) modelo 6890: el CG se modifica para adaptar la inyección de una trampa adsorbente y crio-foco de los aromas térmicamente desorbidos.

4.

Columna de CG: Espectrómetro de masas Durabond-5® (30 metros de longitud, DI de la columna de 252 mm y espesor de película de 1,0 mm) adquirido a J&W Scientific of Folsom, California, EE.UU.

5.

Gas vehículo, helio, 2 ml/min. de caudal;

6.

El detector es un detector selectivo de masa modelo HP 5973 de Hewlett Packard, Santa Clarita, California, EE.UU. que tiene una temperatura de la fuente de aproximadamente 230ºC y una temperatura MS Quad de aproximadamente 150ºC.

Procedimiento analítico

1.

Termostato RAS a 37,0ºC.

2.

Añadir 150 ml de solución de saliva artificial al RAS seco. Se añaden al RAS 200 \mul de una solución de patrón interno (2-heptanona, 500 ppm en agua).

3.

Conectar al RAS la línea de purga de helio con la válvula desconectada. El flujo de purga se fija en aproximadamente 54 ml/min.

4.

Pesar 20,0 gramos de muestra y añadir la muestra al RAS.

5.

Cerrar la tapa del RAS. Conectar la trampa (preacondicionada) al RAS.

6.

Conectar la purga con helio y arrancar el RAS (ajuste del voltaje a 60 voltios en un autotransformador variable) y activar el cronómetro.

7.

Desconectar el mezclador después de 30 segundos, pero recoger durante un total de 5 minutos.

8.

Después de la recogida, purgar de nuevo la trampa con helio seco con un flujo de aproximadamente 43 ml/min durante 30 minutos.

9.

Iniciar la secuencia de carga de la muestra y el análisis. En esta etapa, la precolumna se enfría hasta aproximadamente -90ºC, a continuación se conecta la trampa a un flujo de helio (caudal aproximadamente 15 ml/min) y se calienta para desorber los compuestos de aroma atrapados. Después de finalizar la carga, se realiza el análisis de CG-EM de la forma siguiente. Se utiliza el siguiente programa de temperatura:

i)

una temperatura inicial de aproximadamente 50ºC que se mantiene durante 1 minuto,

ii)

aumentar la temperatura inicial a una velocidad de aproximadamente 4ºC/min hasta alcanzar una temperatura de aproximadamente 250ºC,

iii)

mantener a aproximadamente 250ºC durante 1 minuto.

10.

Los compuestos de sabor se identifican utilizando las bibliotecas espectrales EM de John Wiley & Sons y del National Institute of Standards and Technology (NIST), adquiridos por licencia de Hewlett Packard.

11.

Los picos cromatográficos se integran utilizando el software Chemstation obtenido de Hewlett Packard, Santa Clarita, California, EE.UU.

Firmeza (consistencia) del puré de patata mediante el método de retroextrusión

La adherencia del puré de patata al secador de tambor y a los rodillos del aplicador depende en gran parte de la consistencia del producto. Un puré con una consistencia demasiado clara puede indicar un exceso de cocinado y un elevado contenido de humedad y no se adherirá a los rodillos. De forma similar, un puré con una consistencia demasiado espesa puede indicar un cocinado insuficiente y puede contener trozos de patatas no cocinadas que impedirán la adherencia de la masa al tambor y a los rodillos. La consistencia del puré puede ser valorada mediante un ensayo de retroextrusión que proporcionará una indicación de los atributos físicos y la viscosidad del producto.

Aparato

Analizador de la textura TA-XT2, (TA Instruments, Corp., New Castle, DE) con célula de retroextrusión A/BE que consiste en una placa base de posición, recipientes de la muestra (diámetro interno 50 mm), tres discos de compresión (35, 40, 45 mm de diámetro) y un adaptador de la sonda de alta resolución. Los discos de 35 mm y 45 mm se utilizan para medir la firmeza del puré de patata. Se utiliza un captador dinamométrico de 5 kg para calibrar el instrumento. El instrumento se calibra siguiendo las instrucciones del manual del instrumento (Ver la Guía STABLE MICRO SYSTEMS LTD, versión 1,00).

La plataforma de retroextrusión consiste en una placa base de perspex que se utiliza para situar el recipiente de la muestra en el centro debajo de un émbolo de disco. La muestra se coloca en el recipiente de la muestra y mediante un ensayo de compresión se extruye el producto hacia arriba y alrededor del borde del disco en relación con las mediciones de viscosidad. Se proporcionan tres discos para mayor flexibilidad a la hora de analizar los productos. La selección depende principalmente del tipo de producto que va a ser analizado y de si contiene partículas.

Ajustes del TA XT2

Modo:	Medición de la fuerza en compresión
Opción:	Volver a inicio
Velocidad previa al ensayo:	4,0 mm/s
Velocidad en el ensayo:	1,0 mm/s
Velocidad posterior al ensayo:	1,0 mm/s
Distancia:	35 mm*
Tipo de disparador:	Auto - 10\g
Velocidad de recopilación de datos:	250\pps

\vskip1.000000\baselineskip

Ajustes del ensayo

Los ensayos se realizaron en un recipiente de retroextrusión de tamaño convencional (50 mm de diámetro) inmediatamente después de la retirada del punto de muestreo del proceso. La temperatura de la muestra se mantuvo constante. El disco de extrusión se colocó centrado sobre el recipiente de la muestra.

Para comparar la adhesión y el "trabajo de adhesión", la sonda debe volver a la misma posición por encima de las muestras después de cada ensayo. Para ello es necesario calibrar la sonda a una distancia que es una distancia inicial de por ejemplo 30 mm, por encima de la parte superior del recipiente o de la superficie de la muestra.

Para fines de comparación, la temperatura del ensayo y la geometría del recipiente deberían ser iguales (y deberán especificarse siempre al notificar los resultados).

Nota: La distancia de extrusión que se ajustará en los Ajustes del TA dependerá de la profundidad de la muestra dentro del recipiente, de la profundidad del recipiente y de si el recipiente elegido se estrecha hacia la base o no. La profundidad elegida debería ser de manera que el disco de extrusión no entre en contacto (o se acerque mucho) a las paredes o a la base del recipiente durante los ensayos porque podría obtenerse un resultado erróneo.

Cuando se alcanza el disparador de superficie de 10 g (es decir el punto en el cual la superficie inferior del disco está contactando totalmente con el producto), el disco penetra hasta una profundidad de 25 mm (*u otra distancia especificada). En este punto (con máxima probabilidad el de máxima fuerza), la sonda vuelve a su posición original. La fuerza "pico" o máxima es considerada como una medida de la firmeza: cuanto mayor es el valor, más firme es la muestra. El área de la curva hasta ese punto se toma como una medición de la consistencia: cuanto mayor es el valor, más espesa es la consistencia de la muestra.

La región negativa de la gráfica, producida al volver la sonda, es el resultado del peso de la muestra que es elevado principalmente en la superficie superior del disco al volver, es decir debido a la retroextrusión y, por tanto, proporciona de nuevo una indicación de la consistencia/resistencia a escurrir del disco. La fuerza máxima es considerada como una indicación de la pegajosidad (en este caso puede denominarse cohesividad) de la muestra: cuanto más negativo es el valor, más "pegajosa" o "cohesiva" es la muestra. El área de la región negativa de la curva recibe frecuentemente el nombre de "trabajo de adhesión": cuanto mayor es el valor, más resistencia ofrece la muestra a ser retirada, lo cual tal vez es de nuevo una indicación de la cohesividad y también de la consistencia/viscosidad de la muestra.

Referencia

Guía de STABLE MICRO SYSTEMS LTD versión 1,00

\vskip1.000000\baselineskip

Dureza de las patatas (Análisis del perfil de textura -TPA)

Este método mide la fuerza necesaria para penetrar un trozo de patata de 1 cm x 1 cm x 1 cm hasta alcanzar el centro. Esta fuerza está relacionada con el grado de cocinado de los trozos de patata. Las patatas crudas son más duras y, por tanto, la fuerza necesaria para alcanzar el centro del trozo de patata es mayor.

Aparato

Se utilizó un analizador de la textura TA-XT2 con una sonda de aguja de 2 mm P/2N que utiliza un captador dinanométrico de 5 kg.

Ajustes del TA-XT2

Opción:	TPA
Velocidad previa al ensayo:	1,0 mm/s
Velocidad en el ensayo:	1,0 mm/s
Velocidad posterior al ensayo:	1,0 mm/s
Distancia:	Deformación 30%
Tipo de disparador:	Auto - 5 g
Tiempo:	3 seg
Velocidad de recopilación de datos:	200 pps

\vskip1.000000\baselineskip

Preparación de la muestra

Se preparan muestras de patatas cocinadas de 1 cm^{3} durante diferentes tiempos, incluyendo 0 minutos (es decir crudas). Se toman un mínimo de 5 muestras de cada tiempo de cocinado para reducir la variación.

Condiciones del ensayo y ajustes

Inmediatamente después de el cocinado y del corte, cada dado se coloca en una plataforma de alta resistencia, en el centro debajo de la sonda con aguja de 2 mm (unida al soporte del captador dinamométrico) y se comienza el ensayo de penetración. La parte superior del dado debe ser plana y debe estar nivelada con la plataforma (es decir no inclinada). Antes de cada ensayo, la sonda debe ser limpiada cuidadosamente para eliminar todos los residuos adheridos.

Ensayo del porcentaje de células rotas

El porcentaje de células rotas en los copos de patata y el tamaño promedio de las células se determina mediante observación simple a través de un microscopio óptico. Se esparce una pequeña cantidad de copos sobre un y se añaden inmediatamente 2 -3 gotas de agua. Después de 30 seg., la muestra está lista para ser observada a través del microscopio óptico (100x). El % de células rotas se determina mediante recuento del número de células directamente en una fotografía. Porcentaje de células rotas = nº células rotas/nº células en la fotografía. Este método se utiliza para identificar las propiedades físicas de células de patata en copos de patata. La microscopía óptica se utiliza para monitorizar cualitativamente el tamaño de célula y el grado de separación celular y estimar el nivel de células rotas en los copos de patata.

\vskip1.000000\baselineskip

Aparato

Microscopio

Luz transmitida con fotografiado y al menos un aumento de 80x (Bausch & Lomb Balplan, Zeiss Universal)

Placas de microscopio

Tipo convencional; 2,54 cm x 7,62 cm (1" x 3") (encontrado en el catálogo VWR)

Cubreobjetos

Corning #1, 22 mm. cuadrados (encontrado en el catálogo VWR)

Espátula

Microtamaño (encontrada en el catálogo VWR)

Frasco de goteo

Frasco Pyrex con gotero, tapón y pipeta

\vskip1.000000\baselineskip

Reactivos

Agua

Desionizada destilada

\vskip1.000000\baselineskip

Como guía para evaluar las imágenes se presentan las siguientes figuras:

es que son procesadas sin las etapas de lixiviación y enfriamiento.

1)

células rotas - Células que no tienen paredes celulares intactas claras. Una muestra con <50% de células rotas se presenta en la Figura 4A.

2)

tamaño de células - similar a la referencia (menor que la referencia OK; media de aproximadamente 40 \mum tras la hidratación)

\newpage

3)

tamaño uniforme de células - células con un grado similar de hinchamiento (células no hinchadas pero intactas)

4)

grado de separación celular - no unidas (como las uvas)

Preparación de la muestra

Deben tomarse muestras representativas. Debería observarse un copo conocido de referencia para su comparación con cada conjunto de copos de patata. Deberían utilizarse tres muestras de cada lote de copos y el copo de referencia para las observaciones.

Instrucciones de preparación de la muestra

1)

Colocar una pequeña cantidad (\sim0,002 g) de copos secos en un portaobjetos de microscopio.

2)

Añadir dos gotas (\sim100 \mul) de agua destilada desionizada a los copos y dispersar de forma uniforme los copos en una capa fina (de forma ideal con un espesor de 1 célula). Dejar que los copos se hidraten.

Nota: No tocar los copos con el gotero. Si se tocan los copos con el gotero se puede contaminar el agua.

3)

Bajar el cubreobjetos con cuidado sobre los copos retirando las burbujas grandes de aire que tienen tendencia a quedar atrapadas.

4)

El tiempo de hidratación de los copos es de 1-5 minutos. Los copos no deben ser fotografiados después de 10 minutos ya que después de 10 minutos las muestras absorben el agua añadida. No rehidratar. Preparar una nueva placa.

5)

Escanear rápidamente toda la placa y realizar observaciones visuales. Fotografiar/tomar imágenes de zonas representativas de células de patata durante un período de 1-5 minutos tras la hidratación. Comparar con los copos de referencia procesados el mismo día.

6)

Todas las fotografías/imágenes deberían ser tomadas con el mismo aumento para permitir su comparación. El aumento recomendado es 40-100x.

Ensayo de resistencia laminar

La resistencia laminar se determina del modo siguiente: La resistencia laminar es la medida de la fuerza necesaria para romper una lámina de masa de 0,635 mm. La resistencia laminar se lee como la fuerza pico máxima (gf) de la representación gráfica de fuerza frente a distancia obtenida. El ensayo está diseñado para medir la resistencia laminar de masa de patata. Todos los productos se ensayan a temperatura ambiente. La resistencia laminar es un promedio de diez repeticiones de cada ensayo. La resistencia laminar se mide preparando una masa que comprende:

a)

200 g de sólidos;

b)

90 g de agua; y

c)

0,5 g de monoglicérido y diglicérido destilados de emulsionante parcialmente hidrogenado de aceite de soja comercializado por Quest.

La masa se hace en un pequeño mezclador Cuisinart® a velocidad baja durante 10-20 segundos. Después del mezclado, la masa se lamina utilizando una laminadora convencional hasta un espesor de 0,635 mm (22 mils). Los rodillos de la máquina tienen normalmente unas dimensiones de 1,2 metros de longitud x 0,75 metros de diámetro.

Este ensayo se realiza utilizando un analizador de textura (TA-XT2) de Texture Technologies Corp., New Castle, DE. Este equipo usa un software denominado XTRAD. Este ensayo utiliza una sonda (TA-108) cilíndrica acrílica de 1,11 cm (7/16 pulgadas) de diámetro, que tiene un borde liso para minimizar cualquier corte de la lámina de masa. La lámina de masa se sostiene entre dos placas de aluminio (10 X 10 cm). Las placas de aluminio tienen una abertura de 7 cm de diámetro en el centro. A través de dicha abertura la sonda entra en contacto con la lámina y la empuja hacia abajo hasta que la rompe. Estas placas tienen una abertura en cada esquina para mantener la masa en su lugar. Cada lámina de masa se perfora previamente para hacer coincidir los orificios con las espigas de alineación en las esquinas de la placa y se corta a la medida de la placa (10 X 10 cm). Esto proporciona una tensión uniforme durante el ensayo cuando la sonda baja y perfora la lámina. La sonda se mueve a 2 mm/segundo hasta que se detecta la superficie de la lámina de masa a 20 gramos de fuerza. Seguidamente la sonda se mueve a 1,0 mm/segundo hasta 50 mm, distancia seleccionada para tensar la lámina de masa hasta que se rompe del todo. La sonda se retira a 10,0 mm/segundo. La sonda funciona en el modo "fuerza frente a compresión", lo que significa que la sonda se mueve en sentido descendente midiendo la fuerza.

Mediciones de viscosidad pico y viscosidad final utilizando el viscoanalizador rápido (RVA)

Las propiedades de disrupción total de los gránulos en los ingredientes se miden utilizando el viscoanalizador rápido (RVA) modelo RVA-4 fabricado por Newport Scientific, Warriedwood, Australia. El método fue originalmente desarrollado para medir rápidamente la actividad \alpha-amilasa en trigo brotado. El RVA es un viscosímetro que identifica la calidad del almidón durante el calentamiento y el enfriamiento mientras se agita la muestra de almidón. El viscoanalizador rápido (RVA) se utiliza para medir directamente la viscosidad de disrupción total de los copos. La herramienta requiere de 2 a 4 gramos de muestra y aproximadamente 25 gramos de agua. Esto está basado en una muestra con 14% de humedad. La cantidad de agua añadida se ajusta a la vista de la cantidad de agua total presente. La cantidad de agua añadida se basa en la fórmula siguiente:

S = \frac{86 \ x \ A}{100-M}

W = 25 + (A - S)

donde

S = masa de la muestra corregida

A = peso de la muestra basado en un 14% de humedad

M = contenido de humedad real de la muestra (% tal cual)

W = masa de agua corregida.

La mezcla de agua y muestra se mide pasando por un perfil predefinido de mezclado, medición, calentamiento y enfriamiento. Este ensayo proporciona información sobre la viscosidad que se traduce en la calidad del copo.

Se ha observado una estrecha relación entre el perfil de viscosidad RVA y las propiedades del almidón. La medición de la viscosidad pico indica el grado de hinchamiento y gelatinización de las células de patata. La medición de la viscosidad final indica el grado de restructuración celular.

Método RVA

1.

Determinar la humedad en una muestra procedente de un horno de aire o una balanza de humedad Ohaus.

2.

Consultar la tabla RVA para obtener el peso de la muestra y el peso de H_{2}O.

3.

Colocar la muestra en el frasco de H_{2}O, con la paleta girando 10 veces en el sentido de las agujas del reloj y 10 veces en el sentido contrario a las agujas del reloj. Levantar y bajar la paleta 10 veces.

4.

Colocar el frasco en el RVA y ejecutar el siguiente perfil:

	Perfil	Tiempo
	vacío y mantener a 50ºC	0-1 min.
	aumentar a 95ºC	1-4,45 min.
	mantener a 95ºC	4,45-7,15 min.
	enfriar a 50ºC	7,15-11 min.
	mantener a 50ºC	11-13 min.

Propiedades viscoelásticas (G' Y G'')

Las muestras se mezclaron y laminaron (\sim0,05 cm (0,021 pulgadas) a 0,06 cm (0,025 pulg.) de espesor) como se describe en el método de resistencia laminar. Se utilizó un reómetro de tensión de control (modelo CSL2-100 de TA Instruments Inc., New Castle DE) para medir G' y G''. Los ensayos dinámicos se realizaron con una placa paralela ligeramente fisurada de 4 cm a 32,2ºC. Esta es una temperatura media a la cual la masa es laminada entre los rodillos.

El ensayo consiste en 4 etapas básicas:

1)

Se colocó la muestra en la placa inferior con un espacio nulo bajando la placa superior a 80% de compresión del espesor original del trozo de masa (\sim0,1 mm). La muestra se ajustó de manera que tuviera el mismo tamaño que la placa superior. El borde expuesto de la muestra se recubrió con una capa fina de aceite mineral para minimizar la pérdida de humedad durante el ensayo.

2)

Todas las muestras se dejaron en reposo o se dejaron equilibrando durante 2 min. antes de realizar la medición para eliminar cualquier tensión introducida durante el montaje de las muestras.

3)

Se realizó un barrido de tensión a frecuencias bajas y altas para encontrar la región viscoelástica lineal de la masa donde la estructura de la muestra no se encuentra alterada.

4)

El barrido de frecuencia se realizó a una tensión en la región viscoelástica lineal para ver cómo cambia la estructura de la muestra al aumentar la frecuencia de oscilación. Esto proporciona una visión representativa del comportamiento de los componentes elásticos y viscosos en la muestra.

5)

El módulo elástico (G') y el módulo de pérdida (G'') fueron registrados a 1 rad/seg y a 100 rad/seg. En general, los datos obtenido a 1 rad/sec se utilizaron para comparar diferentes composiciones y condiciones de proceso.

Los resultados reológicos se presentan como la media de mediciones duplicadas.

\vskip1.000000\baselineskip

Grado de gelatinización (calorímetro de barrido diferencial)

El grado de gelatinización del almidón de los copos de patata se mide utilizando un calorímetro de barrido diferencial modelo 2920 fabricado por TA Instruments, New Castle, DE.

El porcentaje del grado de gelatinización viene definido por la fórmula siguiente:

% de GG = 100% - \frac{(\Delta H \ de \ gelatinización \ de \ almidón \ en \ los \ copos \ (J/g)) \ x \ (100)}{(\Delta H \ de \ gelatinización \ de \ almidón \ de \ las \ patatas \ crudas \ (J/g))}

\DeltaH de gelatinización de almidón es el área bajo la curva (\DeltaH frente a temperatura) del pico encontrado en el intervalo de temperatura de gelatinización del almidón de patata.

Preparación de la muestra

Preparar una suspensión acuosa al 10% de copos de patata en agua. Transferir 15-25 mg de esta suspensión acuosa a una bandeja DSC de aluminio hermética. Sellar la bandeja utilizando la prensa especial hasta que los bordes estén planos. Evitar la transferencia de humedad a la bandeja a través del contacto con las manos o del rebose de la misma.

Operación

1.

Abrir el gas de purgado, en este caso nitrógeno

2.

Equilibrar la temperatura a 40,00ºC

3.

Aumentar la temperatura de 40,00ºC a 160,00ºC a una velocidad de 10,00ºC/min

4.

Mantener isotérmico el sistema durante 3 minutos a esta temperatura final

5.

Bajar la temperatura desde 160,00ºC a la temperatura ambiente.

Integrar cada uno de los picos relevantes para determinar el tamaño y la zona de los picos.

La temperatura y el área de los picos determinará el evento térmico.

Las realizaciones de la presente invención se ilustran mediante los ejemplos siguientes:

Color

El empardecimiento de los productos deshidratados debido a las materias primas, las condiciones de procesamiento y el almacenamiento ha sido un problema para la industria de productos deshidratados. En esta solicitud, se han utilizado dos métodos para determinar las diferencias de color debidas a las condiciones del procesamiento: el colorímetro Hunter y el espectro de densidad óptica.

Determinación del color según Hunter

Objetivo: determinar las diferencias de color de las patatas fritas acabadas con respecto a las obtenidas con los nuevos procesos de formación de copos. Los nuevos copos se prepararon con un tiempo de residencia significativamente más breve en el cocedor y en el secador. Como consecuencia de esto, el color de los copos es más claro.

Principio

Este instrumento simula la percepción del color por el ojo humano. "L", "a", "b", son coordenadas en un plano de color que indica donde está localizada la muestra. La escala L va de negro a blanco, a de verde a rojo y b de azul a amarillo (ver la Figura 9).

En el caso de rodajas parcialmente peladas o patatas no peladas enteras, la piel de las patatas contribuye de forma definitiva al color.

Equipos: Colorímetro Hunter, modelo D25A-PC2, Reston, VA.

Metodología

1.

Comprobar que se ha realizado una calibración correcta antes de utilizar el instrumento.

2.

Ajustar la temperatura de la muestra a 21ºC \pm 1ºC (70ºF \pm 2ºF).

3.

Utilizar una muestra triturada de copos de patata

4.

Verter la muestra en una copa de muestras limpia y seca hasta cubrir el anillo negro y colocar una pieza de inserción blanca, seca y limpia en cada copa.

5.

Colocar una copa de muestras sobre el portaobjetos, cubrir la copa de muestras con el cubreobjetos (asegurarse de que no hay burbujas de aire).

6.

Pulsar la tecla F3. Existen dos escalas y esta tecla conmuta entre las dos. Utilizar la escala L, a, b del Hunter.

7.

Pulsar la tecla F1 para leer los valores L, a, b.

Determinación fotométrica del empardecimiento (índice de absorbencia relativa)

Objetivo: este método está basado en la extracción de materiales coloreados solubles de muestras adecuadamente trituradas, seguida de la clarificación de los extractos resultantes y la evaluación fotométrica del color extraído. Las diferencias de absorbencia entre los copos de esta invención y los copos preparados con el actual proceso de fabricación de copos de patata representan las diferencias del grado de empardecimiento.

Equipos

Espectrofotómetro

Hitachi U-3010, nº serie 0838-018

Material

Alcohol etílico USP absoluto "200 proof" (AAPER Alcohol and Chemical Co).

Referencia

Carl E. Hendel, Glen F. Bailey y Doris H. Taylor. "Measurement of Non-enzymatic Browning of Dehydrated Vegetables During Storage", Food Technology, nº 9 (1950), págs. 344-347.

Metodología

Este método está basado en el método desarrollado por Hendel, 1954 y consta de 3 etapas: 1) extracción de materiales coloreados solubles a partir de muestras adecuadamente trituradas, 2) clarificación de los extractos resultantes y 3) evaluación fotométrica del color extraído.

Extracción: se utiliza etanol como medio de extracción para las patatas deshidratadas. Triturar la muestra para que pase a través de un tamiz con aberturas de aproximadamente 2 mm. Pesar 2 gramos (d.b). de muestra y transferir a un matraz aforado de 100 ml. Agitar la solución vigorosamente durante aproximadamente 30 min.

Clarificación: a continuación la solución se coloca en una jeringa de 0,003 l (3 cc) y se introduce a través de un filtro de jeringa en una cubeta de cuarzo. Se mide la solución filtrada frente a un blanco de etanol para calcular la absorbencia.

Evaluación fotométrica: la absorbencia se mide en el intervalo de 220 nm a 600 nm. La absorbencia para esta extracción de color se mide a 265 nm. Se elige esta longitud de onda porque está aproximadamente en el centro de la parte proteica del espectro en el intervalo donde se espera que el triptófano y la tirosina sean evidentes.

Ejemplos

Los siguientes ejemplos ilustran la presente invención pero no está previsto que sean limitativos de la misma.

Ejemplo 1

Las patatas Russet Burbank crudas con un nivel de sólidos de 21% y una gravedad específica de 1,072 se lavan en agua a temperatura ambiente (\sim90 kg de agua para \sim45 kg de patatas) para eliminar la suciedad y cualquier material extraño, se pelan al vapor a 5,6-6,0 kg/cm^{2} de presión durante 23 segundos (50% del tiempo total de pelado) a una velocidad de rotación de 11,25-12,0 sec/rev, se frotan con un pelador abrasivo Hobart® con una superficie de caucho nervada durante 30 segundos y se cortan en rodajas de 0,64 cm (¼") de espesor utilizando un rebanador Lan Elec®. Las patatas en rodajas son después sometidas a una etapa de cocinado. El cocinado se realiza utilizando una tabla Ball Canning y una olla a vapor Reimers Electric con vapor a 99ºC (207ºF) durante 15 minutos a una presión de 0,14 MPa (20 psig). Las patatas en rodajas son después trituradas utilizando un triturador de carne Hobart® con una placa de matriz con abertura de 0,95 cm (3/8") y aplastadas utilizando un mezclador Hobart® con paleta durante 1 minuto para obtener un puré de patata. Se agregan al puré diez gramos de monoglicérido (Diamodan PVK, Danisco Co)., previamente dispersados en agua y se mezclan durante un minuto en el mezclador Hobart®. Se agregan al puré ciento setenta y nueve gramos (10% con respecto a la sustancia seca) de almidón de trigo (ADM, Milling Company, Milwakee, WI) y se mezclan durante otros 2 minutos en el mezclador Hobart®. El puré se aplica a los cuatro rodillos del aplicador de un secador de tambor único Overton®. El tambor se mantiene a 0,54-0,55 MPa (78-80 psi) de presión de vapor (a una temperatura de 161-162ºC (322-324ºF)) y se gira a una velocidad de aproximadamente 9 sec/rev (6,67 r/min). El tambor tiene un diámetro de 30,5 cm (12 pulgadas) y una longitud de 50,8 cm (20 pulgadas). El calor por infrarrojos se aplica a la superficie exterior del tambor utilizando un calentador radiante de infrarrojos, modelo 1010, fabricado por RAYMAX, St. Louis, Missouri. Los calentadores tienen 55,9 cm (22 pulgadas) de largo y 10,2 cm (4 pulgadas) de ancho. La potencia de los calentadores es de 1,6 W/cm^{2} (10 W/pulg^{2}) que proporciona una temperatura de hasta 537,7ºC (1000ºF). Los calentadores son controlados con controladores de proceso Watlow serie 988, fabricados por Watlow, St. Louis Missouri. El calentador de infrarrojos se coloca a 5,08 cm (2 pulgadas) de la superficie del tambor. Se forma una capa laminar fina de 0,013 cm (0,005 pulgadas) sobre el tambor de secado. La lámina que tiene un contenido de humedad de 8,8% es retirada del tambor con una cuchilla y triturada con un triturador Comitrol® hasta obtener una partícula de 30% máximo a través de una malla de 40 US. Los copos resultantes comprenden aproximadamente 22,1% de amilosa, aproximadamente 2,7 mg/100 g de vitamina C, un WAI de aproximadamente 8,83 y un RVA pico de 143,42 unidades RVA.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 2

Patatas Russet Burbank crudas enteras que tienen un nivel de sólidos de 21% se lavan con agua a temperatura ambiente para eliminar la suciedad y cualquier material extraño. A continuación las patatas son hervidas en agua durante 25 minutos. Las patatas son después trituradas utilizando un triturador de carne Hobart® con una placa de matriz de abertura de 0,95 cm (3/8'') y aplastadas utilizando un mezclador Hobart® con paleta durante 1 minuto para producir un puré de patata. Se agregan al puré diez gramos de monoglicérido (Dimodan PVK, Danisco Co)., previamente dispersado en agua, y se mezcla durante un minuto en el mezclador Hobart®. El puré se aplica a los cuatro rodillos del aplicador de un secador de tambor único Overton®. El tambor se mantiene a 0,59 MPa (85 psi) de presión de vapor (a una temperatura de 164ºC (328ºF)) girando a una velocidad de aproximadamente 20 sec/rev (3,0 r/min). El tambor tiene un diámetro de 30,5 cm (12 pulgadas) y 50,8 cm (20 pulgadas) de largo. El calor por infrarrojos se aplica a la superficie exterior del tambor utilizando un calentador radiante de infrarrojos, modelo 1010, fabricado por RAYMAX, St. Louis, Missouri. Los calentadores tienen 55,9 cm (22 pulgadas) de largo y 10,2 cm (4 pulgadas) de ancho. Los calentadores suministran una potencia de 1,6 W/cm^{2} (10 W/pulg^{2}) a una temperatura de hasta 537,7ºC (1000ºF). Los calentadores son controlados con controladores de proceso Watlow, serie 988, fabricados por Watlow, St. Louis Missouri. Los calentadores de infrarrojos se colocan a 5,08 cm (2 pulgadas) de la superficie del tambor. Una capa laminar fina de 0,018 cm (0,007 pulgadas) se forma sobre el tambor de secado. La lámina que tiene un contenido de humedad de 12,9% es retirada del tambor con una cuchilla y se tritura utilizando un triturador Comitrol® hasta una partícula de como máximo 30% a través de una malla de 40 US. Los copos resultantes comprenden aproximadamente 19,4% de amilosa, aproximadamente 8,1 mg/100 g de vitamina C, un WAI de aproximadamente 7,94 y un valor RVA pico de 92,83 unidades RVA.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 3

Una mezcla 50:50 de patatas enteras crudas Russet Burbank y Bintje con un nivel de sólidos de 20,5% se lava, aclara y cepilla con agua. Las patatas enteras se cocinan con vapor (0,14 MPa (20 psi)) durante aproximadamente 22 minutos. A continuación las patatas se trituran para producir un puré de patatas. Se agrega almidón de trigo al puré de patata a un nivel del 6,3% (con respecto a la sustancia seca) después del cocedor y se mezcla durante el transporte del puré al secador de tambor. El puré que comprende el almidón se aplica a la parte superior de tres secadores de tambor (nº 4, nº 5 y nº 6). No se utiliza calentador de infrarrojos. La presión, la temperatura y la velocidad del tambor se describen en la tabla siguiente. Los tambores tienen un diámetro de 1,5 m (5 pies) y una longitud de 4,9 m (16 pies). En los tambor del secador se forma una capa fina de puré. La lámina que tiene un contenido de humedad de 5,98% se retira del tambor mediante una cuchilla, se combina en un equipo de fabricación de copos y se separa y moltura hasta un tamaño de partículas de 30% como máximo a través de una malla US nº 40. El producto cofloculado resultante comprende aproximadamente 26,9% de amilosa, aproximadamente 12,3 mg/100 g de vitamina C, un WAI de aproximadamente 9,35 y un RVA pico de 273,3 unidades RVA.

15

Ejemplo 4

Patatas Russet Burbank con una media de 21% de sólidos y de 1,5% de azúcares reductores se lavan, aclaran y cepillan con agua. Las patatas se pelan ligeramente, se cortan en rodajas de 14,3 mm (9/16'') de espesor y después se cocinan. Los copos de patata se fabrican de acuerdo con tres conjuntos diferentes de condiciones del proceso.

(1) copos de línea de base se refiere a copos realizadas en condiciones controladas; (2) copos a se refiere a copos de patata que contiene almidón de trigo; y (3) copos a + IR se refiere a copos de patata que contiene almidón de trigo y que han sido secadas con una combinación de secador de tambor y calentamiento por infrarrojos.

El pretratamiento de las patatas es el mismo en todos los casos (línea de base, a y AT+IR) salvo un tiempo de pelado ligeramente más breve para los copos a y AT+IR. Una diferencia significativa se produce en el procedimiento de cocinado, ya que se ha reducido el tiempo de cocinado de 35 min (línea de base) a 27 min (AT y AT+IR). La velocidad de adición de la solución emulsionante es de 142 l/h en todos los ciclos. La concentración del emulsionante en la solución es de aproximadamente 5,2%. Esto significa de forma eficaz una velocidad de adición de 0,49% en el producto final (copos). La velocidad de adición del ácido cítrico es de 60 ppm basada en el producto final - copos. El principal objetivo de añadir ácido cítrico es ampliar el período de validez del producto acabado posiblemente formando complejos con los iones de metal que de forma natural existen en los copos de patata. Durante el ensayo, la cantidad de agua añadida al puré se reduce desde un valor típico de 250 kg/h (550 lb/h) para 4 tambores a 0 kg/h. Para los copos de patata que contienen almidón de trigo (comercializado por ADM Co), el almidón de trigo se dosifica en el puré a una velocidad de 5,0% del producto acabado - copos.

Se utiliza el método de retroextrusión TA (análisis de textura) para medir la firmeza del puré, en donde la firmeza media [gforce] para el tiempo de cocinado de 27 min es de 3012, y la firmeza media [gforce] para el tiempo de cocinado de 35 min es de 2606. Todas las mediciones están basadas en el uso de una sonda de 35 mm de diámetro. Por tanto existe un aumento del 14% en la firmeza del puré cuando el tiempo de cocinado se reduce de 35 min a 27 min. Los trozos duros en el puré aumentan su número de 8,5 trozos/2000 g de puré para el cocinado normal (tiempo de cocinado de 35 min) a 34 trozos/2000 g de puré para un cocinado reducido (tiempo de cocinado de 27 min). Es importante limitar el tamaño de los trozos no cocinados a 6 mm (¼'') porque este es el espacio entre el tambor y los rodillos. Si los trozos duros son más grandes, se pegarán al rodillo y bloquearán la deposición del puré sobre el tambor hasta que estén suficientemente cocinados y se disgreguen para formar trozos menores de 6 mm (¼'').

Se utilizan cuatro secadores de tambor (nº 1, nº 2, nº 3, nº 4) con un diámetro de 1,5 m (5 pies) y una longitud de 4,9 m (16 pies) para fabricar los copos de esta invención. Los paneles infrarrojos están situados sólo alrededor de un secador de tambor (nº 2).

\newpage

Condiciones del proceso utilizadas para preparar los copos de este ejemplo

16

El sistema de control eléctrico incorpora un sistema de doble control para los paneles IR. Estos pueden ser controlados midiendo la temperatura del panel o ajustando el consumo de potencia del panel. Se utilizan ambos sistemas para impedir fallos de los paneles debidos a una ruptura del termopar

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

Sistema de control eléctrico para los paneles IR

17

El consumo de potencia máximo de los paneles IR (todos los calentadores al 100%) es de 126,72 kW. El consumo de potencia observado oscila \pm5 kW con respecto a la referencia. Ver Figura 12A. La temperatura máxima que puede ser alcanzada con el presente sistema (densidad de potencia = 23,3 kW/m^{2} (15 W/pulg^{2})) es de 494ºC (920ºF).

La Figura 12B muestra la distribución de paneles IR y la potencia fijada en el punto más bajo del secador de tambor. Existen 5 bancos de calentadores IR (A, B, C, D, y E) situados en el punto más bajo del tambor y después del último rodillo de deposición de puré. Los paneles y conductos son enfriados por convección forzada para evitar el sobrecalentamiento del sistema de bobinado eléctrico.

\newpage

Datos de calidad del copo obtenidos durante el ensayo presentado en el Ejemplo 4

18

Los datos de calidad anteriores muestran que cuando se reduce el trabajo aplicado a los copos, disminuye el WAI. Existe una caída significativa desde la línea de base a los copos AT; esto puede ser atribuido a la reducción del tiempo de cocinado (de 35 min. a 27 min.). La reducción del WAI de copos a una AT+IR se atribuye al menor tiempo de residencia de los copos en el tambor (reducción del 14%). En todos los casos el nivel de amilosa es similar. El cocinado reducido reduce el nivel de amilosa al reducir el daño celular y la posterior lixiviación del contenido celular, pero la adición de almidón de trigo compensa la reducción.

\vskip1.000000\baselineskip

Condiciones del proceso para los tres ensayos discutidos en el Ejemplo 4

19

Los datos de la tabla anterior muestran las condiciones del proceso medias durante los tres ciclos. El tiempo de cocinado se ha reducido de 35 min a 27 min. La temperatura del panel IR media es 454ºC (850ºF) para el ensayo. El consumo de potencia media del sistema es 100 kW (se corresponde con la evaporación de 160 kg de agua/h). El flujo de vapor medio máximo corresponde al tambor 2 (con paneles infrarrojos situados debajo del secador de tambor). Las r/min del tambor muestran claramente una diferencia entre el tambor 2 (IR) y los otros tres tambores. Los tambores 1, 3, y 4 tienen la misma r/min media durante el ensayo con una desviación estándar muy similar. Puede observarse que la diferencia entre el valor r/min del tambor 2 y los valores de los tambores 1, 3, y 4 es estadísticamente significativa.

La tabla siguiente muestra los parámetros clave del proceso para los diferentes secadores de tambor. El tambor #2 es el único con paneles infrarrojos.

\vskip1.000000\baselineskip

Comparación de las condiciones del proceso para los tambores 1-4

20

La tabla siguiente proporciona una visión general de todas las demás variables de proceso medidas.

21

La tabla siguiente muestra el aumento de la velocidad de producción al añadir almidón de trigo al puré y paneles IR al tambor (fuente de energía adicional). El efecto de la combinación de las dos tecnologías produce un aumento de la velocidad de producción del 17,5% con respecto a la producción en línea de base.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

Velocidad de producción de los copos de patata de esta invención

22

Las Figuras 13A, B y C, y 14A, B, C y D son fotomicrografías de células de patata en copos de patata realizadas según el método descrito en este ejemplo. Existe una diferencia significativa en la ruptura celular y en la expansión celular entre los copos de patata preparados con métodos convencionales y los preparados con el método del ejemplo 4. Los copos de patata preparados con métodos convencionales muestran niveles muy elevados de células rotas así como un gran intervalo de expansión celular de las células intactas (Figuras 13A, B, y C). Esto indica un cocinado no uniforme que produce algunas células sobrecocinadas y algunas células insuficientemente cocinadas. La expansión celular es de 100 a 300 \mum de diámetro. Los copos de patata preparados con el método del ejemplo 4 (Figuras 14A, B, C, y D) muestran un porcentaje de células rotas de menos de 20%, y las células de patata muestran una expansión homogénea. El intervalo de expansión es de 100 a 250 \mum de diámetro.

Claims (36)

1. Un método para preparar un producto que contiene almidón que comprende:

(a)

proporcionar un material que contiene almidón, en donde dicho material que contiene almidón comprende una o más enzimas capaces de causar empardecimiento, oxidación lipídica o hidrólisis del material celulósico;

(b)

cocinar parcialmente el material que contiene almidón durante un tiempo predeterminado y a una temperatura suficiente para:

prácticamente inactivar una o más de las enzimas y reducir el empardecimiento enzimático y activar la enzima responsable de la hidrólisis parcial del material celulósico y suficiente para permitir la separación celular;

al menos gelatinizar parcialmente el almidón; y

mantener la ruptura de las células de almidón en menos de 70%, preferiblemente en menos de 40%;

(c)

triturar el material que contiene almidón parcialmente cocinado para producir un puré húmedo; y

(d)

secar el puré húmedo para producir un producto deshidratado que tiene un contenido de humedad inferior a 15% como sustancia exenta de grasa.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el material que contiene almidón comprende polifenol oxidasa y en el que la etapa de cocinar parcialmente el material que contiene almidón comprende cocinar el producto que contiene almidón durante un tiempo suficiente para prácticamente inactivar la polifenol oxidasa sin gelatinizar completamente el almidón.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el material que contiene almidón comprende protopectinasa, y en el que la etapa de cocinar parcialmente el material que contiene almidón comprende cocinar el material que contiene almidón durante un tiempo suficiente para prácticamente activar la protopectinasa sin gelatinizar completamente el almidón.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el material que contiene almidón es cocinado hasta el punto de máxima separación celular y expansión controlada con mínima ruptura celular.

5. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de cocinar parcialmente el material que contiene almidón se selecciona de:

calentar el material que contiene almidón con vapor;

sumergir el material que contiene almidón en agua a una temperatura igual o inferior al punto de ebullición;

calentar el material que contiene almidón con energía de microondas;

y combinaciones de los mismos.

6. El método de la reivindicación 5, en el que la etapa de cocinar parcialmente el material que contiene almidón comprende sumergir el material que contiene almidón en agua a una temperatura de 80ºC (176ºF) a 100ºC (212ºF).

7. El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de secado comprende calentar el puré húmedo con una fuente de energía seleccionada del grupo que consiste en fuentes de calor por conducción, fuentes de calor por convección, fuentes de energía de infrarrojos, y combinaciones de las mismas.

8. El método de la reivindicación 7, en el que la etapa de secado comprende colocar el puré húmedo sobre una superficie calentada.

9. El método de la reivindicación 8, en el que la etapa de secado comprende calentar el puré con una fuente de energía de infrarrojos y al mismo tiempo colocar el puré húmedo sobre la superficie calentada.

10. El método de la reivindicación 9, en el que la etapa de secado comprende colocar una primera superficie del puré sobre una superficie de secado calentada y simultáneamente calentar una segunda superficie del puré con una fuente de energía de infrarrojos.

11. El método de la reivindicación 1, en el que el material que contiene almidón comprende patatas seleccionadas de entre patatas sin pelar, patatas parcialmente peladas, patatas peladas y mezclas de las mismas.

12. El método de la reivindicación 11, en el que las patatas se seleccionan del grupo que consiste en patatas enteras, patatas en rodajas, patatas trituradas, patatas cerilla y mezclas de las mismas.

13. El método de la reivindicación 12, en el que la etapa de cocinar las patatas comprende cocinar durante un tiempo suficiente para producir patatas que tengan un valor de textura central de 20 gf a 1000 gf, preferiblemente de 100 gf a 500 gf.

14. El método de la reivindicación 1, en el que la trituración del material que contiene almidón cocinado se realiza mediante troceado y aplastado.

15. El método de la reivindicación 1, en el que el material que contiene almidón cocinado comprende menos de 4%, preferiblemente menos de 3% y más preferiblemente menos de 2%, de azúcares reductores.

16. El método de la reivindicación 1, que también comprende la etapa de añadir un agente cofloculante al puré húmedo antes de la etapa de secado, en donde el agente cofloculante es eficaz para aumentar la amilosa libre, aumentar la amilopectina, cambiar o modificar la viscosidad del puré, cambiar la elasticidad del puré, modificar el índice de absorción de agua, mejorar la reacción de sabor positiva, reducir la resistencia de la pared celular en el puré o alterar el pH del puré para reducir el empardecimiento no enzimático del puré o del producto deshidratado realizado a partir del puré.

17. El método de la reivindicación 16, en el que el agente cofloculante es eficaz para alterar la viscosidad del puré.

18. El método de la reivindicación 1, que también comprende la etapa de añadir un agente cofloculante al puré húmedo antes de la etapa de secado, en el que el agente cofloculante es eficaz para aumentar el contenido de amilosa libre del puré.

19. El método de la reivindicación 1, en el que el agente cofloculante es eficaz para aumentar el contenido de amilopectina del puré.

20. El método de la reivindicación 16, en el que el agente cofloculante es eficaz para modificar el índice de absorción de agua del puré.

21. El método de la reivindicación 16, en el que el agente cofloculante es eficaz para mejorar la producción de reacciones de sabor positivas.

22. El método de la reivindicación 16, en el que el agente cofloculante es eficaz para alterar la resistencia de la pared celular, el envejecimiento, la oxidación o el empardecimiento de la patata.

23. El método de la reivindicación 1, que también comprende la etapa de añadir un almidón no modificado al puré húmedo antes de la etapa de secado y en el que el almidón se selecciona del grupo que consiste en almidón de trigo, almidón de maíz, tapioca, almidón de arroz, almidón de patata, almidón de avena, almidón de sagú, amaranto, mandioca, cebada, harinas y mezclas de los mismos.

24. El método de la reivindicación 1, que también comprende la etapa de añadir un almidón pregelatinizado al puré húmedo antes de la etapa de secado y en el que el almidón se selecciona del grupo que consiste en almidón de trigo, almidón de maíz, tapioca, almidón de arroz, almidón de patata, almidón de avena, almidón de sagú, amaranto, mandioca, cebada, harinas y mezclas de los mismos.

25. El método de la reivindicación 1, que también comprende la etapa de añadir un almidón químicamente modificado al puré húmedo antes de la etapa de secado y en el que el almidón se selecciona del grupo que consiste en almidones reticulados, almidones sustituidos, y mezclas de los mismos.

26. El método de la reivindicación 16, que también comprende la etapa de añadir diferentes ingredientes para modificar la reología de las patatas cocinadas antes de la etapa de secado, en donde el ingrediente se selecciona del grupo que consiste en proteína, gomas, sales de calcio, bases, ácidos, enzimas y fibras.

27. El método de la reivindicación 24, en el que el material que contiene almidón comprende patatas en rodajas que tienen un espesor de 0,31 a 1,27 centímetros y en el que las patatas en rodajas son cocinadas durante 10-25 minutos con vapor.

28. El método de la reivindicación 27, en el que los trozos de patata se cocinan durante 7-15 minutos con vapor.

29. El método de la reivindicación 23, en el que el material que contiene almidón comprende patatas enteras sin pelar y en el que las patatas son cocinadas en agua a una temperatura de 80ºC (176ºF) a 100ºC (212ºF) durante 15-40 minutos.

30. El método de la reivindicación 29, en el que el material que contiene almidón comprende patatas enteras sin pelar y en el que las patatas son cocinadas durante 20-35 minutos con vapor.

31. El método de la reivindicación 16, que también comprende la etapa de añadir un material al puré húmedo antes de la etapa de secado, en donde el material se selecciona del grupo que consiste en bisulfito sódico, ácido cítrico, galato de propilo, BHA, BHT, SAPP (pirofosfato sódico), ácido ascórbico, tocoferoles, romero, salvia, tomillo, mejorana, y mezclas de los mismos.

32. El método de la reivindicación 16, en el que la etapa de secado comprende calentar el puré con una fuente de energía de infrarrojos y al mismo tiempo colocar el puré húmedo sobre una superficie calentada.

33. El método de la reivindicación 32, en el que la etapa de secado comprende colocar una primera superficie del puré sobre una superficie de secado calentada y simultáneamente calentar una segunda superficie del puré con una fuente de energía de infrarrojos.

34. El método de la reivindicación 33, en el que la etapa de secado comprende alterar la expansión y la ruptura celular.

35. Productos de patata deshidratados realizados según el método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dichos productos de patata deshidratados tienen una relación de reducción definida como la relación entre las áreas del pico de un compuesto de sabor volátil en el producto convencional y las del producto de la invención de al menos 2 compuestos de sabor volátiles seleccionados del grupo que consiste en 3-metil-butanal, 2-metil-butanal, di-metil-disulfuro, di-metil-trisulfuro, metional, fenilacetaldehído y etil piracina; más preferiblemente una relación de reducción de 2 a 40, y aún más preferiblemente de 2 a 10, para un compuesto de sabor volátil seleccionado del grupo que consiste en 3-metil-butanal, 2-metil-butanal, di-metil-disulfuro, di-metil-trisulfuro, metional y fenilacetaldehído; y más preferiblemente de 2 a 50, y aún más preferiblemente de 2 a 20, para la etil piracina.

36. Productos de patata deshidratados que tienen una relación de reducción definida como la relación entre las áreas del pico de un compuesto de sabor volátil en el producto convencional y las del producto de la invención de al menos 2 para un compuesto de sabor volátil seleccionado del grupo que consiste en 3-metil-butanal, 2-metil-butanal, di-metil-disulfuro, di-metil-trisulfuro, metional, fenilacetaldehído y etil piracina; preferiblemente de 2 a 40, más preferiblemente de 2 a 10, para un compuesto de sabor volátil seleccionado del grupo que consiste en 3-metil-butanal, 2-metil-butanal, di-metil-disulfuro, di-metil-trisulfuro, metional y fenilacetaldehído; y preferiblemente de 2 a 50, más preferiblemente de 2 a 20, para la etil piracina.