ES2344808T3 - Procedimiento para eliminar ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina de material vegetal que contiene almidon, asi como material vegetal con una cantidad reducida de acrilamida y/o melanoidina. - Google Patents
Procedimiento para eliminar ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina de material vegetal que contiene almidon, asi como material vegetal con una cantidad reducida de acrilamida y/o melanoidina. Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la eliminación de ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, en particular de sustancias del grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa, a partir de material vegetal que contiene almidón, preferentemente de material vegetal de la familia de solanáceas, prefiriéndose en particular raíces tuberosas de Solanum tuberosum, que comprende las etapas siguientes: - proporcionar el material vegetal preferentemente lavado y pelado, - someter el material vegetal a una electroporación irreversible, - obtener un material vegetal con una cantidad reducida de ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, - si se desea, desmenuzar el material vegetal, y - si se desea, lavar el material vegetal, realizándose el lavado transportando el material vegetal a uno o varios baños de inmersión y lavándolo allí, haciendo funcionar el baño de inmersión, del cual existe por lo menos uno, preferentemente a contracorriente, siendo la pérdida de materia seca, que ocurre cuando el material vegetal se lava en los baños de inmersión, de un 7% en peso o menos, - y, si se desea, someter el material vegetal desmenuzado y lavado a un procesamiento posterior.
Description
Procedimiento para eliminar ingredientes
celulares que forman acrilamida y/o melanoidina de material vegetal
que contiene almidón, así como material vegetal con una cantidad
reducida de acrilamida y/o melanoidina.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para eliminar ingredientes celulares que forman
acrilamida y/o melanoidina, tales como por ejemplo asparagina,
glucosa y fructosa, de material vegetal que contiene almidón, en
particular de material vegetal (tales como por ejemplo raíces
tuberosas) de plantas seleccionadas de la familia de solanáceas sin
que sea posible eliminar de las células una cantidad sustancial de
almidón por un lavado posterior así como a un material vegetal con
una cantidad reducida de ingredientes celulares que forman
acrilamida y/o melanoidina que puede prepararse por medio de dicho
procedimiento. Además, la invención se refiere a productos para
picar o aperitivos o productos de patata con una cantidad reducida
de acrilamida y/o melanoidinas, que pueden prepararse a partir del
material vegetal citado anteriormente, así como a un dispositivo
para la preparación de dichos productos para picar o aperitivos o
productos de patata.
La preparación de productos de patata para
picar, tales como por ejemplo patatas fritas de bolsa, es bien
conocida en el estado de la técnica. Se lleva a cabo pelando
tubérculos de patata, lavándolos, desmenuzándolos y finalmente
sometiéndolos a un proceso de fritura o secado. Mientras que la
coloración marrón de los productos de patata en el proceso de
fritura o secado siempre ha sido un problema, desde hace tiempo la
formación de acrilamida en dicho procedimiento también se considera
problemático desde el punto de vista de la salud.
La formación de acrilamida es causada
principalmente por la reacción Maillard en presencia de aminoácidos
libres y azúcares reductores en el conjunto celular a temperaturas
elevadas, por ejemplo durante la fritura o secado de material
vegetal, y es acompañada a menudo de una coloración marrón del
material calentado con la formación de melanoidinas como colorantes
marrones. Una ruta de reacción específica dentro de la reacción
Maillard conduce al producto final acrilamida. Se ha hallado que los
materiales de partida más importantes para la formación de
acrilamida son los aminoácidos asparagina y los monosacáridos
glucosa y fructosa, que también forman parte de la reacción para
formar melanoidinas. En forma disuelta, dichas sustancias están
presentes mayoritariamente en células vegetales intactas. Su
concentración depende de muchos factores, tales como, entre otros,
de la variedad, de la actividad biológica, madurez, condiciones
climáticas y del suelo, abono, tiempo de cosecha, atmósfera y
temperaturas de almacenamiento de las plantas (C Gertz, S.
Klostermann, Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2002, 104, 762 - 771; A.
Becalski et al. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 802 - 808; D.
V. Zyzak et al. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 4782 - 4787;
F. Escher et al. J. Agric. Food Chem. 2006, 54, 5910 -
5916).
Los fabricantes de productos de patata, en
particular de patatas fritas de bolsa, a menudo se ven obligados,
cuando los contenidos de patatas en azúcares son elevadas, que
ocurren en particular al final del periodo de almacenamiento y
durante los periodos de cosecha en condiciones de tiempo
desfavorables, a utilizar el procedimiento de blanqueado, con el
fin de contrarrestar la coloración marrón de las patatas fritas y la
posible formación de acrilamida.
El blanqueado consigue, a través de su acción
térmica (temperaturas alrededor de 82ºC), que las estructuras
celulares se rompen en mayor grado, permitiendo al contenido celular
de salir. Tan pronto como las células se abren, tiene lugar un
intercambio del contenido celular y del medio líquido que lo rodea
según las reglas de la difusión. A concentraciones elevadas de
sustancias disueltas en las células, el intercambio de materiales
procede en dirección del medio de lavado/blanqueado. Según el
procedimiento de blanqueado y lavado, la extracción de los
materiales tiene lugar ya en el aparato de blanqueado y/o en etapas
de lavado conectadas corriente abajo. El gradiente de concentración
efectivo depende principalmente de los procedimientos de blanqueado
y lavado seleccionados y de las condiciones del proceso. Cuanto más
alto sea el gradiente de concentración, tanto más alto es el efecto
de extracción por lavado.
Sin embargo, las ventajas de una disminución
eficaz de los contenidos en azúcares y aminoácidos de los
procedimientos de blanqueado conocidos pueden conseguirse sólo a
costa de inconvenientes considerables.
La extracción es mayoritariamente no específica
con relación al intercambio de materiales. Esto significa que las
células no sólo pierden las partes de azúcares y aminoácidos
indeseables, sino también otros ingredientes celulares deseables,
tales como por ejemplo almidón y compuestos complejos, los cuales
contribuyen a la formación de aroma en el proceso de fritura o
secado subsiguiente.
El blanqueado presenta un efecto extremadamente
adverso sobre la calidad organoléptica de los productos finales.
Puesto que las membranas celulares quedan destrozadas como
consecuencia de los procedimientos térmicos, grandes cantidades de
almidón/materia seca se pierden en el agua de blanqueado y lavado.
Dicho almidón perdido ya no estará disponible a continuación para
la formación de la estructura. Además de esto, el almidón que
permanece en las células comienza a gelatinizarse. Además, el calor
provoca una disolución de las sustancias del esqueleto celular, con
lo cual el conjunto celular viene a relajarse aún más. Todos estos
procesos negativos tienen el efecto de que, por ejemplo, patatas
fritas preparadas a partir de rodajas de patatas blanqueadas
resultan ser extremadamente blandas, elásticas, pulposas e
insatisfactorias con relación a su sabor.
Durante el procesamiento de las patatas, se
pierde materia seca en varias etapas del proceso. Una parte de las
pérdidas de materia seca ya tiene lugar durante el pelado y cortado
de las patatas, puesto que las hojas de cuchillo ya destruyen
muchas células, de las cuales se pierden a continuación el almidón
durante el lavado. Además de esto, el procedimiento de blanqueado
es poco económico. Tal como se ha descrito anteriormente, durante
el blanqueado se pierde también una gran cantidad de sustancia
vegetal valioso en las aguas residuales. La relación de la cantidad
necesaria de materia prima a la cantidad de productos acabados es
considerablemente más alta en comparación con un procedimiento sin
blanqueado. Para mantener un gradiente de concentración favorable,
se necesita una gran cantidad de agua fresca, la que debe llevarse y
mantenerse a las temperaturas de blanqueado, lo cual por su parte
significa un gran gasto de energía. Además de esto, debido a las
grandes cantidades de aguas residuales contaminadas con almidón, en
sitios de producción determinados, pueden producirse problemas con
las instalaciones de purificación de agua existentes.
Una visión general de los procedimientos de
blanqueado corrientes puede encontrarse por ejemplo en Potato
Business World 2003, Vol. 11, Part 4, páginas 26 - 28.
Otro procedimiento conocido para el tratamiento
de plantas o partes de plantas es la electroporación, que permite
liberar ingredientes de valor nutricional.
En la electroporación, se abren células intactas
como resultado de la acción de impulsos cortos de alta tensión
(pulsación) sin que tenga lugar un calentamiento apreciable. Los
impulsos eléctricos que actúan sobre las células expanden los poros
presentes en las membranas celulares. Hasta una cierta tensión,
dicha abertura procede de forma reversible.
Este efecto es conocido desde hace ya mucho
tiempo y se utiliza por ejemplo en la medicina.
Si el potencial eléctrico en la membrana celular
sobrepasa un valor de 10 V, los poros se abren de forma
irreversible, permitiendo al líquido celular de salir. Sin embargo,
a dicho efecto se ha prestado atención sólo desde hace pocos años.
Se utiliza mayoritariamente para la extracción cuidadosa de
ingredientes celulares, tales como por ejemplo zumos de frutas,
jugo de remolacha, ingredientes vegetales secundarios y colorantes.
La electroporación se realiza normalmente en un líquido de proceso,
en la mayoría de los casos en un baño María.
Un dispositivo para la electroporación de
material de proceso vegetal se ha descrito en el documento DE 10
2004 025 046 A1. Dicho dispositivo comprende una fuente de energía
de estructura eléctrica bipolar y que está constituido por al menos
un generador de impulsos de alta tensión bipolar con dos salidas de
alta tensión, a las que están conectados los dos grupos de
electrodos generadores de campo. Varios de dichos generadores de
impulsos de alta tensión bipolares en una instalación de este tipo
son de diseño idéntico y provistos de un dispositivo disparador
para la ignición simultánea en un momento de tiempo determinado. Las
impedancias complejas de los circuitos de carga conectados a la
salida de un generador de impulsos de alta tensión o a la salida
correspondiente de los generadores de impulsos de alta tensión son
idénticas. En el caso de que la fuente de energía consista de por
lo menos dos generadores de impulsos de alta tensión, los mismos
estarán desacoplados entre sí durante la descarga por medio de las
resistencias electrolíticas formadas por el líquido de proceso
entre los dos electrodos.
En el documento DE 10 2004 013 762 B4, se
describe un procedimiento para la liberación cuidadosa de
ingredientes de valor nutricional a partir de uvas, en el que se
somete la pasta obtenida a partir de las uvas a la electroporación,
con el fin de obtener el mosto, que se utiliza para la elaboración
del vino. El dispositivo para realizar la electroporación de la
pasta está constituido por una tubería dieléctrica, el conducto de
circulación para la pasta, en cuya pared están empotrados por los
menos dos electrodos distanciados el uno del otro, para formar
entre los mismos un campo eléctrico en forma de impulsos. La pasta
presenta, en calidad de carga electrolítica del dispositivo, una
resistencia eléctrica que, como máximo, es tan alta como la
impedancia de un generador de impulsos de alta tensión conectado al
dispositivo.
El documento DE 10 2004 028 782 A1 da a conocer
un procedimiento y una instalación para la obtención y extracción
mejoradas de ingredientes a partir de remolachas azucareras por
medio de la electroporación.
Otro procedimiento y una instalación para la
obtención y extracción mejoradas de ingredientes a partir de
remolachas azucareras por medio de la electroporación se han
descrito en el documento DE 102 60 983 A1.
El documento DE 10 62 073 A1 da a conocer un
procedimiento y una instalación para la obtención y extracción
mejoradas de ingredientes a partir de achicorias por medio de la
electroporación.
La Figura 1 muestra de forma general los cambios
en una membrana celular vegetal sometida a la electroporación y el
intercambio de materiales selectivo que tiene lugar en el
procedimiento según la invención.
La Figura 2 muestra una representación
esquemática de una instalación que comprende varios dispositivos
para la preparación de un producto para picar o aperitivo o
producto de patata según la invención.
El objetivo de la presente invención es
proporcionar un procedimiento no térmico para la eliminación de
ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina a
partir de un material vegetal que contiene almidón, en particular a
partir de tubérculos de patata, que permita conseguir una extracción
comparable a un proceso de blanqueado, sin que sea posible extraer
de las células por lavado una cantidad considerable de almidón y que
sea más económico que el proceso de blanqueado. La pérdida de
almidón se manifiesta en una pérdida de materia seca.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar un material vegetal con una cantidad reducida de
ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, que
pueda prepararse por medio del procedimiento según la invención,
así como un producto para picar o aperitivo con un contenido
reducido en acrilamida y/o melanoidinas, que pueda prepararse a
partir del material vegetal con una cantidad reducida de
ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina según
la invención y presente una mejor calidad organoléptica que un
producto para picar o aperitivo o un producto de patata preparado a
partir de un material vegetal que fue sometido previamente a un
proceso de blanqueado. Es también un objetivo de la presente
invención proporcionar un dispositivo que permita la preparación
del producto para picar o aperitivo o producto de patata con un
contenido reducido de acrilamida y/o melanoidina según la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Dicho objetivo se alcanza según la invención por
medio de un procedimiento para la eliminación de ingredientes
celulares que forman acrilamida y/o melanoidina a partir de un
material vegetal que contiene almidón, sin que sea posible extraer
de las células por lavado una cantidad considerable de almidón, que
comprende las etapas de
- -
- proporcionar el material vegetal preferentemente lavado y pelado,
- -
- someter el material vegetal a una electroporación irreversible, y
- -
- obtener un material vegetal con una cantidad reducida de ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina.
\vskip1.000000\baselineskip
La pérdida de una cantidad considerable de
almidón por lavado se manifiesta en una pérdida de materia seca de
menos de un 7% si el material vegetal es lavado tras la
electroporación irreversible.
El concepto en que se basa la presente invención
es el aprovechamiento inverso del efecto de electroporación
conocido del estado de la técnica. Mientras que la extracción y
obtención de ingredientes celulares con la destrucción y desecho de
la matriz son conocidas, la presente invención tiene por objetivo la
eliminación de los ingredientes celulares no deseados con óptima
retención de la estructura celular sólida.
El material vegetal puede proceder de la familia
de las solanáceas. Preferentemente, se trata de raíces tuberosas de
Solanum tuberosum.
Los ingredientes celulares que forman acrilamida
y/o melanoidina son por ejemplo por lo menos una sustancia del
grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa.
Según la invención, la electroporación se lleva
a cabo preferentemente en un reactor de electroporación para el
procesamiento continuo de productos a granel como material de
proceso en un líquido de proceso por medio de impulsos eléctricos,
constituido por un tambor cilíndrico circular de metal con un
revestimiento dieléctrico o completamente de un material
dieléctrico que gira a una velocidad comprendida entre 0,1 y 4
revoluciones por minuto alrededor de su eje cilíndrico/eje de
rotación dispuesto horizontalmente, elementos de arrastre de
material dieléctrico sobre la pared exterior de la envoltura del
tambor, los cuales se han distribuido sobre la circunferencia a
distancias iguales, una carcasa de material dieléctrico, que con su
pared de reactor rodea el tambor con sus elementos de arrastra sin
tocar, pero de forma equidistante, con la excepción de un área
abierta situada por encima del eje de rotación, una zona de
degasificación, una zona de reacción en la hendidura entre el
tambor y la pared de reactor de la carcasa, así como una zona de
alimentación y una zona de descarga por las que pasan los elementos
de arrastre, un dispositivo de alimentación para el material de
proceso, que sirve de recipiente de producto cuando el nivel de
llenado es constante e introduce el material de proceso a granel
automáticamente por medio del movimiento de giro del tambor
cilíndrico circular tangencialmente a su superficie, una zona de
descarga que se ha diseñado de tal manera que una entalladura en la
pared de reactor cilíndrica, situada por debajo del nivel del eje
de rotación, provoca una descarga automática del material de
proceso, el borde superior de la entalladura en la pared de reactor
cilíndrico sirve simultáneamente de presa de desbordamiento para el
líquido de proceso y el líquido de proceso desbordante se separa del
material de proceso actualmente procesado. De forma particularmente
preferida, por lo menos un par de electrodos está formado por un
material inerte frente al desgaste mecánico y químico, con buena
conductividad eléctrica y sin aislamiento, empotrado en las paredes
laterales de la carcasa en el área de la zona de reacción en la
pared de material dieléctrico, y, por medio de la conexión de por lo
menos un generador de impulsos unipolar o bipolar, se ha conectado
una tensión directa pulsada con el polo negativo o positivo de hasta
300 kV en caso de operación unipolar o de +150/-150 kV en caso de
operación bipolar.
La electroporación se realiza preferentemente en
un baño María con una conductividad de 0,5-5 mS/cm,
de forma particularmente preferida, de 1-2 mS/cm.
Entre los electrodos se aplica preferentemente una diferencia de
potencial comprendida entre 50 y 300 kV, de forma particularmente
preferida una diferencia de potencial comprendida entre 200 y 280
kV y preferentemente una intensidad de corriente comprendida entre
2.000 y 7.000 A. Preferentemente, la densidad de corriente en la
zona de reacción del dispositivo de electroporación está comprendida
entre 50 y 450 kA/m^{2}, de forma particularmente preferida entre
100 y 200 kA/m^{2}. La electroporación se realiza preferentemente
con una frecuencia de impulsos comprendida entre 1 y 30 Hz, de forma
particularmente preferida entre 15 y 25 Hz y a una duración de
impulsos de la energía eléctrica pulsada comprendida preferentemente
entre 1 y 15 \musec, de forma particularmente preferida entre 2 y
6 \musec. Preferentemente, la introducción específica de energía
está comprendida entre 3 y 10 kJ/kg de material vegetal, de forma
particularmente preferida entre 5 y 7 kJ/kg de material
vegetal.
vegetal.
Después de haberse sometido a la
electroporación, el material vegetal puede desmenuzarse en otra
etapa del procedimiento. Esto resulta muy fácil puesto que la
resistencia al corte del material biológico queda muy reducida como
resultado de la electroporación.
\vskip1.000000\baselineskip
En otra etapa del procedimiento, el material
vegetal cortado puede transportarse preferentemente a un baño
acuoso de inmersión, que puede contener sales, o a varios baños de
inmersión en varias etapas del procedimiento seguidas una tras
otra, bombeándolo o flotándolo por ejemplo al baño de inmersión o
los baños de inmersión. Un gradiente de concentración entre el
interior de las células y el agua de lavado permite el intercambio
selectivo deseado del material (ver la Figura 1). El líquido celular
que contiene las sustancias disueltas entra en el agua de lavado,
lo cual se produce tanto más eficaz cuanto más alto es el gradiente
de concentración obtenido en el transcurso posterior del proceso de
extracción por lavado. Los mejores resultados se consiguen con una
serie de diluciones a través de dos o tres baños de inmersión, que
preferentemente se hacen funcionar a contracorriente. Sin embargo,
hay que tener en cuenta de que una salida de los ingredientes
celulares que forman acrilamida y/o melanoidina también tiene
lugar, aunque en menor grado, cuando no se utilizan baños de
inmersión. La temperatura del agua en el baño de inmersión afecta al
proceso de tres maneras:
- 1.
- La difusión deseada aumenta a medida que aumenta la temperatura.
- 2.
- Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, aumentan también los procesos de degradación enzimáticos no deseados en las células. Esto da lugar a la formación de precursores que más tarde durante su almacenamiento pueden conducir a diferencias de sabor.
- 3.
- Además, a medida que aumentan las temperaturas del agua, aumenta también la contaminación microbiológica del agua de lavado, lo cual hay que evitar a toda costa.
\vskip1.000000\baselineskip
La temperatura debe fijarse para cada situación
de funcionamiento, teniendo en cuenta los efectos mencionados, y
debería estar comprendida entre 5ºC y 30ºC.
Según la invención, la pérdida de materia seca
durante el lavado será de un 7%, como máximo, siendo por tanto
menos que la pérdida de materia seca del procedimiento de blanqueado
del estado de la técnica. Puesto que la pérdida de materia seca
durante el lavado es una medida de la pérdida de almidón, la pérdida
de almidón en el procedimiento según la invención es menor que en
el procedimiento de blanqueado convencional.
En etapas del procedimiento adicionales, el
material biológico puede transformarse a continuación en un producto
para picar o aperitivo o producto de patata. La reducción previa de
las sustancias que forman acrilamida y/o melanoidina conduce a una
reducción sustancial de la formación de acrilamida (reducida en por
lo menos un 30%) y/o melanoidinas en un proceso de fritura o secado
necesario para la formación del producto.
La presente invención se refiere también a un
material vegetal con una cantidad reducida de ingredientes celulares
que forman acrilamida y/o melanoidina que puede preparase por medio
del procedimiento según la invención.
El material vegetal puede proceder de plantas de
la familia de solanáceas. Preferentemente, se trata de tubérculos
de Solanum tuberosum.
Los ingredientes celulares que forman acrilamida
y/o melanoidina pueden ser por ejemplo por lo menos una sustancia
del grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa.
La presente invención se refiere también a un
producto para picar o aperitivo o producto de patata con un
contenido de acrilamida reducido por lo menos en un 30%, relativo a
un producto para picar o aperitivo o producto de patata preparado a
partir de un material vegetal del mismo tipo no sometido previamente
a una electroporación, el cual puede prepararse a partir del
material vegetal según la invención con una cantidad reducida de
ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina. Puede
tratarse por ejemplo de patatas fritas, cuyo contenido de
acrilamida, relativo a patatas fritas preparadas de la misma
variedad de patatas, está reducido en por lo menos un 30%.
\vskip1.000000\baselineskip
La Figura 2 muestra una representación
esquemática de un dispositivo para la preparación de un producto
para picar o aperitivo o producto de patata con un contenido de
acrilamida y/o melanoidinas reducido según la invención, al que la
presente invención se refiere también y que comprende
- -
- dispositivos para el transporte del material vegetal (1),
- -
- un reactor de electroporación (2),
- -
- una instalación de corte (3),
- -
- si se desea, por lo menos un baño de inmersión (4), y, si se desea,
- -
- una freidora o dispositivo de secado (5).
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos explican la presente
invención con mayor detalle sin limitarla.
\vskip1.000000\baselineskip
La materia prima utilizada en todas las series
de experimentos era la variedad de patata Lady Rosetta con una
materia seca de un 22%. Debido a un almacenaje prolongado, la
partida de patata utilizada ya presentaba valores de azúcar
elevadas (glucosa: 0,078 g/100 g; fructosa: 0,0445 g/100 g) y por
tanto un potencial de formación de acrilamida elevado.
Las patatas se cortaron cada una en rodajas de
1,2 mm de espesor inmediatamente antes del experimento utilizando
una máquina de cortar convencional de la producción (empresa
Urschel). Para cada marcha experimental, se pesaron 1200 g de
rodajas y, a continuación, dicha carga se lavó de forma
estandardizada en un baño María. El baño María contenía 24 litros.
El agua con una temperatura se midió exactamente para cada
experimento y se mantuvo a una temperatura de aproximadamente
18ºC.
Para la electroporación, las patatas (invención)
se trataron en forma de tubérculos enteros en un tubo vertical
lleno de agua.
A continuación, los tubérculos se procesaron de
la misma manera que las muestras comparativas.
Los 1200 g de rodajas pesados se lavaron durante
180 s.
Antes y después del tratamiento, se tomaron
muestras de agua, con el fin de poder determinar a continuación las
pérdidas de materia seca. A tal fin, se corrigieron los contenidos
en materia seca de las patatas, puesto que durante el procesamiento
de las rodajas pretratadas se había desprendido agua celular a
partir del momento de corte. Por la misma razón, se observó un
incremento sustancial de la dureza de las patatas fritas. Dicho
efecto de la pérdida de agua puede utilizarse en un proceso de
producción continuo para el control de la materia seca a través del
control del tiempo de residencia fuera de los baños María y
dispositivos de transporte y por ello para el control de la
crocancia de los productos.
Tras una deshidratación rápida de la superficie,
se procedió a estandardizar varias cargas de las mismas (480 g cada
una) y a freírlas a una temperatura inicial de 185ºC hasta alcanzar
una humedad residual comparable, si posible.
Las patatas fritas acabadas se examinaron con
relación a acrilamida y a sus propiedades organolépticas. Para la
comparación de su crocancia (dureza), se utilizó un esquema
organoléptico propio de la empresa de 5 puntos (1 = suave, 5 =
duro).
\vskip1.000000\baselineskip
- Materia seca (TS):
- La materia seca se determinó por medio de un evaporador de superficie y armario calentado de 105ºC y ventilado.
- \quad
- La proporción de la materia seca disuelta se determinó tras eliminar la sustancia sin disolver por filtración.
- Acrilamida:
- Se determinó por medio de LCMS:
- \quad
- \underline{Sistema \ HPLC} de Perkin Elmer serie 200
- \quad
- \underline{Columna \ HPLC}: LiChroCART 250-4 Lichrospher CN 5 \mum
- \quad
- 250 mm x 4,6 mm (Merck no. de pedido: 1.50892.0001)
- \quad
- LichroCART 4-4 10 cartuchos de precolumna Lichrospher 100 CN
- \quad
- (5 \mum) (Merck no. de pedido: 1.50959.0001)
- \quad
- Eluyente: agua/acetonitrilo 99,5 : 0,5 v/v con la adición de 0,1% v/v de ácido acético (al 98%)
- \quad
- isocrático, flujo 0,250 ml/min
- \quad
- Productos químicos: agua grado HPLC de Baker
- \quad
- acetonitrilo para HPLC Chromanorm de Prolabo
- \quad
- ácido fórmico al 98-100% p.a. (Merck).
- \quad
- Condiciones de MS/MS:
- \quad
- API 2000 de Applied Biosystems, Darmstadt
- \quad
- Modo: multi-reaction monitoring (MRM) en el modo de ionización por electrospray (ESI+)
- \quad
- Transiciones de cualificación:
- \quad
- Acrilamida m/z 72 a 72 y m/z 72 a 52
- \quad
- Estándar interno d3-acrilamida m/z 75 a 75 y m/z 75 a 58
- \quad
- Ajustes de la fuente de spray de Turbolon
- \quad
- Source Temperature 450ºC
- \quad
- Ion Source Gas 1: 45,00 psi
- \quad
- Ion Source Gas 2: 60,00 psi
- \quad
- Collision Gas 3,00 psi
- \quad
- Energía de iones IE1: 0,5 V
- \quad
- Energía de iones IE3: 1,3 V
- \quad
- Dwell time 0,25 sec
- \quad
- Resolution Q1: Unit
- \quad
- Resolution Q2: Unit
- Dureza:
- Norma interna de la empresa Knabbergebäck GmbH & Co. KG
- \quad
- Esquema organoléptico de 5 puntos
- \quad
- Las muestras de patatas fritas tras ser freídas se catan a ciegas y deben ser clasificadas por los catadores con relación a su dureza de mordisco a una escala de 1 a 5. Dicha escala va de 1 = muy suave hasta 5 = muy crujiente/duro. Cualquier división en pasos de 0,1 es admisible.
- \quad
- Se tomó el promedio de los valores determinados de todos los catadores.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Al considerarse los valores promedios, pueden
apreciarse claramente las ventajas del procedimiento según la
invención:
\vskip1.000000\baselineskip
De forma deseable, las sustancias solubles
(reactantes para la reacción Maillard) se extrajeron por lavado
cuatro veces, en comparación con las rodajas sin tratar. Esto da una
reducción de acrilamida de aproximadamente un 53%, frente a lo que
se consigue normalmente por medio del blanqueado. Sin embargo, al
mismo tiempo se reduce la pérdida de materia seca no soluble
(principalmente almidón) en un 57%, en comparación con el proceso
estándar sin blanqueado.
Dichos datos demuestran que los poros de la
pared celular que se quedan abiertos como resultado de la
electroporación utilizada según la invención (aproximadamente
30-40 nm tras el tratamiento) sólo liberan
sustancias disueltas, mientras que las partículas de almidón mucho
más grandes (aproximadamente 15-100 \mum;
raramente también hasta 150 \mum) se quedan en las células.
En cambio, el blanqueado aumenta las pérdidas de
materia seca de forma drástica. Esto significa que el procedimiento
según la invención evita no sólo las pérdidas más altas del
blanqueado, sino que da lugar también sorprendentemente a un ahorro
frente al proceso estándar sin blanqueado. La materia seca ahora
permanece mayoritariamente en la patata durante el lavado, lo cual
conserva los recursos (patatas, agua fresca, aguas residuales,
energía) y rebaja los costes de producción.
Claims (16)
1. Procedimiento para la eliminación de
ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, en
particular de sustancias del grupo constituido por asparagina,
glucosa y fructosa, a partir de material vegetal que contiene
almidón, preferentemente de material vegetal de la familia de
solanáceas, prefiriéndose en particular raíces tuberosas de
Solanum tuberosum, que comprende las etapas siguientes:
- -
- proporcionar el material vegetal preferentemente lavado y pelado,
- -
- someter el material vegetal a una electroporación irreversible,
- -
- obtener un material vegetal con una cantidad reducida de ingredientes celulares que forman acrilamida y/o melanoidina,
- -
- si se desea, desmenuzar el material vegetal, y
- -
- si se desea, lavar el material vegetal, realizándose el lavado transportando el material vegetal a uno o varios baños de inmersión y lavándolo allí, haciendo funcionar el baño de inmersión, del cual existe por lo menos uno, preferentemente a contracorriente, siendo la pérdida de materia seca, que ocurre cuando el material vegetal se lava en los baños de inmersión, de un 7% en peso o menos,
- -
- y, si se desea, someter el material vegetal desmenuzado y lavado a un procesamiento posterior.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la electroporación se lleva a cabo en un
reactor de electroporación para el procesamiento continuo de
productos a granel como material de proceso en un líquido de
proceso por medio de impulsos eléctricos, constituido por un tambor
cilíndrico circular de metal con un revestimiento dieléctrico o
completamente de un material dieléctrico, que gira a una velocidad
comprendida entre 0,1 y 4 revoluciones por minuto alrededor de su
eje cilíndrico/eje de rotación dispuesto horizontalmente, unos
elementos de arrastre de material dieléctrico sobre la pared
exterior de la envoltura del tambor, los cuales se han distribuido
sobre la circunferencia a distancias iguales, una carcasa de
material dieléctrico, que con su pared de reactor rodea el tambor
con sus elementos de arrastre sin tocar, pero de forma equidistante,
con la excepción de un área abierta situada por encima del eje de
rotación, una zona de degasificación, una zona de reacción en la
hendidura entre el tambor y la pared de reactor de la carcasa, así
como una zona de alimentación y una zona de descarga por las cuales
pasan los elementos de arrastre, un dispositivo de alimentación
para el material de proceso, que sirve de recipiente de producto
cuando el nivel de llenado es constante e introduce el material de
proceso a granel automáticamente por medio del movimiento de giro
del tambor cilíndrico circular tangencialmente a su superficie, una
zona de descarga que se ha diseñado, de tal manera que una
entalladura en la pared de reactor cilíndrica, situada por debajo
del nivel del eje de rotación, provoca una descarga automática del
material de proceso, el borde superior de la entalladura en la pared
de reactor cilíndrico sirve simultáneamente de presa de
desbordamiento para el líquido de proceso y el líquido de proceso
desbordante se separa del material de proceso actualmente
procesado.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la electroporación se lleva a cabo en un
reactor de electroporación, en el que por lo menos un par de
electrodos está formado por un material inerte frente al desgaste
mecánico y químico, con buena conductividad eléctrica y sin
aislamiento, empotrado en las paredes laterales de la carcasa en el
área de la zona de reacción en la pared de material dieléctrico, y,
por medio de la conexión de por lo menos un generador de impulsos
eléctricos unipolar o bipolar, se ha conectado una tensión directa
pulsada con el polo negativo o positivo de hasta 300 kV en caso de
funcionamiento unipolar o de +150/-150 kV en caso de operación
bipolar.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
electroporación se lleva a cabo en un baño María con una
conductividad específica comprendida entre 0,5 y 5 mS/cm,
preferentemente entre 1 y 2 mS/cm.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque entre los
electrodos del dispositivo de electroporación se aplica una
diferencia de potencial comprendida entre 50 y 300 kV,
preferentemente entre 200 y 280 kV.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque entre los
electrodos del dispositivo de electroporación se ajusta la
intensidad de corriente entre 2.000 y 7.000 A.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la densidad de
corriente en la zona de reacción está comprendida entre 50 y 450
kA/m^{2}, preferentemente entre 100 y 200 kA/m^{2}.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la
electroporación se lleva a cabo con una frecuencia de impulsos
comprendida entre 1 y 30 Hz, preferentemente entre 15 y 25 Hz.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la duración de
impulsos de la energía eléctrica pulsada está comprendida entre 1 y
15 \musec, preferentemente entre 2 y 6 \musec.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la
electroporación se lleva a cabo con una introducción específica de
energía comprendida entre 3 y 10 kJ/kg de material vegetal,
preferentemente entre 5 y 7 kJ/kg de material vegetal.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la temperatura
de los baños de inmersión se ajusta uno independientemente del otro
en un intervalo comprendido entre 5ºC y 30ºC.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el material
vegetal se transforma en etapas del procedimiento adicionales en un
producto para picar o aperitivo o producto de patata.
13. Material vegetal, seleccionado en particular
de entre plantas de la familia de las solanáceas, prefiriéndose en
particular raíces tuberosas de Solanum tuberosum, con una
cantidad reducida de ingredientes celulares que forman acrilamida
y/o melanoidina, en particular de sustancias de entre el grupo
constituido por asparagina, glucosa y fructosa, con retención
óptima de la estructura celular sólida y sin que sea posible extraer
de las células por lavado una cantidad considerable de almidón,
cuyo material puede prepararse por medio de un procedimiento de
electroporación según una o varias de las reivindicaciones 1 a
11.
14. Producto para picar o aperitivo o producto
de patata con una cantidad reducida de ingredientes celulares que
forman acrilamida y/o melanoidina, que pueden prepararse a partir
del material vegetal según la reivindicación 13.
15. Producto para picar o aperitivo o producto
de patata según la reivindicación 14, con un contenido de acrilamida
reducido por lo menos en un 30%, relativo a un producto para picar
o aperitivo o producto de patata que fue preparado a partir de un
material vegetal del mismo tipo que no se ha sometido previamente a
la electroporación.
16. Dispositivo para la realización del
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12 y para la
preparación de un producto para picar o aperitivo o producto de
patata según la reivindicación 14 ó 15, que comprende
- -
- unos dispositivos para el transporte del material vegetal (1),
- -
- un reactor de electroporación (2),
- -
- una instalación de corte (3),
- -
- una freidora o dispositivo de secado (5), así como,
- -
- si se desea, por lo menos un baño de inmersión (4).
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