ES2344808T7 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para eliminar sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina de material vegetal que contiene almidon, asf como material vegetal con una cantidad reducida de acrilamida y/o melanoidina.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para eliminar sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, tales como por ejemplo asparagina, glucosa y fructosa, de rafces tuberosas de Solanum tuberosum, sin que sea posible eliminar de las celulas una cantidad sustancial de almidon mediante un lavado posterior, asf como rafces tuberosas de Solanum tuberosum preparadas mediante este procedimiento con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina que puede prepararse por medio de dicho procedimiento. Ademas, la invencion 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 de las rafces tuberosas de Solanum tuberosum mencionadas, asf como a un dispositivo para la preparacion de dichos productos para picar o aperitivos o productos de patata.
Estado de la tecnica
La preparacion de productos de patata para picar, tales como por ejemplo patatas fritas de bolsa, es bien conocida en el estado de la tecnica. Se lleva a cabo pelando tuberculos de patata, lavandolos, troceandolos y finalmente sometiendolos a un proceso de fritura o secado. Mientras que la coloracion marron de los productos de patata en el proceso de fritura o secado siempre ha sido un problema, desde hace tiempo la formacion de acrilamida en dicho procedimiento tambien se considera problematico desde el punto de vista de la salud.
La formacion de acrilamida es causada principalmente por la reaccion Maillard en presencia de aminoacidos libres y azucares reductores en el conjunto celular a temperaturas elevadas, por ejemplo durante la fritura o secado de material vegetal, y es acompanada a menudo de una coloracion marron del material calentado con la formacion de melanoidinas como colorantes marrones. Una ruta de reaccion especffica dentro de la reaccion Maillard conduce al producto final acrilamida. Se ha hallado que los materiales de partida mas importantes para la formacion de acrilamida son los aminoacidos asparagina y los monosacaridos glucosa y fructosa, que tambien forman parte de la reaccion para formar melanoidinas. En forma disuelta, dichas sustancias estan presentes mayoritariamente en celulas vegetales intactas. Su concentracion depende de muchos factores, tales como, entre otros, de la variedad, de la actividad biologica, madurez, condiciones climaticas y del suelo, abono, tiempo de cosecha, atmosfera 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 azucares 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 coloracion marron de las patatas fritas y la posible formacion de acrilamida.
El blanqueado consigue, a traves de su accion termica (temperaturas alrededor de 82°C), que las estructuras celulares se rompen en mayor grado, permitiendo al contenido celular de salir. Tan pronto como las celulas se abren, tiene lugar un intercambio del contenido celular y del medio lfquido que lo rodea segun las reglas de la difusion. A concentraciones elevadas de sustancias disueltas en las celulas, el intercambio de materiales procede en direccion del medio de lavado/blanqueado. Segun el procedimiento de blanqueado y lavado, la extraccion de los materiales tiene lugar ya en el aparato de blanqueado y/o en etapas de lavado conectadas corriente abajo. El gradiente de concentracion efectivo depende principalmente de los procedimientos de blanqueado y lavado seleccionados y de las condiciones del proceso. Cuanto mas alto sea el gradiente de concentracion, tanto mas alto es el efecto de extraccion por lavado.
Sin embargo, las ventajas de una disminucion eficaz de los contenidos en azucares y aminoacidos de los procedimientos de blanqueado conocidos pueden conseguirse solo a costa de inconvenientes considerables.
La extraccion es mayoritariamente no especffica con relacion al intercambio de materiales. Esto significa que las celulas no solo pierden las partes de azucares y aminoacidos indeseables, sino tambien otras sustancias celulares deseables, tales como por ejemplo almidon y compuestos complejos, los cuales contribuyen a la formacion de aroma en el proceso de fritura o secado subsiguiente.
El blanqueado presenta un efecto extremadamente adverso sobre la calidad organoleptica de los productos finales. Puesto que las membranas celulares quedan destrozadas como consecuencia de los procedimientos termicos, grandes cantidades de almidon/materia seca se pierden en el agua de blanqueado y lavado. Dicho almidon perdido ya no estara disponible a continuacion para la formacion de la estructura. Ademas de esto, el almidon que
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Durante el procesamiento de las patatas, se pierde materia seca en varias etapas del proceso. Una parte de las perdidas de materia seca ya tiene lugar durante el pelado y cortado de las patatas, puesto que las hojas de cuchillo ya destruyen muchas celulas, de las cuales se pierden a continuacion el almidon durante el lavado. Ademas de esto, el procedimiento de blanqueado es poco economico. Tal como se ha descrito anteriormente, durante el blanqueado se pierde tambien una gran cantidad de sustancia vegetal valioso en las aguas residuales. La relacion de la cantidad necesaria de materia prima a la cantidad de productos acabados es considerablemente mas alta en comparacion con un procedimiento sin blanqueado. Para mantener un gradiente de concentracion 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 energfa. Ademas de esto, debido a las grandes cantidades de aguas residuales contaminadas con almidon, en sitios de produccion determinados, pueden producirse problemas con las instalaciones de purificacion de agua existentes.
Una vision general de los procedimientos de blanqueado corrientes puede encontrarse por ejemplo en Potato Business World 2003, Vol. ll, Part 4, paginas 26 - 28.
Otro procedimiento conocido para el tratamiento de plantas o partes de plantas es la electroporacion, que permite liberar sustancias de valor nutricional.
En la electroporacion, se abren celulas intactas como resultado de la accion de impulsos cortos de alta tension (pulsacion) sin que tenga lugar un calentamiento apreciable. Los impulsos electricos que actuan sobre las celulas expanden los poros presentes en las membranas celulares. Hasta una cierta tension, 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 electrico en la membrana celular sobrepasa un valor de 10 V, los poros se abren de forma irreversible, permitiendo al lfquido celular de salir. Sin embargo, a dicho efecto se ha prestado atencion solo desde hace pocos anos. Se utiliza mayoritariamente para la extraccion cuidadosa de sustancias celulares, tales como por ejemplo zumos de frutas, jugo de remolacha, sustancias vegetales secundarias y colorantes. La electroporacion se realiza normalmente en un lfquido de proceso, en la mayorfa de los casos en un bano Marfa.
Un dispositivo para la electroporacion de material de proceso vegetal se ha descrito en el documento DE 10 2004 025 046 A1. Dicho dispositivo comprende una fuente de energfa de estructura electrica bipolar y que esta constituido por al menos un generador de impulsos de alta tension bipolar con dos salidas de alta tension, a las que estan conectados los dos grupos de electrodos generadores de campo. Varios de dichos generadores de impulsos de alta tension bipolares en una instalacion de este tipo son de diseno identico y provistos de un dispositivo disparador para la ignicion simultanea 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 tension o a la salida correspondiente de los generadores de impulsos de alta tension son identicas. En el caso de que la fuente de energfa consista de por lo menos dos generadores de impulsos de alta tension, los mismos estaran desacoplados entre sf durante la descarga por medio de las resistencias electrolfticas formadas por el lfquido de proceso entre los dos electrodos.
En el documento DE 10 2004 013 762 B4, se describe un procedimiento para la liberacion cuidadosa de sustancias de valor nutricional a partir de uvas, en el que se somete la pasta obtenida a partir de las uvas a la electroporacion, con el fin de obtener el mosto, que se utiliza para la elaboracion del vino. El dispositivo para realizar la electroporacion de la pasta esta constituido por una tuberfa dielectrica, el conducto de circulacion para la pasta, en cuya pared estan empotrados por los menos dos electrodos distanciados el uno del otro, para formar entre los mismos un campo electrico en forma de impulsos. La pasta presenta, en calidad de carga electrolftica del dispositivo, una resistencia electrica que, como maximo, es tan alta como la impedancia de un generador de impulsos de alta tension conectado al dispositivo.
El documento DE 10 2004 028 782 A1 da a conocer un procedimiento y una instalacion para la obtencion y extraccion mejoradas de sustancias a partir de remolachas azucareras por medio de la electroporacion.
Otro procedimiento y una instalacion para la obtencion y extraccion mejoradas de sustancias a partir de remolachas azucareras por medio de la electroporacion 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 instalacion para la obtencion y extraccion mejoradas de sustancias a partir de achicorias por medio de la electroporacion.
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Breve descripcion de las figuras
La figura 1 muestra de forma general los cambios en una membrana celular vegetal sometida a la electroporacion y el intercambio de materiales selectivo que tiene lugar en el procedimiento segun la invencion.
La figura 2 muestra una representacion esquematica de una instalacion que comprende varios dispositivos para la preparacion de un producto para picar o aperitivo o producto de patata segun la invencion.
Descripcion de la invencion
El objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento no termico para la eliminacion de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina a partir de un material vegetal que contiene almidon, en particular a partir de tuberculos de patata, que permita conseguir una extraccion comparable a un proceso de blanqueado, sin que sea posible extraer de las celulas por lavado una cantidad considerable de almidon y que sea mas economico que el proceso de blanqueado. La perdida de almidon se manifiesta en una perdida de materia seca.
Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un material vegetal con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, que pueda prepararse por medio del procedimiento segun la invencion, asf 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 sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina segun la invencion y presente una mejor calidad organoleptica 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 tambien un objetivo de la presente invencion proporcionar un dispositivo que permita la preparacion del producto para picar o aperitivo o producto de patata con un contenido reducido de acrilamida y/o melanoidina segun la invencion.
Dicho objetivo se alcanza segun la invencion por medio de un procedimiento para la eliminacion de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina a partir de rafces tuberosas de Solanum tuberosum, sin que sea posible extraer de las celulas por lavado una cantidad considerable de almidon, que comprende las etapas siguientes:
- proporcionar las rafces tuberosas Solanum tuberosum, preferentemente lavadas y peladas,
- someter las rafces tuberosas de Solanum tuberosum a una electroporacion irreversible, y
- obtener rafces tuberosas de Solanum tuberosum con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina,
y sometiendo las rafces tuberosas de Solanum tuberosum a un procesamiento posterior en unas etapas de procedimiento adicionales para dar un producto para picar o aperitivo o un producto de patata.
La perdida de una cantidad considerable de almidon por lavado se manifiesta en una perdida de materia seca de menos de un 7%, si las rafces tuberosas de Solanum tuberosum son lavadas tras la electroporacion irreversible.
El concepto en que se basa la presente invencion es el aprovechamiento inverso del efecto de electroporacion conocido del estado de la tecnica. Mientras que la extraccion y obtencion de sustancias celulares con la destruccion y desecho de la matriz son conocidas, la presente invencion tiene por objetivo la eliminacion de las sustancias celulares no deseadas con optima retencion de la estructura celular solida.
Las sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina son por ejemplo por lo menos una sustancia del grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa.
Segun la invencion, la electroporacion se lleva a cabo preferentemente en un reactor de electroporacion para el procesamiento continuo de productos a granel como material de proceso en un lfquido de proceso por medio de impulsos electricos, constituido por un tambor cilfndrico circular de metal con un revestimiento dielectrico o completamente de un material dielectrico que gira a una velocidad comprendida entre 0,1 y 4 revoluciones por minuto alrededor de su eje cilfndrico/eje de rotacion dispuesto horizontalmente, elementos de arrastre de material dielectrico sobre la pared exterior de la envoltura del tambor, los cuales se han distribuido sobre la circunferencia a distancias iguales, una carcasa de material dielectrico, que con su pared de reactor rodea el tambor con sus elementos de arrastra sin tocar, pero de forma equidistante, con la excepcion de un area abierta situada por encima del eje de rotacion, una zona de degasificacion, una zona de reaccion en la hendidura entre el tambor y la pared de reactor de la carcasa, asf como una zona de alimentacion y una zona de descarga por las que pasan los elementos de arrastre, un dispositivo de alimentacion 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 automaticamente por medio del movimiento de giro del tambor cilfndrico circular tangencialmente a su superficie, una zona de descarga que se ha disenado de tal manera que una entalladura en la pared de reactor cilfndrica, situada por debajo del nivel del eje de rotacion,
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provoca una descarga automatica del material de proceso, el borde superior de la entalladura en la pared de reactor cilfndrico sirve simultaneamente de presa de desbordamiento para el lfquido de proceso y el lfquido de proceso desbordante se separa del material de proceso actualmente procesado. De forma particularmente preferida, por lo menos un par de electrodos esta formado por un material inerte frente al desgaste mecanico y qufmico, con buena conductividad electrica y sin aislamiento, empotrado en las paredes laterales de la carcasa en el area de la zona de reaccion en la pared de material dielectrico, y, por medio de la conexion de por lo menos un generador de impulsos unipolar o bipolar, se ha conectado una tension directa pulsada con el polo negativo o positivo de hasta 300 kV en caso de operacion unipolar o de +150/-150 kV en caso de operacion bipolar.
La electroporacion se realiza preferentemente en un bano Marfa 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 reaccion del dispositivo de electroporacion esta comprendida entre 50 y 450 kA/m2, de forma particularmente preferida entre 100 y 200 kA/m2. La electroporacion 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 duracion de impulsos de la energfa electrica pulsada comprendida preferentemente entre 1 y 15 psec, de forma particularmente preferida entre 2 y 6 psec. Preferentemente, la introduccion especffica de energfa esta comprendida entre 3 y 10 kJ/kg de rafces tuberosas de Solanum tuberosum, de forma particularmente preferida entre 5 y 7 kJ/kg de rafces tuberosas de Solanum tuberosum.
Despues de haber sometido las rafces tuberosas de Solanum tuberosum a la electroporacion, pueden trocearse en otra etapa del procedimiento. Esto resulta muy facil puesto que la resistencia al corte del material biologico queda muy reducida como resultado de la electroporacion.
En otra etapa del procedimiento, las rafces tuberosas de Solanum tuberosum cortadas pueden transportarse preferentemente a un bano acuoso de inmersion, que puede contener sales, o a varios banos de inmersion en varias etapas del procedimiento seguidas una tras otra, bombeandolas o flotandolas por ejemplo al bano de inmersion o los banos de inmersion. Un gradiente de concentracion entre el interior de las celulas y el agua de lavado permite el intercambio selectivo deseado del material (ver la Figura 1). El lfquido celular que contiene las sustancias disueltas entra en el agua de lavado, lo cual se produce tanto mas eficaz cuanto mas alto es el gradiente de concentracion obtenido en el transcurso posterior del proceso de extraccion por lavado. Los mejores resultados se consiguen con una serie de diluciones a traves de dos o tres banos de inmersion, que preferentemente se hacen funcionar a contracorriente. Sin embargo, hay que tener en cuenta de que una salida de las sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina tambien tiene lugar, aunque en menor grado, cuando no se utilizan banos de inmersion. La temperatura del agua en el bano de inmersion afecta al proceso de tres maneras:
1. La difusion deseada aumenta a medida que aumenta la temperatura.
2. Sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, aumentan tambien los procesos de degradacion enzimaticos no deseados en las celulas. Esto da lugar a la formacion de precursores que mas tarde durante su almacenamiento pueden conducir a diferencias de sabor.
3. Ademas, a medida que aumentan las temperaturas del agua, aumenta tambien la contaminacion microbiologica del agua de lavado, lo cual hay que evitar a toda costa.
La temperatura debe fijarse para cada situacion de funcionamiento, teniendo en cuenta los efectos mencionados, y deberfa estar comprendida entre 5°C y 30°C.
Segun la invencion, la perdida de materia seca durante el lavado sera de un 7%, como maximo, siendo por tanto menos que la perdida de materia seca del procedimiento de blanqueado del estado de la tecnica. Puesto que la perdida de materia seca durante el lavado es una medida de la perdida de almidon, la perdida de almidon en el procedimiento segun la invencion es menor que en el procedimiento de blanqueado convencional.
En etapas del procedimiento adicionales, las rafces tuberosas de Solanum tuberosum pueden transformarse a continuacion en un producto para picar o aperitivo o producto de patata. La reduccion previa de las sustancias que forman acrilamida y/o melanoidina conduce a una reduccion sustancial de la formacion de acrilamida (reducida en por lo menos un 30%) y/o melanoidinas en un proceso de fritura o secado necesario para la formacion del producto.
La presente invencion se refiere tambien a rafces tuberosas de Solanum tuberosum con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina que puede preparase segun una de las reivindicaciones 12 a 20.
Las sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina pueden ser por ejemplo por lo menos una sustancia del grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa.
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La presente invencion se refiere tambien 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 electroporacion, el cual puede prepararse a partir de rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun la invencion con una cantidad reducida de sustancias 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, esta reducido en por lo menos un 30%.
La figura 2 muestra una representacion esquematica de un dispositivo para la preparacion de un producto para picar o aperitivo o producto de patata con un contenido de acrilamida y/o melanoidinas reducido segun la invencion, al que la presente invencion se refiere tambien y que comprende
- dispositivos para el transporte de rafces tuberosas de Solanum tuberosum (1),
- un reactor de electroporacion (2),
- una instalacion de corte (3),
- en caso necesario, por lo menos un bano de inmersion (4), y
- una freidora (5).
Los siguientes ejemplos explican la presente invencion con mayor detalle sin limitarla.
Ejemplos
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 azucar elevadas (glucosa: 0,078 g/100 g; fructosa: 0,0445 g/100 g) y por tanto un potencial de formacion de acrilamida elevado.
Las patatas se cortaron cada una en rodajas de 1,2 mm de espesor inmediatamente antes del experimento utilizando una maquina de cortar convencional de la produccion (empresa Urschel). Para cada marcha experimental, se pesaron 1200 g de rodajas y, a continuacion, dicha carga se lavo de forma estandardizada en un bano Marfa. El bano Marfa contenfa 24 litros. El agua con una temperatura se midio exactamente para cada experimento y se mantuvo a una temperatura de aproximadamente 18°C.
Para la electroporacion, las patatas (invencion) se trataron en forma de tuberculos enteros en un tubo vertical lleno de agua.
A continuacion, los tuberculos se procesaron de la misma manera que las muestras comparativas.
Los 1200 g de rodajas pesados se lavaron durante 180 s.
Antes y despues del tratamiento, se tomaron muestras de agua, con el fin de poder determinar a continuacion las perdidas 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 habfa desprendido agua celular a partir del momento de corte. Por la misma razon, se observo un incremento sustancial de la dureza de las patatas fritas. Dicho efecto de la perdida de agua puede utilizarse en un proceso de produccion continuo para el control de la materia seca a traves del control del tiempo de residencia fuera de los banos Marfa y dispositivos de transporte y por ello para el control de la crocancia de los productos.
Tras una deshidratacion rapida de la superficie, se procedio a estandardizar varias cargas de las mismas (480 g cada una) y a frefrlas a una temperatura inicial de 185°C hasta alcanzar una humedad residual comparable, si posible.
Las patatas fritas acabadas se examinaron con relacion a acrilamida y a sus propiedades organolepticas. Para la comparacion de su crocancia (dureza), se utilizo un esquema organoleptico propio de la empresa de 5 puntos (1 = suave, 5 = duro).
Procedimientos analfticos:
Materia seca (TS):
La materia seca se determino por medio de un evaporador de superficie y armario calentado de 105°C y ventilado.
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La proporcion de la materia seca disuelta se determino tras eliminar la sustancia sin disolver por filtracion.
Acrilamida:
Se determino por medio de LCMS:
Sistema HPLC de Perkin Elmer serie 200
Columna HPLC: LiChroCART 250-4 Lichrospher CN 5 pm
250 mm x 4,6 mm (Merck no. de pedido: 1.50892.0001)
LichroCART 4-4 10 cartuchos de precolumna Lichrospher 100 CN (5 pm) (Merck no. de pedido: 1.50959.0001)
Eluyente: agua/acetonitrilo 99,5 : 0,5 v/v con la adicion de 0,1% v/v de acido acetico (al 98%)
isocratico, flujo 0,250 ml/min
Productos qufmicos: agua grado HPLC de Baker
acetonitrilo para HPLC Chromanorm de Prolabo
acido formico al 98-100% p.a. (Merck).
Condiciones de MS/MS:
API 2000 de Applied Biosystems, Darmstadt
Modo: multi-reaction monitoring (MRM) en el modo de ionizacion por electrospray (ESI+)
Transiciones de cualificacion:
Acrilamida m/z 72 a 72 y m/z 72 a 52
Estandar interno d3-acrilamida m/z 75 a 75 y m/z 75 a 58
Ajustes de la fuente de spray de Turbolon
Source Temperature 450°C
Ion Source Gas 1: 45,00 psi
Ion Source Gas 2: 60,00 psi
Collision Gas 3,00 psi
Energfa de iones IE1: 0,5 V
Energfa de iones IE3: 1,3 V
Dwell time 0,25 sec
Resolution Q1: Unit
Resolution Q2: Unit
Dureza:
Norma interna de la empresa Knabbergeback GmbH & Co. KG
Esquema organoleptico de 5 puntos
Las muestras de patatas fritas tras ser frefdas se catan a ciegas y deben ser clasificadas por los catadores con
relacion 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 division en pasos de 0,1 es admisible.
Se tomo el promedio de los valores determinados de todos los catadores.
5
Tabla 1: Valores individuales
Valores individuales
Ejemplo comparativo 1 Ejemplo comparativo 2 Ejemplo 1 (invencion) Ejemplo 2 (invencion) Ejemplo 3 (invencion)
Cons. esp. ener.[kJ/kgl
- - 8 5,5 7,5
Materia seca corregida [%l
22 22 27 27 27
Temperatura de agua [°Cl
18,4 16,8 17,5 17,5 17,5
MS total antes [g/l]
0,385 0,385 0,385 0,385 0,385
MS total despues [g/ll
1,35 1,89 1,125 1,295 1,395
MS soluble despues [g/ll
0,475 0,405 0,66 0,625 0,68
Diferencia MS total [g/ll
0,965 1,505 0,74 0,91 1,01
Diferencia MS soluble [g/ll
0,09 0,02 0,275 0,24 0,295
(continuacion)
Diferencia MS no soluble [g/ll
0,875 1,485 0,465 0,67 0,715
Perdida MS total, relativo a la cantidad pesada [%l
8,77 13,68 5,48 6,74 7,48
Perdida MS soluble, relativo a la cantidad pesada [%l
0,82 0,18 2,04 1,78 2,19
Perdida MS no soluble, relativo a
7,95 13,50 3,44 4,96 5,30
la cantidad pesada [%l
Acrilamida [pg/kgl
1380 1860 810 820 610
Dureza [escala 1-5l
2,5 2,5 5 4,7 5
MS = materia seca
Al considerarse los valores promedios, pueden apreciarse claramente las ventajas del procedimiento segun la 10 invencion:
Tabla 2: Valores promedios
Valores individuales
Ejemplo Ejemplo comparativo 1 comparativo 2 Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 (invencion) (invencion) (invencion)
Perdida MS soluble, relativo a la cantidad pesada [%l
0,50 2,00
Perdida MS no soluble, relativo a la cantidad pesada [%l
10,73 4,57
Acrilamida [pg/kgl Dureza * [escala ______^______
1620 747
2,5
4,9
* Instruccion de ensayo de la empresa Knabbergeback GmbH & Co. KG
15 De forma deseable, las sustancias solubles (reactantes para la reaccion Maillard) se extrajeron por lavado cuatro veces, en comparacion con las rodajas sin tratar. Esto da una reduccion 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 perdida de materia seca no soluble (principalmente almidon) en un 57%, en comparacion con el proceso estandar sin blanqueado.
20
Dichos datos demuestran que los poros de la pared celular que se quedan abiertos como resultado de la electroporacion utilizada segun la invencion (aproximadamente 30-40 nm tras el tratamiento) solo liberan sustancias disueltas, mientras que las partfculas de almidon mucho mas grandes (aproximadamente 15-100 pm; raramente tambien hasta 150 pm) se quedan en las celulas.
En cambio, el blanqueado aumenta las perdidas de materia seca de forma drastica. Esto significa que el procedimiento segun la invencion evita no solo las perdidas mas altas del blanqueado, sino que da lugar tambien sorprendentemente a un ahorro frente al proceso estandar sin blanqueado. La materia seca ahora permanece
mayoritariamente en la patata durante el lavado, lo cual conserva los recursos (patatas, agua fresca, aguas residuales, energfa) y rebaja los costes de produccion.

Claims (22)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la eliminacion de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, en particular de sustancias del grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa, a partir de rafces tuberosas de Solanum tuberosum, que comprende las siguientes etapas de procedimiento:
    - proporcionar las rafces tuberosas de Solanum tuberosum, preferentemente lavadas y peladas,
    - someter las rafces tuberosas de Solanum tuberosum a una electroporacion irreversible,
    - obtener las rafces tuberosas de Solanum tuberosum con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina,
    - en caso necesario, trocear las rafces tuberosas de Solanum tuberosum, y
    - en caso necesario, lavar las rafces tuberosas de Solanum tuberosum, siendo las rafces tuberosas de Solanum tuberosum transportadas por lo menos a uno o varios banos de inmersion y siendo lavadas allf, haciendo funcionar por lo menos un bano de inmersion preferentemente a contracorriente, siendo la perdida de materia seca, que se produce cuando se lavan las rafces tuberosas de Solanum tuberosum en los banos de inmersion, de un 7% en peso o menos,
    - y, en caso necesario, someter las rafces tuberosas de Solanum tuberosum troceadas y lavadas a un procesamiento posterior, y en el que
    - las rafces tuberosas de Solanum tuberosum son sometidas a un procesamiento posterior en unas etapas de procedimiento adicionales para dar un producto para picar o aperitivo o un producto de patata.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la electroporacion se lleva a cabo en un reactor de electroporacion para el procesamiento continuo de productos a granel como material de proceso en un lfquido de proceso por medio de impulsos electricos, constituido por un tambor cilfndrico circular de metal con un revestimiento dielectrico o completamente de un material dielectrico, que gira a una velocidad comprendida entre 0,1 y 4 revoluciones por minuto alrededor de su eje cilfndrico/eje de rotacion dispuesto horizontalmente, unos elementos de arrastre de material dielectrico sobre la pared exterior de la envoltura del tambor, los cuales se han distribuido sobre la circunferencia a distancias iguales, una carcasa de material dielectrico, que con su pared de reactor rodea el tambor con sus elementos de arrastre sin tocar, pero de forma equidistante, con la excepcion de un area abierta situada por encima del eje de rotacion, una zona de degasificacion, una zona de reaccion en la hendidura entre el tambor y la pared de reactor de la carcasa, asf como una zona de alimentacion y una zona de descarga, a traves de las cuales pasan los elementos de arrastre, un dispositivo de alimentacion 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 automaticamente por medio del movimiento de giro del tambor cilfndrico circular tangencialmente a su superficie, una zona de descarga que esta disenada de tal manera que una entalladura en la pared de reactor cilfndrica, situada por debajo del nivel del eje de rotacion, provoque una descarga automatica del material de proceso, el borde superior de la entalladura en la pared de reactor cilfndrico sirva simultaneamente de presa de desbordamiento para el lfquido de proceso, y el lfquido de proceso desbordante se separe del material de proceso actualmente procesado.
  3. 3. Procedimiento segun la reivindicacion 2, caracterizado por que la electroporacion se lleva a cabo en un reactor de electroporacion, en el que por lo menos un par de electrodos esta formado por un material inerte frente al desgaste mecanico y qufmico, con buena conductividad electrica y sin aislamiento, empotrado en las paredes laterales de la carcasa en el area de la zona de reaccion en la pared de material dielectrico, y, por medio de la conexion de por lo menos un generador de impulsos electricos unipolar o bipolar, se ha conectado una tension 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 operacion bipolar.
  4. 4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la electroporacion se lleva a cabo en un bano Marfa con una conductividad especffica comprendida entre 0,5 y 5 mS/cm, preferentemente entre 1 y 2 mS/cm.
  5. 5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que entre los electrodos del dispositivo de electroporacion se aplica una diferencia de potencial comprendida entre 50 y 300 kV, preferentemente entre 200 y 280 kV.
  6. 6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que entre los electrodos del dispositivo de electroporacion se ajusta una intensidad de corriente comprendida entre 2.000 y 7.000 A.
  7. 7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la densidad de corriente en la zona de reaccion esta comprendida entre 50 y 450 kA/m2, preferentemente entre 100 y 200 kA/m2.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
  8. 8. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la electroporacion se lleva a cabo con una frecuencia de impulsos comprendida entre 1 y 30 Hz, preferentemente entre 15 y 25 Hz.
  9. 9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la duracion de impulsos de la energfa electrica pulsada esta comprendida entre 1 y 15 psec, preferentemente entre 2 y 6 psec.
  10. 10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la electroporacion se lleva a cabo con una introduccion especffica de energfa comprendida entre 3 y 10 kJ/kg de rafces tuberosas de Solanum tuberosum, preferentemente entre 5 y 7 kJ/kg de rafces tuberosas de Solanum tuberosum.
  11. 11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que la temperatura de los banos de inmersion se ajusta uno independientemente del otro en un intervalo comprendido entre 5°C y 30°C.
  12. 12. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina, en particular de sustancias de entre el grupo constituido por asparagina, glucosa y fructosa, con retencion optima de la estructura celular solida y sin que sea posible extraer de las celulas por lavado una cantidad considerable de almidon, cuyo material puede prepararse por medio de un procedimiento de electroporacion, que comprende las siguientes etapas de procedimiento:
    - proporcionar las rafces tuberosas de Solanum tuberosum, preferentemente lavadas y peladas,
    - someter las rafces tuberosas de Solanum tuberosum a una electroporacion irreversible,
    - obtener las rafces tuberosas de Solanum tuberosum con una cantidad reducida de sustancias celulares que forman acrilamida y/o melanoidina,
    - en caso necesario, trocear las rafces tuberosas de Solanum tuberosum, y
    - en caso necesario, lavar las rafces tuberosas de Solanum tuberosum, siendo las rafces tuberosas de Solanum tuberosum transportadas a por lo menos uno o varios banos de inmersion y siendo lavadas allf, haciendo funcionar por lo menos un bano de inmersion preferentemente a contracorriente, siendo la perdida de materia, que se produce cuando las rafces tuberosas de Solanum tuberosum se lavan en los banos de inmersion, de un 7% en peso o menos,
    - y, en caso necesario, someter las rafces tuberosas de Solanum tuberosum troceadas y lavadas a un procesamiento posterior.
  13. 13. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun la reivindicacion 12, caracterizadas por que la electroporacion se lleva a cabo en un bano Marfa con una conductividad especffica comprendida entre 0,5 y 5 mS/cm, preferentemente entre 1 y 2 mS/cm.
  14. 14. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun la reivindicacion 12 o 13, caracterizadas por que entre los electrodos del dispositivo de electroporacion se aplica una diferencia de potencial comprendida entre 50 y 300 kV, preferentemente entre 200 y 280 kV.
  15. 15. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizadas por que entre los electrodos del dispositivo de electroporacion se ajusta una intensidad de corriente comprendida entre 2.000 y 7.000 A.
  16. 16. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizadas porque la densidad de corriente en la zona de reaccion esta comprendida entre 50 y 450 kA/m2, preferentemente entre 100 y 200 kA/m2.
  17. 17. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizadas por que la electroporacion se lleva a cabo con una frecuencia de impulsos comprendida entre 1 y 30 Hz, preferentemente entre 15 y 25 Hz.
  18. 18. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizadas por que la duracion de impulsos de la energfa electrica pulsada esta comprendida entre 1 y 15 psec, preferentemente entre 2 y 6 psec.
  19. 19. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 18, caracterizadas por que la electroporacion se lleva a cabo con una introduccion especffica de energfa comprendida entre 3 y 10 kJ/kg de rafces tuberosas de Solanum tuberosum, preferentemente entre 5 y 7 kJ/kg de rafces tuberosas de Solanum tuberosum.
  20. 20. Rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizadas por que la temperatura de los banos de inmersion se ajusta uno independientemente del otro en un intervalo comprendido entre 5°C y 30°C.
    5 21. Producto para picar o aperitivo o producto de patata con una cantidad reducida de sustancias celulares que
    forman acrilamida y/o melanoidina, que pueden prepararse a partir de rafces tuberosas de Solanum tuberosum segun una de las reivindicaciones 12 a 20.
  21. 22. Producto para picar o aperitivo o producto de patata segun la reivindicacion 21, con un contenido de acrilamida 10 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 electroporacion.
    15
    20
  22. 23. Dispositivo para la realizacion del procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 11 y para la preparacion de un producto para picar o aperitivo o producto de patata segun la reivindicacion 21 o 22, que comprende
    - unos dispositivos para el transporte de rafces tuberosas de Solanum tuberosum (1),
    - un reactor de electroporacion (2),
    - una instalacion de corte (3),
    - una freidora (5), asf como,
    - en caso necesario, por lo menos un bano de inmersion (4).
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