ES2427614T3 - Harina de avena o de cebada soluble y procedimiento de fabricación utilizando enzimas - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento de producción de una harina de avena o cebada soluble que comprende: combinar en un pre-acondicionador una mezcla de partida de harina de avena o de cebada completa y unasolución de enzimas adecuada para formar una mezcla de enzimas de partida que tiene un nivel de humedad del25 al 40%, en el que una solución de enzimas adecuada incluye -amilasa. calentar la mezcla de enzimas de partida a entre 48,8ºC y 93,3ºC durante una cantidad efectiva de tiempo paraempezar a hidrolizar las moléculas de almidón en la harina de avena o de cebada; añadir la mezcla a una extrusora, y extruir la mezcla durante un tiempo suficiente para continuar hidrolizando elalmidón y para gelatinizar y cocer la mezcla para formar la harina de avena o cebada soluble, en el que la mezclapermanece en la extrusora durante 1-1,5 minutos y la extrusión ocurre a una temperatura de barril de entre 60º-121,1ºC .

Description

Harina de avena o de cebada soluble y procedimiento de fabricación utilizando enzimas
Campo de la invención
La presente invención se refiere, en general, a harina de avena o de cebada soluble. Más específicamente, la presente invención se refiere a procedimientos de fabricación de harina de avena o de cebada soluble.
Antecedentes
La avena ha sido durante muchos años un elemento básico de la dieta humana debido a sus beneficios para la salud. Por ejemplo, numerosos estudios han mostrado que comer avena todos los días puede ayudar a reducir el colesterol en la sangre, a reducir el riesgo de enfermedades del corazón, a promover flujos sanguíneos saludables, así como a mantener niveles saludables de presión sanguínea. Además, la avena tiene un alto contenido de hidratos de carbono complejos y fibras, lo que facilita una digestión lenta y unos niveles estables de glucosa en la sangre.
Con el agitado estilo de vida de hoy en día, los consumidores exigen comodidad, tal como la portabilidad y facilidad de preparación. Los consumidores desean avena a partir de una diversidad de fuentes de alimentos, incluyendo bebidas y alimentos de conveniencia, tales como barras, galletas, galletitas, batidos, etc.
Se desea preparar un producto de avena completa que tenga fibra soluble suficiente para cumplir con el umbral FDA necesario para justificar una declaración de propiedades saludables. Por ejemplo, un producto de avena completa debe tener 0,75 g de fibra soluble beta-glucano por ración de alimento. Para preparar una bebida de avena que contenga al menos 0,75 g de fibra de avena soluble por ración (aproximadamente de 18 g de avena completa), debe usarse harina de avena altamente soluble. Tradicionalmente, la harina altamente soluble es preparada usando enzimas tales como aamilasa. A continuación, la harina de avena tratada con enzimas es secada en tambor o mediante pulverización. Este procedimiento se realiza en al menos dos etapas y, tradicionalmente, es caro y produce la harina de avena soluble en tasas bajas. Por ejemplo, se prepara un lote de suspensión de harina (avena) y agua (70-90% de contenido de humedad). A continuación, se añaden la enzima o enzimas a la suspensión y se mantiene en condiciones óptimas de reacción de enzimas seguido de un procedimiento de desactivación de enzimas. A continuación, la suspensión es transferida a un secador de tambor o pulverizador.
De manera similar, la cebada se ha convertido en un elemento básico deseado de la dieta humana por razones de salud y se desean medios adecuados para procesar y preparar productos que contienen cebada.
El documento US 4.996.063 divulga un procedimiento de preparación de una composición dietética, con fibra, soluble a partir de avenas.
El documento WO 92/10106 divulga composiciones dietéticas, con fibra, solubles y un procedimiento de preparación.
El documento EP 0634106 A1 divulga un procedimiento de tratamiento de fibra dietética soluble en agua con betaglucanasa. El documento US2008/0260909 divulga polvo en grano , aglomerado, secado por pulverización, hidrolizado, y productos alimenticios bebibles.
Resumen
Los aspectos de la presente invención se refieren al uso de enzimas para pre-condicionar la harina de avena completa antes de un procedimiento de extrusión (cocción continua). La harina de avena tratada con enzimas es preparada combinando una mezcla de partida de harina de avena completa y una enzima adecuada y, a continuación, calentando la mezcla. Después de una cantidad adecuada de tiempo para empezar a descomponer e hidrolizar la harina de avena
o de cebada, la mezcla tratada con enzima es sometida, a continuación, al procedimiento de extrusión para continuar descomponiendo e hidrolizando la harina de avena o de cebada y además para gelatinizar y cocer la mezcla. De esta manera, la harina de avena o de cebada soluble es preparada a bajo costo y altas tasas en comparación con los procedimientos tradicionales.
Descripción detallada
La presente invención se refiere a harina de avena o de cebada soluble y a un procedimiento de producción de harina de avena o de cebada soluble usando un pre-acondicionador y un extrusor según las reivindicaciones. El procedimiento es más fácil y menos caro, y requiere menos tiempo que los procedimientos de la técnica anterior.
Inicialmente, la harina de avena o de cebada tratada con enzimas es preparada combinando una mezcla de partida de harina de avena o de cebada completa y una solución de enzimas adecuada en un pre-acondicionador y, a continuación, calentando la mezcla. Después de una cantidad adecuada de tiempo para empezar a descomponer e hidrolizar la harina de avena o cebada, la mezcla tratada con enzimas es sometida, a continuación, a un procedimiento
de extrusión para continuar descomponiendo e hidrolizando la harina de avena o cebada y para gelatinizar y cocer la mezcla.
Se prepara una mezcla de partida que contiene harina de avena o de cebada completa, azúcar granulado, opcionalmente una maltodextrina, y al menos un antioxidante.
La harina de avena o de cebada completa está presente en una cantidad del 50% al 95 en peso del peso total de la composición de partida. En aspectos adicionales, la harina de avena o de cebada completa está presente en cantidades del 80% al 95% en peso, o del 90% al 95% en peso.
El azúcar puede ser cualquier azúcar adecuado conocido por las personas con conocimientos en la materia. Los ejemplos no limitativos de azúcares incluyen sacarosa, fructosa, dextrosa, otros azúcares conocidos en la técnica, y sus combinaciones. Típicamente, el azúcar está presente en una cantidad de aproximadamente el 3% a aproximadamente el 15% en peso del peso total de la composición de partida. En aspectos adicionales, el azúcar está presente en cantidades del 3% al 7% en peso.
La maltodextrina puede estar presente en una cantidad del 0% al 15% en peso del peso total de la composición de partida. En aspectos adicionales, la maltodextrina está presente en cantidades del 3% al 7% en peso.
El antioxidante puede ser cualquier antioxidante adecuado, tal como tocoferoles naturales o antioxidantes artificiales mixtos tales como BHT y BHA. El antioxidante está presente en una cantidad del 0,1% al 2% en peso. En aspectos adicionales, el antioxidante está presente en cantidades del 0,25% al 0,75% en peso.
La enzima puede ser cualquier enzima adecuada para hidrolizar el almidón en la harina de avena o cebada y no cambia o afecta negativamente al beta-glucano que está presente en la harina de avena o de cebada. Las enzimas adecuadas incluyen a-amilasa. La determinación de si el beta-glucano ha cambiado por la hidrólisis puede realizarse mediante cualquier procedimiento adecuado, tal como analizando la estructura del beta-glucano. Esto puede realizarse mediante espectroscopía de masas por dispersión de luz láser. La enzima es añadida al agua para formar una solución de agua y enzima. A continuación, la solución de enzima-agua es combinada con la mezcla de partida en el preacondicionador.
La mezcla de partida y la solución de enzimas se calientan a entre aproximadamente 48,8ºC y 93,3ºC (120ºF y 200ºF) y, particularmente, a entre 60ºC y 82,2ºC (140ºF y 180ºF) durante una cantidad eficaz de tiempo para empezar a hidrolizar (descomponer) las moléculas de almidón en la harina de avena o de cebada en fracciones de polisacáridos.
La mezcla de partida y la solución de enzimas pueden ser mezcladas en un pre-acondicionador, tal como un mezclado a alta velocidad que permite que se añada líquido a la harina que fluye libremente. La salida es una mezcla de harina humedecida, que fluye libremente, que tiene un contenido de humedad del 25 al 40%. El tiempo de residencia es el tiempo suficiente para obtener el resultado deseado.
Posteriormente, la mezcla tratada con enzimas es añadida a una extrusora (cocedor continuo) para continuar a descomponiendo e hidrolizando el almidón y gelatinizando y cociendo el almidón. La mezcla permanece en la extrusora durante un tiempo suficiente para gelatinizar y cocer el almidón, de 1 a 1,5 minutos. Generalmente, el material es calentado desde una temperatura inicial de entrada a una temperatura final de salida con el fin de proporcionar la energía para la gelatinización del almidón.
La gelatinización del almidón requiere agua y calor. El rango de temperaturas de gelatinización para las avenas es de 53-59ºC (127ºF a 138ºF). Si la humedad es menor del 60%, entonces se requieren temperaturas más altas. La extrusión ocurre a temperaturas de cilindro de entre 60ºC-121,1ºC (140ºF y 250ºF). Las temperaturas de masa son de aproximadamente 100ºC y 126,6ºC (212ºF y 260ºF).
Puede aplicarse calor a través de la pared del cilindro del extrusor, tal como con una camisa alrededor del cilindro a través de la cual se hace circular un medio caliente tal como vapor, agua o aceite, o calentadores eléctricos incluidos en el barril. También se genera calor dentro del material mediante fricción conforme se mueve dentro de la extrusora. El cizallamiento es controlado por el diseño del tornillo o los tornillos de la extrusora y la velocidad del tornillo. La viscosidad es una función de la estructura del almidón, la temperatura, el contenido de humedad, el contenido de grasa y el cizallamiento.
Se aplica un bajo cizallamiento a la mezcla en la extrusora. Debido a que la enzima ha acondicionado previamente el almidón, no se requiere alto cizallamiento para este procedimiento. El alto cizallamiento puede dextrinizar el almidón, reduciendo demasiado su peso molecular. También puede aumentar en exceso la temperatura de la masa, que puede quemarla resultando en un sabor de grano demasiado cocido.
El procedimiento busca un equilibrio mediante la limitación de la temperatura de la masa para evitar el sabor de grano demasiado cocido y el mantenimiento de la enzima activa y, a continuación, aumentando la temperatura para
desactivar la enzima. Un procedimiento de extrusión de bajo cizallamiento se caracteriza, en relación con la extrusión de alto cizallamiento, por la alta humedad y un diseño de tornillo de bajo cizallamiento versus baja humedad y un diseño de tornillo de alta cizalladura.
Puede usarse cualquier extrusora adecuada, incluyendo extrusoras de un único tornillo adecuado o de doble tornillo. Las velocidades de extrusión, típicas, pero no limitativas, del tornillo son 200-300 rpm.
El producto resultante puede ser peletizado usando un extrusor de formación y secado, típicamente a entre el 1,5 y el 10%, por ejemplo, entre el 6,5 y el 8,5%, de contenido de humedad. Los gránulos pueden ser granulados a un máximo del 85% a través de un tamiz US 30.
El producto granulado puede ser usado en bebidas, tales como bebidas listas para beber, jugos de frutas, bebidas lácteas y refrescos carbonatados, y diversos productos alimenticios, tales como barritas, cereales, postres, batidos, bebidas en polvo, galletas, galletitas saladas, etc. La harina de avena o de cebada soluble puede ser usada también para elaborar productos alimenticios suaves, tales como helados y yogur suaves. Esta lista no es exhaustiva y una persona con conocimientos en la materia reconocería que la harina de avena o de cebada soluble puede ser añadida a otras bebidas y productos alimenticios según la invención.
Una bebida contiene, por ejemplo, del 1% al 25% de harina de avena o de cebada soluble del 70% al 95% de agua total, típicamente del 75% al 90% de agua total, en base al peso de los la bebida total bebible. El resto puede contener edulcorantes, saborizantes, frutas y otros materiales, según se desee.
El agua debería ser adecuada para su uso en alimentación. El agua total puede provenir, en parte o en su totalidad, de otras partes de alimento bebible, especialmente si se usa leche, jugos u otros componentes que contienen agua. Por ejemplo, la leche puede ser un producto lácteo (por ejemplo, entera, 2%, 1%, o desnatada) o no lácteo (por ejemplo, soja). La leche puede ser producida también a partir de leche en polvo y agua.
La bebida puede incluir también un componente de fruta. El componente de fruta puede incluir jugo de fruta, yogur que contiene fruta, puré de fruta, fruta fresca, conservas de frutas, sorbete de fruta, helado de fruta, fruta en polvo seca y sus combinaciones. Típicamente, el componente de fruta tiene partículas suficientemente pequeñas de manera que el componente pueda ser ingerido con seguridad sin masticar. El componente de fruta y/o un acidulante añadido pueden ser ajustados para obtener un pH deseado, por ejemplo, un pH de menos de aproximadamente 4,6.
Los productos alimenticios incluyen cereales y barritas de golosina listas para comer. Una cantidad adecuada del producto granulado es añadida a la mezcla alimenticia.
Pueden añadirse ingredientes adicionales a los productos de bebidas y alimentos. Dichos ingredientes pueden incluir ingredientes no basados en cereales. Por ejemplo, pueden incluirse agentes aromatizantes, agentes colorantes, edulcorantes, sal, así como vitaminas y minerales. En una realización de la invención, se añaden agentes saborizantes tales como fresa, chocolate o canela para mejorar el sabor del producto. Otro agente aromatizante de frutas puede ser útil también para proporcionar diferentes sabores al producto alimenticio, por ejemplo, fresa, mango y plátano y sus mezclas. Pueden usarse especias, en particular, canela. Además, puede usarse cualquier sabor o sabores deseados. Pueden añadirse edulcorantes artificiales o naturales adecuados al producto alimenticio para proporcionar un dulzor deseado. Por ejemplo, puede usarse azúcar moreno, azúcar de arce o azúcar de fruta. El componente alimenticio no basado en granos puede ser añadido en el intervalo del 10 al 75% en peso del peso total del producto.
Otros ingredientes opcionales son, pero no se limitan a, sal, hidrocoloides, polisacáridos, espesantes, cafeína, productos lácteos, sólidos de café, sólidos de té, hierbas, compuestos nutracéuticos, electrolitos, vitaminas, minerales, aminoácidos, conservantes, alcohol, colorantes, emulsionantes y aceites, tal como se conoce en la técnica.
La harina de avena o de cebada soluble incluye fibra soluble beta glucano, tales como beta-1,3-glucano, beta-1,6glucano o beta-1,4-glucano o sus mezclas. Además del beta glucano presente de forma natural en la avena, también se puede añadir un beta glucano aprobado por la FDA. En ciertas realizaciones, la harina de avena contiene preferiblemente al menos el 3% al 5% o del 3,7% al 4% de beta glucano. En ciertas realizaciones, el producto líquido que contiene harina de avena contiene del 0,1% al 1,5% de beta glucano, o del 0,8% al 1,3% de beta glucano. Otras cantidades de beta glucano también son útiles.
Tal como se ha descrito, la presente invención proporciona una bebida potable y bebible y productos alimenticios sanos que son convenientes para consumir sobre la marcha, haciéndolos especialmente atractivos para los consumidores con el agitado estilo de vida de hoy en día.
Ejemplo 1
Una fórmula de mezcla de harina para el procedimiento de extrusión.
Ingrediente
%
Harina de avena completa
89,35
Azúcar
5,00
Maltodextrina
5,00
Tocoferoles mixtos
0,50
a -amilasa
0,15
Total
100,00
Fuente de a-amilasa: Valley Research – Validase® BAA 1000L
Ejemplo 2
Típicamente, una fórmula de galletita se fabrica a partir de harina de trigo o gluten de trigo completa. Por el contrario, la fórmula sería remplazada con esta harina de avena hidrolizada para mejorar los beneficios nutricionales (salud cardíaca), así como proporcionar una resistencia adecuada a la masa a ser laminada y cortada en galletitas. La fórmula
10 incluiría:
Almidón de maíz modificado
10,00
Harina de avena, hidrolizada
48,00
Copos de avena, estilo antiguo
17,00
Azúcar moreno, de flujo libre
12,00
Polvo de malta, Briess # 10001
4,00
Lecitina, polvo, Centrolex F
2,00
Fosfato de sodio y aluminio
0,80
Bicarbonato de sodio
0,70
Sal, harina
0,60
Aceite de maíz, con TBHQ, ADM
5,00
Total
100,00
Ejemplo 3
Una fórmula para helado de avena
Ingrediente
%
2% de leche
87,0
Harina de avena, hidrolizada
6,5
Azúcar
5,4
Cacao en polvo
0,8
Sabor
0,2
Almidón modificado
0,1
Total
100,00

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de producción de una harina de avena o cebada soluble que comprende:
    combinar en un pre-acondicionador una mezcla de partida de harina de avena o de cebada completa y una solución de enzimas adecuada para formar una mezcla de enzimas de partida que tiene un nivel de humedad del 25 al 40%, en el que una solución de enzimas adecuada incluye a-amilasa.
    calentar la mezcla de enzimas de partida a entre 48,8ºC y 93,3ºC durante una cantidad efectiva de tiempo para empezar a hidrolizar las moléculas de almidón en la harina de avena o de cebada;
    añadir la mezcla a una extrusora, y extruir la mezcla durante un tiempo suficiente para continuar hidrolizando el almidón y para gelatinizar y cocer la mezcla para formar la harina de avena o cebada soluble, en el que la mezcla permanece en la extrusora durante 1-1,5 minutos y la extrusión ocurre a una temperatura de barril de entre 60º121,1ºC .
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la mezcla de partida de harina de avena o de cebada completa comprende harina de avena o de cebada completa, azúcar granulado, y al menos un antioxidante, preferiblemente
    en el que la mezcla de partida de harina de avena y de cebada completa comprende una maltodextrina.
  3. 3.
    Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la mezcla de partida de harina de avena o de cebada completa comprende del 50 al 100% de harina de avena o de cebada completa, del 0 al 15% de azúcar granulado, del 0 al 15% de maltodextrina, y una cantidad eficaz de al menos un antioxidante, preferiblemente
    en el que la mezcla de partida de harina de avena o cebada completa comprende del 80 al 100% de harina de avena o de cebada completa, o
    en el que la mezcla de partida de harina de avena o cebada completa comprende del 90 al 95% de harina de avena o de cebada completa.
  4. 4.
    Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además la formación de harina de avena o de cebada soluble peletizada, que comprende además, preferiblemente, granular la harina de avena o de cebada soluble peletizada.
  5. 5.
    Procedimiento según la reivindicación 1
    en el que la extrusión se produce a una temperatura de masa de 100ºC a 126,6ºC , o
    en el que la mezcla de enzimas de partida es calentada a 60ºC a 82,2ºC .
  6. 6.
    Procedimiento de preparación de una bebida o un producto alimenticio que contiene una harina de avena o de cebada soluble, que comprende producir una harina de avena o de cebada soluble según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones anteriores y añadir la harina de avena o de cebada soluble a una bebida o un producto alimenticio.
  7. 7.
    Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la bebida está seleccionada de entre el grupo que consiste en zumos de frutas, bebidas lácteas y refrescos carbonatados, preferiblemente
    en el que la harina soluble es añadida para proporcionar una bebida que tiene del 1 al 25% de fibra soluble en base al peso total de la bebida.
  8. 8.
    Producto alimenticio o bebida obtenible según el procedimiento según la reivindicación 6 ó 7.
  9. 9.
    Procedimiento según la reivindicación 6, en el que el producto alimenticio está seleccionada de entre el grupo que consiste en barras, cereales, pasteles, batidos, helados, galletas y galletitas saladas.
  10. 10.
    Una harina de avena o de cebada soluble según cualquiera de las reivindicaciones 1-5.
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