ES2554372T3 - Producto alimenticio que comprende probióticos y un monoácido débil protonado - Google Patents

Producto alimenticio que comprende probióticos y un monoácido débil protonado Download PDF

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Abstract

Procedimiento de fabricación de un producto alimenticio fresco, que comprende una concentración estable de probióticos vivos que producen gustos falsos y/o gas en la matriz inicial del producto alimenticio, estando dicho procedimiento caracterizado por que comprende las etapas siguientes: a) la adición de 1 a 50 g/l de ácido láctico como monoácido débil alimentario en dicha matriz inicial; b) la medición del pH del producto obtenido en la etapa a); c) el ajuste del pH del producto obtenido en la etapa b) a un pH diana comprendido entre 3 y 4, preferentemente comprendido entre 3,4 y 4, más preferentemente comprendido entre 3,4 y 3,7, por adición de un ácido alimentario más fuerte que el monoácido débil alimentario añadido en la etapa a) si el pH medido en la etapa b) es superior al pH diana, o la adición de una base alimentaria si el pH medido en la etapa b) es inferior al pH diana; y d) la adición de probióticos vivos al producto obtenido en la etapa c), de manera que dicho producto alimenticio: contenga de 1 a 20 g/l de ácido láctico protonado [HA] al final de su fabricación tal como se calcula mediante la ecuación siguiente:**Fórmula** en la que [HA] representa la concentración de monoácido débil protonado alimentario y [HA]Tot representa la concentración de monoácido débil alimentario, en forma protonada y no protonada, a un pH comprendido entre 3 y 4, y se conserva a una temperatura comprendida entre 0 y 15ºC, preferentemente entre 4 y 10ºC.

Description

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DESCRIPCION
Producto alimenticio que comprende probioticos y un monoacido debil protonado.
La presente invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion de un producto alimenticio fresco a base de zumos vegetales y/o de leche, que comprende una concentracion estable de probioticos vivos que producen gustos falsos y/o gases en la matriz inicial del producto alimenticio, que contiene de 1 a 20 g/l de acido lactico protonado y que tiene un pH comprendido entre 3 y 4.
La ingestion de microorganismos vivos denominados probioticos, de los que algunas cepas de bacterias, en particular las que pertenecen al genero Lactobacillus, son particularmente beneficiosos para la salud. En efecto, son objeto de numerosos estudios que demuestran unos efectos clfnicos preventivos en unos campos variados (por ejemplo en los campos de manifestaciones alergicas, de diarreas infecciosas, de enfermedades inflamatorias) y sobre algunas funciones fisiologicas (por ejemplo la digestion de la lactosa, el transito intestinal, la inmunidad). Estos probioticos son capaces en particular de favorecer un buen funcionamiento de la flora intestinal, que es susceptible de ser de interes para la poblacion general. En efecto, estas bacterias producen, entre otros, unas bacteriocinas y acido lactico que aumentan indirectamente la digestibilidad de los alimentos, que favorecen el peristalismo intestinal, y aceleran la evacuacion de las heces. Ademas, estas bacterias producen ciertas vitaminas del complejo B, y favorecen en general la absorcion de las vitaminas y minerales, disminuyen el colesterol sangufneo, refuerzan el sistema inmunitario y recubren las mucosas intestinales a fin de protegerlas contra la invasion y las actividades de microorganismos perjudiciales.
De este modo, desde hace varios anos, las industrias agroalimentarias tienden a incorporar tales bacterias en sus productos.
Tales productos adicionados de bacterias son tradicionalmente unos productos lacteos, pero otros productos alimenticios, especialmente a base de vegetales y en particular de frutas, son interesantes de desarrollar para el mercado de la industria agroalimentaria.
Unos productos alimenticios a base de frutas y adicionados de bacterias del genero Lactobacillus son ya conocidos en el estado de la tecnica, por ejemplo en la solicitud de patente internacional WO 00/70972, y la solicitud de patente europea EP 0113055.
Sin embargo, en unos productos alimenticios a base de frutas adicionados de lactobacillus, se ha podido observar un crecimiento y/o una actividad bacteriana que induce durante el almacenamiento de los productos una alteracion de sus cualidades por una produccion de gas y de gustos artficiales que los hacen inadecuados para el consumo.
En efecto, numerosos micro-organismos son, por ejemplo, capaces de descarboxilar unos acidos cinamicos sustituidos tales como el acido trans-4-hidroxi-3-metoxi-cinamico (acido ferulico) y el acido trans-4-hidroxi-cinamico (acido p-cumarico) que pueden estar presentes en la leche o en los zumos vegetales para formar respectivamente los dos compuestos volatiles siguientes: el 3-metoxi-4-hidroxiestireno (4-vinil-guayacol) y el 4-hidroxiestireno (4-vinil- fenol). Estas moleculas son responsables de gustos falsos de tipo "fenolico, ahumado, guantes, medicinal, etc.". Las actividades acido p-cumarico y acido ferulico descarboxiladas se han detectado en las bacterias del genero Lactobacillus. En particular, los Lactobacillus conocidos para estas actividades son los siguientes: L. brevis, L. crispatus, L. fermentum, L. plantarum, L. pentoses, L. paracasei (Van Beek, S y Priest FG - 2000 - Decarboxylation of subsituted cinnamic acids by lactic acid bacteria isolated during malt whisky fermentation - Applied and Environmental Microbiology, 66 (12): 5322-8). Asf, por medio de unas vfas de biotransformacion, unas cepas de Lactobacillus son capaces de generar gustos falsos a partir de acidos fenolicos.
Ademas, numerosas cepas de los generos Leuconostoc, Streptococcus y Lactobacillus son tambien capaces de degradar el malato, el citrato, el piruvato, el fumarato, el tartrato y el gluconato, que pueden estar presentes en la leche o en los zumos vegetales para producir gas (Hegazi F.Z., Abo-Elnaga I.G., 1980. Degradation of organic acids by dairy lactic acid bacteria. Mikrobiologie der Landwirtschaft der Technologie und des Umweltschutzes, 135 (3), 212). Asf, por ejemplo, unos acidos organicos tales como el acido malico o el acido cftrico, cuando estan degradados, al menos que esta asimilacion se acompane de una produccion demasiado alta de acetato que genere el tambien gustos falsos, no plantean esta problematica de generacion de gustos desagradables para el consumidor. Sin embargo, la asimilacion de estos acidos organicos por unas cepas bacterianas producira esta vez CO2 que hinchara el embalaje del producto. En efecto, estos acidos organicos son naturalmente metabolizados por ciertas especies de Lactobacillus para producir piruvato (el compuesto central de los ciclos metabolicos tal como el metabolismo carbonado) y CO2; ademas, el piruvato esta a su vez sujeto a descarboxilaciones que aumentan aun mas el porcentaje de CO2 producido.
Un producto alimenticio a base de frutas de tipo bebida o pure de frutas y que comprende probioticos vivos estables tendra como ventaja aportar al consumidor los beneficios de los frutas y de los probioticos.
El Plan Nacional de Nutricion y Saluz recomienda el consumo mfnimo de cinco porciones de frutas y verduras por
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dfa. Las observaciones llevadas a cabo por numerosos cientfficos muestran que consumir mas frutas y verduras permite en particular reducir el porcentaje de colesterol, los aportes lipfdicos, y limitar la prevalencia de la obesidad en los ninos.
Un producto alimenticio a base de leche y que comprende unos probioticos vivos estables tendra como ventaja aportar al consumidor los beneficios de un producto lacteo y unos probioticos.
Varios estudios cientfficos sugieren que los probioticos pueden desempenar tambien un papel de primer plano en la salud. Cada cepa de probiotico puede ofrecer unos beneficios para la salud especfficos. Se puede encontrar entre estos beneficios para la salud: una mejora del funcionamiento del sistema digestivo y un refuerzo de las defensas naturales. Algunos probioticos actuan absorbiendo unas protefnas y otros producen vitaminas. Algunos pueden tambien producir unos compuestos que luchan contra la propagacion de bacterias patogenas y pueden asf desempenar un papel en el ecosistema intestinal.
Serfa deseable para la industria agroalimentaria poder preparar tales productos alimenticios, sin problemas de gustos falsos y de gas, y es el objeto de la presente invencion.
Los inventores han descubierto que adicionando la matriz inicial del producto alimenticio que comprende unos probioticos que, naturalmente, producen gustos falsos y/o gas en dicha matriz, con el acido lactico como monoacido debil, en una zona de pH definido, este impedfa a los probioticos producir gustos falsos y/o gas en el producto alimenticio.
Sin embargo, los inventores han mostrado asimismo que solo la forma protonada del acido lactico, es decir, en un medio cuyo pH es inferior al pKa del acido lactico como monoacido debil, es eficaz para impedir a los probioticos producir gustos falsos y/o gas en el producto alimenticio.
Estos han podido demostrar que un pH comprendido entre 3 y 4, preferentemente entre 3,4 y 4, mas preferentemente entre 3,4 y 3,7, era necesario para obtener un gusto aceptable para el consumidor, permitiendo al mismo tiempo que un maximo del acido lactico adicionado como monoacidos debiles este en una forma protonada. La presente invencion permite en particular proporcionar unos productos que tengan una concentracion superior al 50% de frutas y que comprendan unos probioticos vivos a una concentracion estable.
Sin embargo, al ser los monoacidos debiles unos acidos, el acido lactico disminuira el pH de una matriz inicial ya acida (tal como los zumos de frutas) por debajo de estos valores de pH deseados (entre 3 y 4). Ademas, los monoacidos debiles tienen tendencia a tener un gusto malo, por lo tanto no es aceptable poner mas de 50 g/l de acido lactico en un producto alimenticio. Por ello, la presente invencion se refiere a un procedimiento de fabricacion de un producto alimenticio fresco que comprende una concentracion estable de probioticos vivos que producen sabores falsos y/o gas en la matriz inicial del producto alimenticio, caracterizado por que contiene de 1 a 20 g/l de acido lactico protonado y por que tiene un pH comprendido entre 3 y 4, que comprende, entre otras, las etapas de ajuste del pH a un pH diana comprendido entre 3 y 4 por adicion de un acido o de una base alimentaria.
Este producto alimenticio fresco que comprende una concentracion estable de probioticos vivos que producen gustos falsos y/o gas en la matriz inicial del producto alimenticio y caracterizado por que contiene de 1 a 20 g/l de acido lactico protonado, y por que tiene un pH comprendido entre 3 y 4, se conserva a una temperatura comprendida entre 0 y 15°C, preferentemente entre 4 y 10°C.
Un producto alimenticio fresco (es decir conservado a una temperatura comprendida entre 0 y 15°C, preferentemente entre 4 y 10°C) preferido en el sentido de la presente invencion, contiene mas de 2,2 g/l y hasta 20 g/l de acido lactico protonado, y su pH esta comprendido entre 3,4 y 4. Tal producto presenta asf un contenido en acido lactico protonado superior a 2,2 g/l, con un maximo de 20 g/l, y un pH superior a 3,4, con un valor maximo de 4.
De manera preferida, esta cantidad de acido lactico protonado es la presente en el producto al final de su fabricacion.
Por producto alimenticio fresco, se entiende designar segun la presente invencion un producto alimenticio que se conservara entre 0 y 15°C, preferentemente entre 4 y 10°C.
Se entiende generalmente por "producto alimenticio fresco" unos productos conservados entre 4 y 8°C, pero es conocido por el experto en la materia que el refrigerador del consumidor esta mas generalmente a una temperatura comprendida entre 4 y 10°C. Es por ello que los productos alimenticios se formulan con el fin de poder ser conservados a tales temperaturas (comprendidas entre 4 y 10°C).
Por probiotico, se entiende designar unos microorganismos vivos que, cuando son ingeridos en cantidad suficiente, ejercen un efecto positivo sobre la salud mas alla de los efectos nutricionales tradicionales.
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Por probioticos vivos, se entiende designar, segun la presente invencion, unos probioticos cuyo porcentaje de supervivencia, despues de 28 dfas, en un producto alimenticio segun la presente invencion es superior al 60% y ventajosamente superior al 80%.
La viabilidad de los probioticos se mide mediante tecnicas de numeracion conocidas por el experto en la materia como, por ejemplo, la numeracion en masa, la numeracion en superficie, las celulas de Malassez, el recuento directo, la turbidez, la nefelometrfa, el recuento electronico, la citometrfa de flujo, la fluorescencia, la impedanciometrfa, el analisis de imagenes.
Por concentracion estable, se entiende designar, segun la presente invencion, una concentracion de probioticos vivos que varfa como maximo el 50%, preferentemente el 10% en una duracion de 35 dfas a partir de la adicion de los probioticos vivos a la matriz inicial del producto alimenticio, a una temperatura de 10°C.
Segun la presente invencion, la concentracion de bacterias en el producto alimenticio es superior a 105, preferentemente superior a 107 UFC/ml, todavfa mas preferentemente superior a 0,5 108 UFC/ml. De manera todavfa mas preferida entre todas, la concentracion esta comprendida entre 0,5 108 y 1,5 108 UFC/ml.
Asf, por ejemplo, a una concentracion inicial del producto alimenticio segun la presente invencion de 108 UFC/ml, una concentracion estable estarfa comprendida entre 0,5 108 UFC/ml y 1,5 108 UFC/ml, preferentemente entre 0,9 108 UFC/ml y 1,1 108 UFC/ml.
En particular, estos probioticos pueden ser unas cepas bacterianas.
Por cepas bacterianas, se entiende designar preferentemente, segun la presente invencion, unas bacterias lacticas, del genero Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp., Streptococcus spp., Lactococcus spp., Leuconostoc spp. y en particular Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium adolescents, Bifidobacteium infantis, Streptococcus thermophilus, Lactococcus lactis, o sus mezclas.
Mas particularmente, las cepas bacterianas preferidas segun la presente invencion son del genero Lactobacillus, o Bifidobacterium, preferentemente Lacrtobacillus plantarum y todavfa mas preferentemente las cepas Lactobacillus plantarum depositadas el 16/03/95 con el numero DSM 9843 en la Deutsche Sammlung von Mikroorganismen von Zellkuturen GmbH, o de las cepas de Lactobacillus plantarum depositadas el 4/04/02 con el numero CNCM I-2845 en la Collection Nationale des Cultures de Microorganismes.
La cepa de Lactobacillus Plantarum depositada el 16/03/95 con el numero DSM 9843 en la Deutsche Sammlung von Mikroorganismen von Zellkuturen GmbH esta comercializada por la companfa PROBI, bajo el nombre de Lactobacillus plantarum 299v®. Esta cepa posee numerosas ventajas para una utilizacion como probiotico en un producto alimenticio a base de frutas:
• responde a los criterios probioticos fijados por la comunidad cientffica.
• esta patentada, caracterizada (RAPD, ribotipificacion) y su clasificacion esta confirmada;
• es GRAS (del ingles "Generally Reconized As Safe");
• esta ya presente en una cantidad de 108 UFC/ml en el producto ProViva® distribuido por Skanemejerier y se consume desde 1994;
• presenta una muy buena supervivencia a un pH acido inferior a 4;
• es amilasa negativa, por lo tanto no degrada la textura del producto final.
Sin embargo, esta cepa tiene tambien varios inconvenientes:
• presenta un fuerte potencial de post-acidificacion
• genera defectos organolepticos importantes relacionados con la sfntesis del acido acetico.
• degrada el acido cftrico (por ejemplo, zumo de limon, zumo de naranja) o el acido malico (por ejemplo zumo de manzana o de pera) con produccion de gas carbonico, lo que da los problemas de hinchamiento posibles, en particular si la cadena del frfo es interrumpida (es decir, superacion de la temperatura en 8°C).
Esta cepa presenta por lo tanto numerosos puntos positivos, pero su utilizacion para la fabricacion de productos
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alimenticios no permite obtener una calidad (en particular organoleptica) aceptable, debido a esta produccion de gustos falsos y/o de gas.
Este es asimismo el caso para la cepa de Lactobacillus plantarum depositada el 4/04/02 con el numero CNCM I- 2845 en la Collection Nationale des Cultures de Microorganismes.
Mas particularmente, los probioticos segun la presente invencion son los probioticos que producen gustos artificviales y/o gas en la matriz inicial del producto alimenticio.
Por matriz inicial del producto alimenticio, se entiende designar, segun la presente invencion, un producto alimenticio, preferentemente leche, zumo vegetal, siendo preferentemente un zumo de frutas o un zumo de verduras, o un zumo de frutas o de verduras reconstituidas a base de concentrado, sin probiotico, no empobrecido de acidos organicos, pero que comprende de manera opcional otras sustancias tales como, por ejemplo, azucar, agua, aromas, colorantes, edulcorantes, agentes anti-oxfgeno, leche, conservantes, agentes de textura, protefnas de origen animal (protefnas de leche, de lactosuero, etc.) o vegetal (soja, arroz, etc.) o unos extractos de vegetales (soja, arroz, etc.).
Asf, por ejemplo, si el producto alimenticio fabricado con la ayuda del procedimiento segun la presente invencion es a base de zumo de frutas, adicionado de probioticos vivos y de monoacido debil protonado, la matriz inicial del producto alimenticio es un zumo de frutas.
Asimismo, otro ejemplo puede ser: si el producto alimenticio fabricado con la ayuda del procedimiento segun la presente invencion es a base de leche, adicionado de probioticos vivos y de monoacido debil protonado, la matriz inicial del producto alimenticio es leche.
Segun la presente invencion, el producto alimenticio es preferentemente a base de una matriz inicial de zumo vegetal y/o de leche. Este producto alimenticio puede ser un producto lacteo fermentado.
Por "productos lacteos fermentados" se entienden mas particularmente unos productos lacteos fermentados listos para el consumo humano, es decir unos alimentos lacteos fermentados.
Aquf, se consideran mas particularmente por este termino las leches fermentadas y los yogures. Dichos alimentos lacteos fermentados pueden alternativamente ser unos quesos blancos o unos "petits-suisses".
Se da a los terminos "leches fermentadas" y "yogures" sus significados habituales en el campo de la industria lactea, es decir unos productos destinados al consumo humano, y que proceden de la fermentacion lactica acidificante de un sustrato lacteo. Estos productos pueden contener unos ingredientes secundarios tales como frutas, vegetales, azucar, etc. Se puede referir, por ejemplo, al Decreto frances n° 88-1203 del 30 de diciembre de 1988 relativo a las leches fermentadas y a los yogures, publicado en el Journal Officiel de la Republique Frangaise el 31 de diciembre de 1988.
Se puede referir tambien al "Codex Alimentarius" (preparado por la Comision del Codex Alimentarius bajo los auspicios de FAO y de la OMS, y publicado por la Division Information de la FAO, disponible en Internet en la direccion
http://www.codexalimentarius.net; vease mas particularmente el volumen 12 del Codex Alimentarius "Normes Codex pour le lait et les produits laitiers", y la norma "CODEX STAN A-1 1(a)-1975").
El termino "leche fermentada" esta asf reservado aquf al producto lacteo preparado con un sustrato lacteo que ha sufrido un tratamiento al menos equivalente a la pasteurizacion, inoculado con unos microorganismos que pertenecen a la especie o a las especies caracterfsticas de cada producto. Una "leche fermentada" no ha sufrido ningun tratamiento que permita sustraer un elemento constitutivo del sustrato lacteo utilizado, y en particular no ha sufrido un escurrido del coagulo. La coagulacion de las "leches fermentadas" no debe obtenerse mediante medios diferentes a los que resultan de la actividad de los microorganismos utilizados.
El termino "yogur", por su parte, esta reservado a la leche fermentada obtenida, segun los usos locales y constantes, mediante el desarrollo de bacterias lacticas termofilas especfficas denominadas Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus, que deben encontrarse vivas en el producto acabado, a razon de al menos 10 millones de bacterias por gramo con respecto a la parte lactea.
En algunos pafses, la reglamentacion permite la adicion de otras bacterias lacticas en la produccion de yogur, y en particular la utilizacion adicional de cepas de Bifidobacterium y/o de Lactobacillus acidophilus y/o de Lactobacillus casei.
Estas cepas lacticas adiciones estan destinadas a conferir al producto acabado diversas propiedades, tales como la propiedad de favorecer el equilibrio de la flora intestinal, o de modular el sistema inmunitario.
En la practica, el termino "leche fermentada" es por lo tanto generalmente utilizado para designar las leches
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fermentadas diferentes de los yogures, y puede tomar, segun los pafses, el nombre de «Kefir», «Kumiss», «Lassi», «Dahi», «Leben», «Filmjolk», «Villi», «Acidophilus milk» por ejemplo.
La cantidad de acido lactico libre contenida en el sustrato lacteo fermentado no debe ser inferior a 0,6 g por 100 g durante la venta al consumidor, y el contenido en materia proteica aportada a la parte lactea no debe ser inferior a la de una leche normal.
La denominacion "queso blanco" o "petit-suisse" esta aquf reservada a un queso no madurado, no salado, que ha sufrido una fermentacion por unas bacterias lacticas unicamente (y ninguna otra fermentacion que la fermentacion lactica).
El contenido en materia seca de los quesos blancos puede ser reducida hasta 15 g o 10 g por 100 g de queso blanco, segun si su contenido en materia grasa es un 25% superior a 20 g, o como maximo igual a 20 g, por 100 g de queso blanco, despues de una desecacion completa. El contenido en materia seca de un queso blanco esta comprendido entre el 13 y el 20%. El contenido en materia seca de un "petit-suisse", por su parte, no es inferior a 23 g por 100 g de "petit-suisse". Esta generalmente comprendida entre el 25 y el 30%. Los quesos blancos y "petit- suisse" son generalmente agrupados bajo la denominacion de "quesos frescos" utilizada de manera habitual en el campo tecnico de la presente invencion.
Por zumo vegetal, se entiende designar, segun la presente invencion, unos zumos de frutas o zumos de verduras, o zumos de frutas o de verduras reconstituidas, a base de concentrado, o unos zumos extrafdos de soja, tonyu, arroz, avena, quinoa, castana, almendra o avellana.
Las frutas preferidas segun la presente invencion son: pera, fresa, melocoton, pina, uva, manzana, albaricoque, naranja, platano, mango, guindas, cereza (dulce), ciruela, ciruela pasa, mora, arandano, frambuesa, pomelo, guayaba, kiwi, fruta de la pasion, papaya, limon, membrillo, baya de escaramujo, litchi, granada, o melon.
De manera preferida, el zumo vegetal es un zumo de frutas.
Por gustos falsos, se entiende un gusto anormal para el producto alimenticio. Un gusto falso es desagradable para el consumidor y por lo tanto no deseado. Asf, a tftulo de ejemplo, se pueden citar para los productos alimenticios fabricados con la ayuda del procedimiento segun la presente invencion, el gusto falso de tipo "terroso-heno" por medio de la fermentacion y la oxidacion del producto, de tipo "vinagre" o de tipo "fenolico, ahumado, guantes, medicinal, etc." por medio del fermento a partir de acidos organicos presentes en el producto, y de tipo "rancio" a traves de la presencia de acidos grasos volatiles.
El gusto falso de tipo "terroso-heno" es la consecuencia de la presencia de compuestos tales como el alfa-terpineol, la acetoina, el inalool, el 4-etilfenl.
El gusto falso de tipo "vinagre" es la consecuencia de la presencia de acido acetico.
Los gustos falsos de tipo "fenolico, ahumado, guantes, medicinal, etc." son la consecuencia de la presencia de compuestos tales como el 3-metoxi-4-hidroxiestireno (4-vinilguayacol) y el 4-hidroxiestireno (4-vinilfenol).
El gusto falso de tipo "rancio" es la consecuencia de la presencia de compuestos tales como el acido benzoico, la 2- nonanona, el acido decanoico, el acido octanoico, el acido dodecanoico.
En el sentido de la presente invencion, unos probioticos que producen gustos falsos son unos probioticos que, por su metabolismo, seran responsables, directa o indirectamente, de la presencia de uno o varios de estos compuestos seleccionados entre el alfa-terpineol, la acetoina, el inalool, el 4-E-fenol, el acido acetico, el 3-metoxi-4- hidroxiestireno (4-vinilguayacol) y el 4-hidroxiestireno (4-vinilfenol), el acido benzoico, la 2-nonanona, el acido decanoico, el acido octanoico, el acido dodecanoico.
Unas notas denominadas "positivas" pueden tambien ser detectadas en el producto, tales como, por ejemplo, unas notas de tipo "naranja" o "afrutado". Estos gustos no son desagradables para el consumidor, por lo tanto no estan comprendidos en los "gustos falsos" segun la presente invencion.
El contenido de moleculas responsables de "gustos falsos" se mide por microextraccion en fase solida (SPME) asociada a un cromatografo en fase gaseosa (CPG) acoplado a un espectrometro de masa (SM). Este procedimiento se ha desarrollado especfficamente y posee una sensibilidad incrementada, teniendo al mismo tiempo una buena reproductibilidad y una buena repetibilidad. La SPME permite una concentracion especffica de las moleculas volatiles dianas para una mejor cuantificacion y una mejor identificacion. La CPG permite la separacion de las moleculas volatiles segun su polaridad y su masa molar y asf obtener unos picos que corresponden a cada molecula. El contenido de cada molecula se expresa en el area del pico, es decir en unidad de absorbancia (UA) proporcional a su concentracion en la muestra. Finalmente, el espectrometro de masa permite por un lado una cierta identificacion de cada molecula a traves de su fragmentacion en iones caracterfsticos y, por otro lado, una segunda
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cuantificacion de las moleculas volatiles en la que el contenido esta, esta vez, expresado en unidad de masa.
Asf, un procedimiento para identificar un probiotico que produce gustos falsos en la matriz inicial del producto alimenticio comprende las etapas siguientes:
a) seleccionar la matriz inicial de interes para el producto alimenticio (por ejemplo leche y/o zumo vegetal)
b) anadir a esta matriz inicial 108 UFC/ml del probiotico a ensayar
c) envasar el producto obtenido en la etapa b) (tetrabrik de carton de tipo tetrabrik de leche, botella de plastico, etc.)
d) despues de 35 dfas, medir la presencia y/o el contenido de moleculas responsables de "gustos falsos" buscados, por ejemplo el 3-metoxi-4-hidroxiestireno (4-vinil-guayacol) y el 4-hidroxiestireno (4-vinilfenol) (o uno de los compuestos citados anteriormente) por microextraccion en fase solida (SPME) asociada a un cromatografo en fase gaseosa (CPG) acoplado a un espectrometro de masa (SM), tal como se ha definido anteriormente,
e) de manera opcional, hacer probar el producto por un grupo de expertos en analisis sensorial que atribuira una nota entre 0 y 3, siendo 0 la nota para "ninguna presencia de gusto falso en el producto probado" y 3 la nota para "presenciad de un gusto falso muy fuerte", solo los productos que tienen una nota comprendida entre 0 y 1 son aceptables organolepticamente,
f) identificar los probioticos que producen gustos falsos en la matriz inicial del producto alimenticio como los anadidos en los productos alimenticios para los cuales se mide en la etapa d) una presencia de moleculas responsables de "gustos falsos" buscados, en particular el 3-metoxi-4-hidroxiestireno (4-vinil-guayacol) y el 4- hidroxiestireno (4-vinilfenol) (o uno de los compuestos citados anteriormente) y/o los que tienen una nota media comprendida entre 1 y 3 en el ensayo del grupo de expertos en analisis sensorial de la etapa e).
Por gas, se entiende designar preferentemente, segun la presente invencion el CO2.
Del mismo modo que para identificar un probiotico que produce gustos falsos, para identificar un probiotico que produce un gas en la matriz inicial del producto alimenticio se utiliza un procedimiento que comprende las etapas siguientes:
a) seleccionar la matriz inicial de interes para el producto alimenticio (por ejemplo leche y/o zumo vegetal)
b) anadir a esta matriz inicial 108 UFC/ml del probiotico a ensayar
c) envasar el producto obtenido en la etapa b) en un envase deformable (tetrabrik de carton tipo tetrabrik de leche, botella de plastico, tarro de yogur, etc.)
d) despues de 35 dfas, medir la presion en el envase
e) de manera opcional, hacer probar el producto por un grupo de expertos que conocen bien este tipo de producto que atribuira una nota entre 0 y 5, siendo 0 la nota para "ninguna presencia de deformacion del envase" y 5 la nota para "deformacion maxima del envase", siendo aceptables solo los productos que tengan una nota comprendida entre 0 y 1,
f) identificar los probioticos que producen gas en la matriz inicial del producto alimenticio como los anadidos en los productos alimenticios para los cuales se mide en la etapa d) una presion en el envase y/o los que tienen una nota comprendida entre 1 y 5 en el ensayo del grupo de expertos que conocen bien este tipo de producto de la etapa e).
Se describe a continuacion un procedimiento de medicion de presion tal como el utilizado en la etapa d):
Despues de la inoculacion de L. plantarum con fuerte concentracion (108 UFC/ml) de un zumo de frutas (zumo de naranja por ejemplo), durante la conservacion del producto en unos envases flexibles hermeticamente cerrados por una tapa flexible (por ejemplo: tarro de yogur, botella de carton, etc.), se puede detectar una liberacion gaseosa. Esta puede por ejemplo estar caracterizada por unas mediciones reologicas (medicion de la resistencia de la tapa al aplastamiento por una fuerza longitudinal) o unas mediciones de presion pinchando directamente a traves de la tapa con una jeringa acoplada a un manometro.
Por aromas, se entiende designar, en el sentido de la presente invencion, unos ingredientes destinados a dar un sabor (es decir un gusto y/o un olor) a un producto alimenticio.
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Las aromas se utilizan con dos objetivos tecnologicos principales:
• o bien refuerzan el sabor natural del producto alimenticio, o lo restituyen parcialmente si es demasiado debil (productos que han perdido una parte de su gusto durante el procedimiento de fabricacion),
• o bien sustituyen un ingrediente que aporta una nota aromatica al producto acabado (por ejemplo: yogur con aroma a fresa).
Segun la presente invencion, los aromas preferidos son: manzana, naranja, frutos rojos, fresa, melocoton, albaricoque, ciruela, frambuesa, mora, grosella, limon, cftricos, pomelo, platano, pina, kiwi, pera, cereza, coco, frutos de la pasion, mango, higo, ruibarbo, melon, multifrutas, frutas exoticas, vainilla, chocolate, cafe, capuchino.
Por colorantes, se entienden unas sustancias capaces de aportar al producto alimenticio, de reforzar o conferir una coloracion.
Segun la presente invencion, los colorantes preferidos son: el beta-caroteno, el carmfn.
Por edulcorante, se entienden unas sustancias capaces de imitar el poder endulzante del azucar sin aportar por ello las calorfas del azucar.
Segun la presente invencion, los edulcorantes preferidos son: aspartamo, acesulfamo K, sacarina, sucralosa y ciclamato.
Por agentes anti-oxfgeno, se entienden unas sustancias capaces de evitar o reducir los fenomenos de oxidacion que provocan, entre otros, la rancidez de las materias grasas o el oscurecimiento de las frutas y verduras cortadas.
Segun la presente invencion, los agentes anti-oxfgeno preferidos son: vitamina E, extracto de romero.
Por leche, se entiende la leche de origen animal (por ejemplo vaca, cabra, oveja) o las leches reconstituidas a partir de ingredientes lacteos.
Por conservantes, se entienden unas sustancias destinadas a ayudar a la conservacion impidiendo la presencia y el desarrollo de microorganismos indeseables (por ejemplo: mohos o bacterias responsables de intoxicaciones alimentarias) en el producto alimenticio final.
Segun la presente invencion, los conservantes preferidos son el acido sorbico, el acido ascorbico y el anhfdrido sulfuroso.
Por agentes de textura, se entienden unas sustancias que permiten mejorar la presentacion o la resistencia del producto alimenticio final. Los agentes de textura pueden ser unos emulsionantes, unos estabilizantes, unos espesantes, o unos gelificantes. Pueden ser utilizados en el producto alimenticio segun la presente invencion solos o en combinacion.
Segun la presente invencion, los agentes de textura preferidos son: la pectina, la semilla de algarrobo, los carragenanos, los alginatos, la goma guar, la goma de xantana, el almidon, los mono- y digliceridos de acidos grasos alimentarios.
Por agua, se entiende de manera opcional el agua osmotizada. El agua osmotizada permite limitar la cantidad de minerales presentes en el producto final, pudiendo los minerales ser responsables tambien de gustos falsos.
El potasio, el cloro, el magnesio y el calcio son, en efecto, bastante amargos en diferentes formas (KCl, NH4CL, CaCl2, acetato de Ca, LiCl, MgSO4, etc.) mientras que el sodio, el litio y el sulfato son mas bien salados y/o acidos segun la forma en la que se encuentran (forma salada: NaCl, Na2SO4, tartrato de Na; forma acida: Na2NO3, acetato de Li; forma salada y acida: acetato de Na, ascorbato de Na, citrato de Na). Ademas de estos efectos directos sobre las cualidades sensoriales de los productos, estos compuestos pueden tambien tener un efecto "salting out" sobre las moleculas volatiles responsables de gustos falsos de tipo "ahumado, fenolico, etc." favoreciendo su paso en fase vapor por encima del producto, aumentando asf la intensidad de los gustos falsos percibidos.
De manera preferida segun la invencion, el producto alimenticio comprende entre 5 y 20 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario, todavfa mas preferentemente de 10 a 20 g/l.
Por monoacido debil alimentario, se entiende designar segun la presente invencion un monoacido debil apto para ser consumido. Se trata aquf del acido lactico.
Por monoacido debil protonado, se entiende designar segun la presente invencion un monoacido debil cuya funcion acida no ha cedido su proton H+.
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Un acido debil es un acido que no se disocia totalmente en agua: cuando un acido debil AH se pone en presencia de agua, tiene lugar la reaccion siguiente: AH + H2O <=> A- + H3O+. La reaccion no es total pero equilibrada.
Un acido debil, despues de ceder un proton H+, se transforma en una base debil.
Un monoacido es un acido que comprende solamente una unica funcion acida.
El monoacido debil en forma protonada puede estar presente naturalmente en la matriz inicial del producto alimenticio, o anadido en la matriz inicial del producto alimenticio mediante un procedimiento segun la presente invencion.
El interes de utilizar unos monoacidos debiles en forma protonada esta relacionado con su actividad antibacteriana que depende de su capacidad para reducir el pH y de su capacidad para liberar un proton. Esta ultima capacidad esta en funcion del pH del medio asf como del valor pKa del acido considerado, que es aquf el acido lactico. Cuando estan en forma protonada, los monoacidos debiles son liposolubles y tienen asf la capacidad de entrar en las celulas microbianas. Una vez en el interior de las celulas, estos monoacidos debiles se encuentran en un medio mas alcalino; de este modo, liberan su proton e inducen una disminucion del pH intracelular. Esta modificacion influye en el metabolismo bacteriano, en particular inhibiendo numerosas actividades enzimaticas y forzando a la bacteria a utilizar su energfa expulsando los protones. Este fenomeno es la primera razon de la disminucion de la actividad bacteriana. Ademas, Russel (1992) propone tambien una explicacion suplementaria basada en la acumulacion intracelular de aniones consiguiente al primer fenomeno (Russell, J. B. 1992. A review: another explanation for the toxicity of fermentation acids at low pH: anion accumulation versus uncoupling. J. Appl. Bacteriol. 73:363-370).
El producto alimenticio fresco fabricado con la ayuda del procedimiento segun la presente invencion contiene preferentemente hasta 7,5 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario, sea cual sea la forma (protonada o no).
De manera preferida, el pH del producto alimenticio esta comprendido entre 3,4 y 3,7.
De manera preferida, los valores de pH mencionados segun la presente invencion son para un producto alimenticio antes del envasado o al final de su fabricacion. En efecto, se puede observar en ciertos casos, y para unos productos especfficos tales como los yogures, una acidificacion del producto alimenticio envasado durante su conservacion. Este fenomeno se denomina post-acidificacion (acidificacion especffica de la conservacion del producto).
Asf, por ejemplo, un producto alimenticio fresco al final de su fabricacion, y antes del envasado que presenta un pH de 4,5 puede, despues del envasado, y tras 30 dfas de conservacion (preferentemente entre 4 y 10°C), presentar un pH de 3,9 debido a la post-acidificacion.
En particular, el producto alimenticio fresco esta compuesto de un 80% de agua. De manera preferida, este producto alimenticio puede ser una bebida, preferentemente a base de zumo de frutas, de zumo de frutas reconstituidas a base de concentrado y/o de leche.
Segun la presente invencion, se puede citar como zumo de frutas, unos zumos de naranja y en particular el NFC (del ingles "Not From Concentrate") 10-12° Brix y como zumo de naranja reconstituido a base de concentrado el FCOJ (del ingles "Frozen Concentrate Orange Juice") a 66° Brix y los otros zumos de frutas concentrados entre 10 y 70° Brix.
Segun la presente invencion, el producto alimenticio comprende entre un 20 y un 99,99% de zumo de frutas, preferentemente entre un 50 y un 99,99% de zumo de frutas.
Segun la presente invencion, los probioticos vivos comprendidos en el producto alimenticio que producen gustos falsos y/o gas en la matriz inicial del producto alimenticio son unos probioticos que degradan unos acidos organicos seleccionados del grupo que comprende: el acido malico, el acido cftrico, el acido tartrico, el acido piruvico, el acido fumarico, y el acido gluconico.
Mas particularmente, estos probioticos tienen la capacidad de degradar estos acidos organicos en CO2 y/o en compuestos que generan gustos falsos.
Todavfa mas particularmente, estos acidos organicos estan contenidos en la matriz inicial del producto alimenticio.
Por acidos organicos, se entiende designar, segun la presente invencion, en particular el acido malico, el acido cftrico, el acido tartrico, el acido piruvico, el acido fumarico o el acido gluconico.
Un procedimiento de identificacion de las cepas que degradan unos acidos organicos puede ser tal como se muestra
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en el ejemplo 1.
La presente invencion tiene por lo tanto por objeto un procedimiento de fabricacion de un producto alimenticio tal como se ha descrito anteriormente, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:
a) la adicion de 1 a 50 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario en la matriz inicial del producto alimenticio;
b) la medicion del pH del producto obtenido en la etapa a);
c) el ajuste del pH del producto obtenido en la etapa b) a un pH diana comprendido entre 3 y 4, preferentemente comprendido entre 3,4 y 4, por adicion de un acido alimentario mas fuerte que el monoacido debil alimentario anadido en la etapa a) si el pH medido en la etapa b) es superior al pH diana o adicion de una base alimentaria si el pH medido en la etapa b) es inferior al pH diana; y
d) la adicion de probioticos vivos al producto obtenido en la etapa c), de manera que dicho producto alimenticio:
contenga de 1 a 20 g/l de acido lactico protonado [HA] al final de su fabricacion, tal como se calcula por la ecuacion siguiente:
imagen1
en la que [HA] representa la concentracion de monoacido debil protonado alimentario y [HA]iot representa la concentracion de monoacido debil alimentario, en forma protonada y no protonada,
a un pH comprendido entre 3 y 4, y
se conserva a una temperatura comprendida entre 0 y 15°C, preferentemente entre 4 y 10°C.
Segun el procedimiento de la presente invencion, en la etapa d) se anaden entre 5.105 y 109 UFC/ml de probioticos vivos, preferentemente entre 0,5.108 y 1,5.108 UFC/ml de probioticos vivos, mas preferentemente 108 UFC/ml.
De manera preferida segun la invencion, se anade en la etapa a) entre 5 y 50 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario.
Por monoacido debil alimentario, se entiende designar, segun la presente invencion, un monoacido debil apto para ser consumido. Se trata aquf del acido lactico.
El producto alimenticio fabricado con la ayuda del procedimiento segun la presente invencion comprende acido lactico en forma protonada. El porcentaje de forma protonada en una cantidad dada de acido lactico como monoacido debil depende del pH del producto en el que se encuentra.
De manera general, la concentracion de acido lactico como monoacido debil en estado protonado esta correlacionada con el valor del pH, segun la formula siguiente:
pH = pKa + logio [A-]/[HA],
en la que
[A-] es la concentracion de la base y [HA] la concentracion de la forma protonada del acido conjugado.
Estas concentraciones se pueden medir facilmente por un experto en la materia, mediante tecnicas de rutina (por ejemplo por HPLC).
Asf, por ejemplo, para obtener 1 g/l de acido lactico protonado, se necesitan inicialmente:
- 1,1 g/l (13 mmoles/l) de acido lactico a pH 3,
- 2,4 g/l (26 mmoles/l) de acido lactico a pH 4.
De este modo, en el procedimiento segun la presente invencion, para obtener un producto alimenticio que comprende entre 1 y 20 g/l, preferentemente mas de 2,2 g/l y hasta 20 g/l de acido lactico protonado, se necesitara
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anadir a la matriz inicial del producto alimenticio una cantidad de acido lactico superior o igual a la cantidad de acido lactico protonado deseada en el producto alimenticio, es decir entre 1 y 50 g/l de acido lactico como monoacido debil.
En efecto, por ejemplo, para obtener 20 g/l (222 mmoles/l) de acido lactico protonado, se necesitan inicialmente:
- 23 g/l (253 mmoles/l) de acido lactico a pH 3,
- 47 g/l (529 mmoles/l) de acido lactico a pH 4.
Por acido alimentario, se entiende designar, segun la presente invencion, un acido apto para ser consumido. Segun la presente invencion, y de manera preferida, el acido alimentario es un acido organico, preferentemente un acido seleccionado entre el acido ortofosforico, el acido cftrico, en particular el acido cftrico monohidratado, el acido ascorbico y el acido malico o sus mezclas. De manera mas preferida, el acido alimentario seleccionado es el acido ortofosforico. Estos acidos son, por supuesto, todos "food grade".
Por base alimentaria, se entiende designar segun la presente invencion una base apta para ser consumida. Segun la presente invencion y de manera preferida, la base alimentaria se selecciona entre NaOH, y unas sales, mas particularmente seleccionadas entre el citrato de amonio, el citrato de calcio, el citrato de sodio, las sales de potasio, el tricalcio dicitrato, y el tampon fosfato.
Segun la presente invencion, el pH diana es preferentemente superior a 3,4 y va hasta 4, con unos valores mas preferidos comprendidos entre 3,4 y 3,7. Segun la presente invencion, es aceptable un margen de error del pH con respecto al pH diana de 0,1.
Ejemplos
Ejemplo 1: Formacion de gas por las cepas L. plantarum DSM 9843 y L. plantarum I-2845 (depositada en la CNCM el 4/04/02) en funcion del zumo de frutas inoculado.
I- Material y procedimientos
1.1. Preparacion de las suspensiones bacterianas e inoculacion de los zumos de frutas
Se realiza un primer precultivo de 2 ml con las cepas DSM 9844 y I-2845. Este precultivo sirve para cultivar al 1% 100 ml de MRS neutro (es decir 108-109 ufc/ml). A partir de este segundo precultivo se cultivan 3x 1 000 ml de MRS neutro (es decir 108-109 ufc/ml).
Para cada cepa, las centrifugaciones (Beckman JA-25, rotor JA-10) se han realizado con los botes de 500 ml de la siguiente manera:
- rellenado de 6 botes con 330 ml de cultivo
- centrifugacion de 10 minutos, 12000 g, 20°C
- eliminacion del sobrenadante y adicion de 165 ml de cultivo
- centrifugacion de 10 minutos, 12000 g, 20°C
- eliminacion del sobrenadante.
Cada residuo obtenido se recoge despues separadamente en el zumo de fruta a probar y la suspension obtenida se reinserta en el tetrabrik de zumo de frutas que se cierra cuidadosamente despues.
1.2. Ensayos de los acidos organicos.
La tecnica elegida consiste en separar los acidos organicos por cromatograffa de intercambios de aniones de alto rendimiento (HPAEC). La deteccion de los acidos organicos se realiza por conductimetrfa supresora (SCD).
El sistema cromatografico utilizado es de la marca DIONEX (tipo DX600) que comprende un sistema de deteccion por conductometrfa supresora. La celula de conductimetrfa termostatada (tipo DS3) se acopla a un sistema de auto- supresion externo ASRS-ULTRA (4 mm). Este supresor electrolftico se ha utilizado con un modo de recirculacion de agua Milli-Q a contracorriente, a un caudal de 4 ml/min (presion de 15 psi aproximadamente).
Una columna de intercambio de aniones de tipo AS11-HC (4mm) esta asociada a una columna de seguridad de tipo AG11-HC. El caudal de elucion es de 1,5 ml/min.
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II. Resultados:
II.1. Recuentos bacterianos
Se realizan unos recuentos bacterianos durante la conservacion de los productos a fin de evaluar la supervivencia de L. plantarum en las matrices de zumo de frutas.
Tabla 1: recuentos bacterianos de L. plantarum durante la conservacion a 10°C de las matrices de zumos de frutas.
Cepa
Tiempo (d) Naranja Manzana Uva
DSM 9843
D0 1,8.109 ufc/ml 1,7.109 ufc/ml 9,5.108 ufc/ml
D5
5,0.109 ufc/ml 5,8.108 ufc/ml 4,1.109 ufc/ml
1-2845
D0 1,1.109 ufc/ml 9,8.108 ufc/ml 6,0.106 ufc/ml
D5
4,5.109 ufc/ml 1,6.109 ufc/ml 3,9.109 ufc/ml
II.2. Puesta en evidencia del consumo de acidos oraanicos durante el almacenamiento
Los ensayos de los acidos organicos se han realizado a 0 y 5 dfas en el mismo momento que los recuentos, y los resultados son sintetizados en la tabla 1.
Tabla 2: metabolitos producidos y acidos organicos consumidos durante la conservacion a 10°C de zumo de frutas que contienen L. plantarum.
Lotes Hinchamiento de la botella pH Lactato producido Acetato producido Malato consumido Citrato consumido
mmol
mmol
mmol
mmol
Zumo de manzana
Control D0 - 3,43 0,00 0,00 0,00 0,00
+ DSM 9843
D5 + + 3,38 27,93 4,44 6,72 0,21
+ I- 2845
D5 + + 3,39 40,86 4,38 21,20 0,19
Zumo de naranja
Control D0 - 3,34 0,00 0,00 0,00 0,00
+ DSM 9843
D5 + + + 3,26 53,79 25,78 11,99 4,91
+ I- 2845
D5 + + 3,27 48,90 15,60 13,26 1,42
Zumo de uva
Control D0 - 3,22 0,00 0,00 0,00 0,00
+ DSM 9843
D5 + + 3,23 40,79 10,38 23,50 2,09
+ I- 2845
D5 + + + 3,24 44,59 8,16 33,87 1,43
Segun los resultados presentados en la tabla 2, se muestra claramente que el acido malico es el sustrato mas consumido por L. plantarum, sea cual sea la cepa considerada. Este consumo se acompana no solo de producciones de lactato y de acetato y por lo tanto de una cafda sustancial del pH (en particular en los zumos de naranja y de manzana), sino tambien de una produccion de gas que tiene un efecto macroscopico sobre el envase.
Segun las vfas metabolicas presentadas en la figura 1, la ausencia de deteccion de formiato producido (ninguna accion del piruvato formiato liasa), el contenido muy bajo en pentosas de los zumos de frutas tratados, el resultado de produccion de CO2 (expresado en moles) siguiente puede ser propuesto:
CO2 total = malato consumido + citrato consumido + (acetato total producido - acetato procedente del citrato)
Por lo tanto, sustituyendo el acetato producido a partir del citrato por la cantidad de citrato consumido:
CO2 total = malato consumido + acetato total producido Conclusion:
El acido malico y, en una menor medida, el acido cftrico contribuyen por lo tanto en gran medida a la produccion de gas durante la conservacion a 10°C de zumos de frutas que contiene una dosis elevada (> 1.109 ufc/ml) de bacteria L. plantarum DSM 9843 o I-2845.
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Ejemplo 2:
Objetivo: demostrar que solo el impacto del pH no permite disminuir la actividad de L. plantarum utilizado en un zumo de fruta.
Un zumo de naranja diluido al 20% se inocula para alcanzar una poblacion inicial de 1.108 ufc/ml. Se anaden diferentes acidos asf como unas mezclas de acidos para situarse en un intervalo de pH comprendido entre 3,3 y 3,4.
Despues del envasado en tarros de yogur hermeticamente sellados por una tapa de "aluminio", los tarros se conservan a 10°C y se realiza el seguimiento del hinchamiento (la produccion de CO2 permitiendo una visualizacion macroscopica de la actividad bacteriana).
Tabla 3:
Tipo de acido
Porcentaje en el producto terminado para pH=3,3 pH Contenido en monoacido debil protonado (g/l) Hinchamiento visibles de los productos conservados a +10°C
Acido malico
Csp 3,37 / D+7
Acido cftrico
Csp 3,38 / D+7
Acido lactico
0,40% 3,40 3,0 D+30*
Acido ortofosforico
Csp 3,30 / D+7
Acido lactico/ acido cftrico
0,30% / 0,15% 3,40 2,2 D+8
Acido lactico / acido cftrico
0,40% / 0,15% 3,30 3,1 D+15*
Acido lactico / citrato de sodio
0,40% / 0,06% 3,30 3,1 no a D+7*
Acido lactico
0,50% 3,30 3,9 no a D+7*
*: percepcion organoleptica no aceptable por los consumidores.
Durante la conservacion a 10°C, para un mismo pH (3,37-3,40), las cineticas de hinchamiento son mas rapidas si el pH es alcanzado anadiendo unos acidos malicos y cftricos. Por el contrario, la presencia de acido lactico permite impedir este hinchamiento. Sin embargo, la disminucion del pH del producto a valores proximos a 3,3 por el acido lactico (por ejemplo un 0,4-0,5%), en asociacion o no con el acido cftrico o citrato de sodio, no es aceptable por el consumidor, ya que el impacto organoleptico negativo del acido lactico es muy importante (percepcion muy acida, picante, etc.).
El pH no es el factor palanca para reducir la actividad metabolica de L. plantarum, pero teniendo el acido lactico un cierto efecto, el impacto de la disociacion pH/acidez se ha probado en el ejemplo 3.
Ejemplo 3:
Objetivo: definir el par contenido en acido lactico/pH que permite reducir la actividad metabolica conservando al mismo tiempo una poblacion bacteriana importante (> 108 ufc/ml).
Matriz: zumo de naranja con un 100% de zumo puro (pH original = 3,6).
Adicion del acido lactico y despues, si es necesario, ajustar el pH por adicion de sosa a fin de alcanzar el valor diana.
Inoculacion: 0,015% de cepa L. plantarum DSM 9843 a 1,4.1011 ufc/ml en 100 ml de zumo de naranja.
Tabla 4:
Ensayo n°
1 2 3 4* 5* 6 7 8 9 10
ph
3,5 4,5 4 4 4 3,6 4,5 4 4,5 3,5
[acido lacticol (g/l)
10 0 0 5 5 0 5 10 10 5
Contenido en monoacido debil protonado (g/l)
7 0 0 2,1 2,1 0 0,9 4,2 1,8 3,5
*: repeticiones de las mismas condiciones.
Poblaciones bacterianas iniciales: 2,5.108 ufc/ml Poblaciones bacterianas en el D+21:
Ensayo n°1: 2.106 ufc/ml
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Ensayo n°>: 6.107 ufc/ml => muy malas cualidades organolepticas.
Ensayo n°8: 4.107 ufc/ml Ensayo n°10: 4,5.107 ufc/ml
Sea cual sea el pH inicial, los productos que no contienen acido lactico (ensayos n° 2, 3 y 6) se han hinchado todos a partir del D+7. En esa misma fecha, el ensayo a pH elevado y bajo contenido en acido lactico (ensayo n° 7) se ha hinchado ligeramente. Ningun otro ensayo se ha hinchado. Este resultado confirma una vez mas que el pH solo no tiene influencia sobre la actividad metabolica de L. plantarum.
A D+21, los ensayos 1, 4, 5, 8, 9 y 10 no se han hinchado. Para el ensayo n° 1, esta ausencia de hinchamiento esta relacionada con la baja supervivencia bacteriana (disminucion de un factor 100 de la poblacion bacteriana). Sin embargo, en el caso de los demas ensayos, la ausencia de hinchamiento es concomitante a una buena supervivencia de las bacterias (poblacion todavfa superior a 4-107 ufc/ml). Esto permite poner en evidencia la importancia de la eleccion del par "pH / concentracion en acido lactico".
Del conjunto de estos ensayos, se ha podido definir un par pH/contenido en acido lactico diana a fin de disminuir la actividad metabolica de L. plantarum (vease el ejemplo 4). La dosis de acido lactico diana se ajustara por adicion de acido lactico molar y el pH se ajustara por el acido ortofosforico molar. En efecto, este ultimo, utilizable en la industria agroalimentaria y eficaz para disminuir rapidamente el pH, no tiene ningun efecto sobre la disminucion de la actividad metabolica (vease el ejemplo 2).
Ejemplo 4: primera aplicacion sobre producto lacteo para beber con frutas.
El objetivo del ensayo es evaluar el impacto sobre la actividad de L. plantarum (poblacion y gusto en el producto) de las condiciones siguientes:
- pH nominal del producto final o reducido a 3,9 y 3,7 por adicion de acido ortofosforico,
- acidez lactica nominal del producto final o aumentada a 5,0 g/l por adicion de acido lactico.
1. Formula del producto:
Tabla 5:
Constituyentes
Porcentaje en masa (%)
Leche desnatada
56,91
Nata al 40% de materias grasas
2,50
Polvo de leche desnatada
0,38
Azucar cristalizado
5,20
Fermentos lacticos de yogures
0,01
Preparacion de frutas
15,00
Agua esteril + soluciones de acidos esterilizados
20,00
TOTAL
100,00
2. Procedimientos de preparacion:
Se realiza la mezcla de leche desnatada, nata, polvo de leche y azucar, se pasteuriza y despues se pone a fermentar a 38°C por adicion de fermentos lacticos.
La fermentacion se detiene a pH 4,60 por enfriamiento a 4°C.
La masa blanca obtenida se adiciona despues de preparacion de frutas, de soluciones de acidos, de agua esteril y de L. plantarum congelado segun la tabla presentada en el parrafo 3.
3. Detalles de los ensayos:
En la tabla siguiente, se detallan las caracterfsticas de las diferentes mezclas ensayadas para 1 kilogramo de producto final.
5
10
15
20
25
30
35
Tabla 6:
Numero de la mezcla
M1 M2 M3 M4 M5 M6
Cantidad de solucion de acido lactico molar anadida (ml)
0 0 0 4,33 4,33 4,33
Cantidad de solucion de acido fosforico molar anadida (g)
0 13,8 24,3 0 12,1 21,0
pH del producto final
4,29 3,9 3,7 4,22 3,9 3,7
Acidez lactica del producto final
4,7 4,7 4,7 5,0 5,0 5,0
Contenido en monoacido debil protonado (g/l)
1,3 2,2 2,8 1,6 2,4 3,0
Cantidad de L. plantarum anadida (g)
1 1 1 1 1 1
Poblacion inicial en L. plantarum (ufc/g)
1.108 1.108 1.108 1.108 1.108 1.108
4. Evolucion y evaluacion de los productos durante su tiempo de vida.
En la tabla 7 siguiente, se detallan las caractensticas de las diferentes mezclas ensayadas durante su envejecimiento a una temperatura de almacenamiento de 10°C.
Tabla 7:
Numero de la mezcla
M1 M2 M3 M4 M5 M6
pH D0
4,29 3,9 3,7 4,22 3,9 3,7
pH D+8 dfas
3,53 3,40 3,33 3,51 3,45 3,37
pH D+28 dfas
3,56 3,50 3,47 3,55 3,53 3,50
pH D+ 35 dfas
3,52 3,46 3,44 3,54 3,47 3,46
Poblacion en L. plantarum inicial (ufc/g)
1.108 1.108 1.108 1.108 1.108 1.108
Poblacion en L. plantarum a D+21 dfas (ufc/g)
21.108 15.108 11.108 15.108 8,8.108 7,8.108
Evaluacion visual del hinchamiento de los tarros a D+21 dfas Nota de 0=ausencia a 5=max.
5 4 3 3 2 1
Evaluacion del olor caractenstico de la actividad del L. plantarum a D+21 Nota de 0=ausencia a 3= max.
3 2 1 2 1 0,5
Evaluacion del gusto caractenstico de la actividad de L. plantarum a D+21 Nota de 0=ausencia a 3= max.
3 2 1 2 1 0,5
5. Conclusiones:
Para una misma cantidad de acido lactico, el crecimiento bacteriano de L. plantarum se reduce por una disminucion del pH.
Para un mismo valor de pH, el crecimiento bacteriano de L. plantarum se reduce por un aumento del contenido en acido lactico.
Como mmimo, este crecimiento bacteriano es de 0,8 log.
Para todas las condiciones de pH y de acidez lactica ensayadas, el pH del producto final a 35 dfas esta comprendido entre 3,44 y 3,54. De este modo, puede ser interesante colocarse directamente en este rango de pH a partir de la fabricacion del producto. Es lo que se ha ensayado en el ejemplo 5 con la comparacion de los resultados obtenidos a pH 3,7 y 3,45.
Ejemplo 5: segunda aplicacion sobre producto lacteo para beber con frutas.
Tras el ensayo descrito en el ejemplo 4, se ha realizado un nuevo ensayo a fin de evaluar el impacto sobre la actividad de L. plantarum (poblacion y gusto en el producto) de las condiciones modificadas siguientes:
- pH del producto final disminuido a 3,7 y 3,45 por adicion de acido ortofosforico,
- acidez lactica nominal (5,4 g/l) del producto final o aumentada a 7,5 g/l por adicion de acido lactico.
5
10
15
20
25
30
1. Formula del producto: Tabla 8
Constituyentes
Porcentaje en masa (%)
Leche desnatada
54,76
Nata con un 40% de materias grasas
2,49
Polvo de leche desnatada
0,59
Azucar cristalizado
7,15
Fermentos lacticos del yogur
0,01
Preparacion de frutas
15,00
Agua esteril + soluciones de acidos esterilizadas
20,00
TOTAL
100,00
La cantidad de azucar del producto final se ha aumentado un 1,95% para compensar el impacto de la acidificacion del producto sobre la organolepsia.
2. Procedimientos de preparacion:
Se realiza la mezcla de leche desnatada, nata, polvo de leche y azucar, se pasteuriza, y despues se pone a fermentar a 38°C por adicion de los fermentos lacticos.
La fermentacion se detiene a pH 4,50 por enfriamiento a 4°C.
La masa blanca obtenida se adiciona despues de preparacion de frutas, de soluciones de acidos, de agua esteril y de L. plantarum congelado segun la tabla presentada en el parrafo 3.
3. Detalles de los ensayos:
En la tabla siguiente, se detallan las caracterfsticas de las diferentes mezclas ensayadas para 1 kilogramo de producto final.
Tabla 9:
Numero de la mezcla
1' 2' 3' 4'
Cantidad de solucion de acido lactico molar anadida (ml)
0 23,85 0 23,85
Cantidad de solucion de acido fosforico molar anadida (g)
23,33 10,83 34,67 23,5
pH del producto final
3,7 3,7 3,45 3,45
Acidez lactica del producto final (g/l)
5,4 7,5 5,4 7,5
Contenido en monoacido debil protonado (g/l)
3,2 4,4 3,9 5,4
Cantidad de L. plantarum anadida (g)
1 1 1 1
Poblacion inicial de L. plantarum (ufc/g)
1.108 1.108 1.108 1.108
4. Evolucion y evaluacion de los productos durante su tiempo de vida.
En la tabla siguiente, se detallan las caracterfsticas de las diferentes mezclas ensayadas durante su envejecimiento a una temperatura de almacenamiento de 10°C.
Tabla 10:
Numero de la mezcla
1' 2' 3' 4'
pH D0
3,7 3,7 3,45 3,45
pH D+8 dfas
3,69 3,68 3,49 3,46
pH D+22 dfas
3,57 3,67 3,40 3,41
pH D+ 29 dfas
3,40 3,46 3,25 3,28
Poblacion de L. plantarum inicial (ufc/g)
1.108 1.108 1.108 1.108
Poblacion de L. plantarum a D+22 dfas (ufc/g)
1,2.108 1.108 0,8.108 0,7.108
Poblacion de L. plantarum a D+43 dfas (ufc/g)
1,3.108 0,7.108 0,5.108 0,5.108
Evaluacion visual del hinchamiento de los tarros a D+22 dfas Nota de 0=ausencia a 5=max.
0 0 0 0
Evaluacion del olor caracterfstico de la actividad de L. plantarum a D+22 Nota de 0=ausencia a 3= max.
1 0,5 0 0
Evaluacion del gusto caracterfstico de la actividad de L. plantarum a D+22 Nota de 0=ausencia a 3= max.
1 1 3 0
5. Conclusiones:
La poblacion en L. plantarum durante el envejecimiento del producto es estable (es decir entre 0,5.108 et 1,5.108 5 ufc/g) para un pH comprendido entre 3,45 y 3,7 y a un acidez lactica total comprendida entre 5,4 g/l y 7,5 g/l.
El olor caracterfstico de la actividad de L. plantarum no aparece a pH 3,45, sea cual sea la acidez lactica. Sin embargo, este olor esta debilmente presente en los productos a pH 3,7 que permanecen muy aceptables desde el punto de vista del consumidor.
10
Se observa tambien que, cuando se disminuye el pH y se aumenta la acidez lactica del producto, se disminuye la supervivencia de los probioticos. De este modo, disminuir el pH por debajo de 3 y aumentar la acidez lactica (es decir, de manera mas general, el contenido en monoacido debil sea cual sea su forma) por encima de 7,4 g/l induce una mortalidad bacteriana y asf una no estabilidad del probiotico.
15

Claims (12)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de fabricacion de un producto alimenticio fresco, que comprende una concentracion estable de probioticos vivos que producen gustos falsos y/o gas en la matriz inicial del producto alimenticio, estando dicho procedimiento caracterizado por que comprende las etapas siguientes:
    a) la adicion de 1 a 50 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario en dicha matriz inicial;
    b) la medicion del pH del producto obtenido en la etapa a);
    c) el ajuste del pH del producto obtenido en la etapa b) a un pH diana comprendido entre 3 y 4, preferentemente comprendido entre 3,4 y 4, mas preferentemente comprendido entre 3,4 y 3,7, por adicion de un acido alimentario mas fuerte que el monoacido debil alimentario anadido en la etapa a) si el pH medido en la etapa b) es superior al pH diana, o la adicion de una base alimentaria si el pH medido en la etapa b) es inferior al pH diana; y
    d) la adicion de probioticos vivos al producto obtenido en la etapa c),
    de manera que dicho producto alimenticio:
    contenga de 1 a 20 g/l de acido lactico protonado [HA] al final de su fabricacion tal como se calcula mediante la
    ecuacion siguiente:
    imagen1
    en la que [HA] representa la concentracion de monoacido debil protonado alimentario y [HA]iot representa la concentracion de monoacido debil alimentario, en forma protonada y no protonada,
    a un pH comprendido entre 3 y 4, y
    se conserva a una temperatura comprendida entre 0 y 15°C, preferentemente entre 4 y 10°C.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que en la etapa d), se anade una concentracion de probioticos vivos superior a 105 UFC/ml, preferentemente una concentracion comprendida entre 0,5 108 et 1,5 108Ufc/ml.
  3. 3. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que el acido alimentario se selecciona de entre acido ortofosforico, acido cftrico, acido ascorbico, acido malico y sus mezclas.
  4. 4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la base alimentaria se selecciona de entre NaOH, citrato de sodio, tricalcio dicitrato, un tampon fosfato y un tampon citrato.
  5. 5. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que dicho producto alimenticio es una bebida.
  6. 6. Procedimiento segun la reivindicacion 5, caracterizado por que dicha matriz inicial es un zumo vegetal, tal como zumo de frutas y/o leche.
  7. 7. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que dichos probioticos son unas cepas bacterianas.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por que las cepas bacterianas son del genero Lactobacillus o Bifidobacterium, o sus mezclas.
  9. 9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado por que las cepas bacterianas son Lactobacillus plantarum, preferentemente unas cepas de Lactobacillus plantarum depositadas el 16/03/95 con el numero DSM 9843 en la Deutsche Sammlung von Mikroorganismen von Zellkuturen GmbH o unas cepas de Lactobacillus plantarum depositadas el 4/04/02 con el numero CNCM I-2845 en la Collection Nationale des Cultures de Microorganismes.
  10. 10. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que la concentracion de bacterias en dicho producto alimenticio es superior a 105 Ufc/ml, preferentemente superior a 0,5.108Ufc/ml.
  11. 11. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por que en la etapa a), se anade entre 5 y 50 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario.
  12. 12. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que el producto alimenticio fresco contiene hasta 7,5 g/l de acido lactico como monoacido debil alimentario.
    5 13. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que el pH diana esta
    comprendido entre 3,4 y 3,7.
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