ES2632537T3 - Granos de arroz reconstituidos y procedimientos para su preparación - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de granos de arroz reconstituidos enriquecidos que comprende las etapas de (a) tratamiento térmico en seco de la matriz de arroz (etapa de pretratamiento); (b) pulverización de la matriz de arroz; (c) adición de al menos un emulsionante y agua y/o vapor de agua a la matriz de arroz pulverizada para obtener una pasta que contiene de aproximadamente 15 a 40% en peso de agua (etapa de hidratación); (d) adición de al menos un micronutriente a la pasta; (e) exposición de la pasta obtenida en las etapas precedentes a fuerza de cizalladura mientras se calienta hasta aproximadamente de 70 a 100°C durante no más de aproximadamente 5 minutos hasta que el almidón del arroz se semigelatiniza; (etapa de preacondicionamiento); (f) formación de la masa semigelatinizada en hebras y corte de ellas para obtener granos de tamaño similar o igual a granos de arroz; y (etapa de formación); (g) secado de los granos hasta un contenido de humedad de no más de 15% en peso (etapa de secado).

Description

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DESCRIPCION
Granos de arroz reconstituidos y procedimientos para su preparacion
La presente invencion se refiere a un procedimiento para la fabricacion de un producto alimenticio similar a granos de arroz basado en arroz (en lo sucesivo denominado en la presente "granos de arroz reconstituidos"), especialmente a granos de arroz reconstituidos enriquecidos con uno o mas micronutrientes (en lo sucesivo denominado en la presente "granos de arroz reconstituidos enriquecidos").
Para gran parte de la poblacion, especialmente en areas rurales del Lejano Oriente y Latinoamerica, el arroz es un alimento principal y puede proporcionar mas de 50% de la toma calorica diaria. Sin embargo, despues de moler el arroz en crudo, solo una pequena fraccion del contenido de vitamina original permanece en el grano. La mayoffa de las vitaminas se retiran junto con la cascara y el endospermo.
Por otra parte, el arroz no es una fuente significativa de vitamina A, que es una de las vitaminas mas escasas en personas desnutridas de pafses emergentes y en desarrollo. Actualmente, la escasez de vitamina A todavfa es una causa importante de ceguera de ninos en esos pafses. Existe una necesidad clara de proporcionar a estas poblaciones regularmente las vitaminas en la dieta que esten por debajo de su requerimiento a fin de evitar enfermedades evidentes pero tambien prevenir el amplio predominio de deficiencias marginales debilitantes. Por esta razon, los programas de enriquecimiento del arroz - entre el enriquecimiento de otros alimentos principales - han sido objetivo de gobiernos, agencias de la ONU y otras organizaciones sin animo de lucro.
En las ultimas decadas, los cienffficos y funcionarios han realizado numerosos intentos de desarrollar metodos economicos, simples y eficaces para enriquecer el arroz con vitaminas y otros micronutrientes escasos en la dieta, en donde el objetivo de los intentos era producir granos artificiales que se pudieran mezclar con granos naturales en una relacion de, p. ej., 1 : 20 hasta 1 : 1000, particularmente entre 1 : 50 hasta 1 : 500.
De hecho, ninguno de los intentos ha funcionado satisfactoriamente todavfa. Aunque el arroz seffa el portador preferido en amplias partes del mundo, el tamano de los granos no permite un procedimiento de mezcladura simple con polvos de vitamina o las llamadas microesferas, debido a que las formas de vitamina se segregaffan inmediatamente de los granos de arroz. Una dificultad adicional en el enriquecimiento del arroz es que el arroz habitualmente se enjuaga con agua antes de la coccion y adicionalmente se tiene que cocer durante un peffodo de 20 - 30 minutos, antes de que este listo para comer, lo que supone un estres notable para micronutrientes sensibles como vitaminas. Por otra parte, existe un gran numero de variedades de arroz que difieren significativamente en las formas y la textura del grano de modo que es diffcil encontrar un metodo universal para enriquecer diferentes variedades de arroz con vitaminas y otros micronutrientes.
Un enfoque para vencer las susodichas dificultades es preparar granos de arroz artificiales, en los que las vitaminas estan embebidas y por consiguiente no se separan de los granos de arroz. Por otra parte, la imbibicion hace mas diffcil la extraccion de la vitamina mediante enjuague o coccion y puede proporcionar una cierta proteccion contra la oxidacion, debido a que las vitaminas estan envueltas por una matriz protectora.
La publicacion de patente francesa n° 1.530.248 describe granos artificiales enriquecidos, preparados a partir de una masa de semola o harina y vitaminas, que podffa contener ademas adyuvantes de procesamiento como mono-/di- gliceridos o protemas. La masa se forma hasta una estructura pastosa al prensarla a traves de una prensa para masa. A continuacion, las hebras se cortan en trozos, que finalmente se secan. Sin embargo, los granos preparados segun este metodo no siempre muestra una estabilidad suficiente a la coccion, lo que significa que los granos artificiales tienden desintegrarse durante la coccion y asf liberan las vitaminas al agua de coccion que finalmente se desecha.
La patente de EE. UU. n° 3.620.762 divulga un procedimiento para producir arroz artificial enriquecido al amasar harina de arroz, nutrientes y, si es necesario, un aglutinantes, y a continuacion tratar al vapor de agua la mezcla a fin de semigelatinizar el almidon. Despues de eso, el producto se granula a fin de obtener granos similares a arroz, que finalmente se podffan revestir. Sin embargo, este metodo requiere un tiempo bastante largo para el tratamiento al vapor de agua de aproximadamente 15 a 30 min, lo que puede conducir a perdidas de procesamiento de micronutrientes sensibles como vitaminas, y ademas las condiciones de calentamiento rigurosas influiran negativamente en el sabor de los granos artificiales. Ambas desventajas tambien son ciertos para el metodo divulgado en el documento US 4.446.163 en el que la gelatinizacion se realiza mediante vapor de agua saturado en un autoclave.
Un metodo para reducir el tiempo de calentamiento es la extrusion, que se ha descrito varias veces para la preparacion de granos de arroz artificiales. Sin embargo, en la mayoffa de las publicaciones, las condiciones de preparacion conducen a productos de coccion rapida o incluso productos instantaneos, que no son aplicables para el enriquecimiento de arroz normal. Debido al tiempo de coccion reducido, los granos de arroz artificiales tenderan a desintegrarse antes de que los granos de arroz normales esten blandos y asf liberaran los micronutrientes al agua de coccion.
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La solicitud de patente japonesa 61 037068 tambien describe la preparacion de arroz artificial mediante extrusion, pero las condiciones de preparacion conducen a un producto expandido. Como se sabe comunmente, los productos expandidos tienen una densidad reducida. Se separaran facilmente de los granos de arroz naturales y por lo tanto no son viables para el enriquecimiento del arroz natural. Este problema tambien se describe en el documento JP 58 005148. A fin de resolver esto, es necesaria la adicion de un agente potenciador de la densidad en una cantidad relativamente alta.
El procedimiento divulgado en el documento JP 2002 233317 usa una combinacion de ingredientes saludables derivados de arroz incluyendo vitaminas y minerales junto con una materia almidonosa y arroz integral o arroz integral triturado a fin de producir arroz artificial mediante extrusion. Sin embargo, el metodo necesita un "agente gelatinizante" como gelatina, pectina, gomas u otros aglutinantes. Por otra parte, solo se alcanza un enriquecimiento de vitaminas bajo y los productos no proporcionan micronutrientes como vitamina A, que no estan presentes naturalmente en el arroz.
El procedimiento divulgado en el documento US 5.609.896 usa una vez mas tecnologfa de extrusion para preparar granos de arroz enriquecidos artificiales, y vence el problema de granos insuficientemente estables y la perdida de vitaminas consecutiva al anadir ingredientes espedficos, a saber, un agente termoestabilizante (p. ej. sulfitos); un agente aglutinantes (p. ej. protemas solubilizadas, gomas, polisacaridos); un agente de reticulacion (p. ej. aldelddos comestibles, acidos volatiles de glutaraldetndo); y un agente acuoso (principalmente agua).
Sin embargo, varios de los ingredientes requeridos - especialmente del grupo de los agentes termoestabilizantes y de reticulacion - estan bajo analisis por provocar reacciones alergicas o por ser potencialmente carcinogenos. Por otra parte, el procedimiento de produccion consiste en varias etapas, lo que hace su puesta en practica mas diffcil y costosa.
El documento WO 2005/053433 divulga un procedimiento para producir granos de arroz enriquecidos que comprende las etapas de a) hidratar una mezcla de material matriz de arroz pulverizado, al menos un micronutriente y un emulsionante para obtener una pasta que contiene 15-35% en peso de agua, b) amasar la pasta obtenida (exposicion a fuerza de cizalladura) mientras se calienta hasta aproximadamente de 70 a 100°C durante no mas de aproximadamente 5 minutos hasta que el almidon del arroz este semigelatinizado, c) formar la masa semigelatinizada en hebras y cortarlas para obtener granos de tamano igual o similar que los granos de arroz; y d) secar los granos hasta un contenido de humedad de no mas de 15% en peso. No dice nada con respecto a una etapa de pretratamiento que consista en el calentamiento en seco de la matriz.
El objetivo de la presente invencion es proporcionar un procedimiento para la fabricacion de un producto alimenticio similar a granos de arroz basado en arroz que evite las desventajas de la tecnica anterior. En particular, el procedimiento debe usar la tecnologfa de extrusion para preparar los granos de arroz reconstituidos enriquecidos y el procedimiento debe ser adecuado para enriquecer diferentes variedades de arroz con vitaminas y otros micronutrientes.
El termino "micronutriente", segun se usa en la presente, indica componentes fisiologicamente esenciales de la dieta humana tales como vitaminas, p. ej., vitamina A, vitamina B1, acido folico, niacina y vitamina B12, vitamina B2, vitamina E y C, biotina, pantotenatos, vitamina K, asf como minerales y oligoelementos tales como hierro, selenio, cinc y calcio. Los micronutrientes estan presentes en el arroz reconstituido enriquecido proporcionado por la invencion en una cantidad de 0,1 a 5% basada en el peso de la composicion final. Preferiblemente, los micronutrientes estan presentes en el arroz reconstituido enriquecido proporcionado por la invencion en una cantidad suficiente para proporcionar de aproximadamente 5% a 300% de la RDA (racion diaria recomendada para un adulto) en 1 g.
Se ha encontrado sorprendentemente que el objetivo de la presente invencion se consigue mediante la fabricacion de granos de arroz reconstituidos enriquecidos que comprende las etapas de
(a) tratamiento termico en seco de la matriz de arroz (etapa de pretratamiento);
(b) pulverizacion de la matriz de arroz;
(c) adicion de al menos un emulsionante y agua y/o vapor de agua a la matriz de arroz pulverizada para obtener una pasta que contiene de aproximadamente 15 a 40% en peso de agua (etapa de hidratacion);
(d) adicion de al menos un micronutriente a la pasta;
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(e) exposicion de la pasta obtenida en las etapas precedentes a fuerza de cizalladura mientras se calienta hasta aproximadamente de 70 a 100°C durante no mas de aproximadamente 5 minutos hasta que el almidon del arroz se semigelatiniza; (etapa de preacondicionamiento);
(f) formacion de la masa semigelatinizada en hebras y corte de ellas para obtener granos de tamano similar o igual a granos de arroz; y (etapa de formacion);
(g) secado de los granos hasta un contenido de humedad de no mas de 15% en peso (etapa de secado).
La secuencia de las etapas (a) y la etapa (b) se podna intercambiar.
Tambien se podna intercambiar la secuencia de las etapas (c), (d) y la etapa (e).
El material matriz de arroz usado en el procedimiento de la invencion pueden ser bien granos de arroz intactos o bien - mas preferiblemente - granos de arroz rotos, agrietados o degradados de otro modo. El material matriz - bien antes o bien despues de ser pulverizado - se calienta en una secadora adecuada hasta de aproximadamente 60 a 300°C, preferiblemente de 80 a 90°C. Despues de enfriar, el material matriz precalentado se hidrata al anadir agua y/o vapor de agua hasta que se alcanza un contenido de agua de 15 a 40% en peso, preferiblemente de 20 a 30% en peso. Por otra parte, se anaden un emulsionante y los micronutrientes durante la etapa de hidratacion.
Ejemplos de emulsionantes son lecitinas o mono- o digliceridos de acidos grasos C14-18, o mezclas de los mismos. Preferiblemente, se usa de aproximadamente 0,5% en peso a aproximadamente 3% en peso de emulsionante, basado en el peso total de la pasta obtenida en la etapa (c).
Los micronutrientes se anaden habitualmente en una forma de polvo, pero las vitaminas oleosas como la vitamina A o la vitamina E tambien se pueden usar como aceites. Sin embargo, las formas de producto en polvo - tales como polvo seco, microesfera o granulos/granulados - de las vitaminas liposolubles debido al manejo mas facil de estos tipos de preparaciones. Por otra parte, las propias formas de producto en polvo pueden proporcionar una cierta proteccion a micronutrientes sensibles.
El termino "microesfera", segun se usa en la presente, se refiere a partfculas discretas pequenas, que tienen un tamano de partfcula medio de 50 - 1000 pm de diametro y habitualmente son casi esfericas. Las microesferas contienen uno o mas ingredientes activos en una forma encapsulada. Las microesferas se obtienen cuando se seca una emulsion o suspension que consiste en gotfculas lipofilas pequenas de un ingrediente activo dispersadas en una fase de matriz acuosa. Las gotfculas lipofilas y/o la matriz pueden contener ingredientes adicionales, como antioxidantes, plastificantes y emulsionantes.
La mezcla hidratada se expone a una fuerza de cizalladura, p. ej., se amasa, para formar una mezcla pastosa con un tratamiento termico simultaneo hasta de 70 a 100°C durante no mas de 5 minutos. El procedimiento de calentamiento/amasado se denomina en la presente posteriormente "preacondicionamiento". El calentamiento se puede efectuar mediante una fuente de calentamiento externa o, preferiblemente, al introducir vapor de agua durante el procedimiento de produccion de la mezcla pastosa.
Aunque todos los componentes, es decir el material matriz, el emulsionante y los micronutrientes se pueden mezclar antes de humedecer, se prefiere producir en primer lugar una mezcla pastosa del material matriz de arroz y emulsionante, e introducir los micronutrientes en la mezcla pastosa despues de preacondicionar, es decir, justo antes de la etapa (f). En la etapa (f), el procesamiento adicional de la masa preacondicionada que se obtiene en las etapas precedentes se puede efectuar mediante cualquier metodo usado en la tecnologfa alimentaria para procesar masa en hebras y preferiblemente se lleva a cabo mediante extrusion usando un equipo convencional.
En una realizacion preferida de la invencion, se usa una extrusora de doble tornillo. La temperatura en la extrusora puede ser de 60°C a 120°C con un tiempo de permanencia de la mezcla en la extrusora que es preferiblemente de aproximadamente 10 a 90 segundos. Las hebras que salen de la extrusora se ajustan hasta un diametro similar al de los granos de arroz y se cortan en trozos del tamano de granos de arroz. Los granos asf obtenidos se secan en una secadora adecuada, p. ej. una secadora de lecho fluidizado o una secadora de correa, hasta un contenido de humedad de no mas de 15% en peso. Los granos resultantes se pueden mezclar para regular el arroz en una relacion de, p. ej., 1% en peso con respecto al arroz natural.
La invencion se ilustra adicionalmente mediante los Ejemplos que siguen.
Ejemplo
Ejemplo 1
Los granos de arroz o el arroz roto se muelen hasta harina de arroz. A continuacion, esta harina de arroz seca se calento hasta de 80 a 90°C y se mantuvo a esta temperatura durante aproximadamente 30 minutos. Esta etapa se 5 realizo sin anadir agua. Despues de calentar, el polvo se enfrio hasta aproximadamente 30°C. Se mezclaron 960 g de nicotinamida, 420 g de palmitato de vitamina A (500.000 lU/g en forma de producto vitaminado), 84 g de mononitrato de tiamina, 26 g de acido folico y 150 g de vitamina B12 (0,1% de vitamina B12 en forma de producto). Esta premezcla de vitaminas se mezclo con la harina de arroz precalentada y 1 kg de emulsionante (monogliceridos destilados vendidos bajo en nombre comercial "DIMODAN PH 100 NS/B" por Danisco A/S, Dinamarca, para obtener 10 7,5 kg de una premezcla de vitaminas/emulsionante/harina de arroz. Esta premezcla se dosifica con 15 kg/h a una
unidad extrusora, que se alimento con 185 kg/h de harina de arroz. La masa se semigelatinizo en un preacondicionador de dos camaras durante aproximadamente 1-2 minutos a temperaturas entre 80°C y 98°C al fluidizar en primer lugar y tratar con vapor de agua las partfculas de harina y asf humedecer su superficie en la primera camara y a continuacion mezclar lentamente las partfculas de harina humedecidas para dejar el agua 15 impregnada en las partfculas de harina en la segunda camara. Posteriormente, la masa se extruyo en una extrusora de doble tornillo y se formo como granos de arroz similares al cortar las hebras despues de la boquilla. Los granos teman un contenido de humedad de 28-29% y se secaron en una secadora de lecho fluidizado durante 40 minutos a 70°C. Despues de secar, los granos de arroz similares vitaminados resultantes se mezclaron en una relacion de 1% con arroz natural.
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El contenido de las vitaminas respectivas en el arroz enriquecido en vitaminas asf formado era como sigue:
Por 1 g: Vitamina A
0,52 mg* Perdida por procesamiento 18%
Vitamina B1
0,67 mg 20%
Acido folico
0,26 mg 0%
Nicotinamida
8,5 mg 11%
Vitamina B12
1,32 |jg 12%
* Equivalente de retinol
25 El arroz artificial obtenido tema una apariencia, un color y un sabor similares al arroz natural. Mostraba una estabilidad a la coccion muy buena, de modo que las vitaminas estaban protegidas y embebidas dentro del grano. En una dilucion en arroz natural no eran distinguibles. Cuando los granos de arroz extruidos se lavaban con agua o se cocfan, no se podfa detectar una perdida significativa de vitaminas.
Ejemplo 2
30 Granos de arroz secos o arroz roto seco se termotrataron (80 a 90°C durante 30 minutos) en una primera etapa en una secadora de lecho fluido, posteriormente se enfriaron hasta aproximadamente 30°C y posteriormente se molieron. La mezcla seca se humedecio con 30% en peso de agua durante el procedimiento de extrusion. En lugar de una mezcla de vitaminas, solo se uso vitamina A (como palmitato de vitamina A, 500.000 lU/g de polvo). El tiempo de retencion de la vitamina A despues del procesamiento era 90%.
35 Ejemplo 3
Siguiendo el procedimiento del Ejemplo 1 pero anadiendo vitamina A despues del preacondicionamiento. Con ese proposito, se mezclaron 420 g de palmitato de vitamina A (500.000 lU/g en la forma del producto vitaminado) y 4.580 g de harina de arroz para obtener 5 kg de una premezcla de vitamina/harina de arroz. Esta premezcla se anadio a la masa despues del preacondicionamiento. La retencion de la vitamina A despues del procesamiento era 86%.

Claims (5)

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    10
    15
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    25
    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para la fabricacion de granos de arroz reconstituidos enriquecidos que comprende las etapas de
    (a) tratamiento termico en seco de la matriz de arroz (etapa de pretratamiento);
    (b) pulverizacion de la matriz de arroz;
    (c) adicion de al menos un emulsionante y agua y/o vapor de agua a la matriz de arroz pulverizada para obtener una pasta que contiene de aproximadamente 15 a 40% en peso de agua (etapa de hidratacion);
    (d) adicion de al menos un micronutriente a la pasta;
    (e) exposicion de la pasta obtenida en las etapas precedentes a fuerza de cizalladura mientras se calienta hasta aproximadamente de 70 a 100°C durante no mas de aproximadamente 5 minutos hasta que el almidon del arroz se semigelatiniza; (etapa de preacondicionamiento);
    (f) formacion de la masa semigelatinizada en hebras y corte de ellas para obtener granos de tamano similar o igual a granos de arroz; y (etapa de formacion);
    (g) secado de los granos hasta un contenido de humedad de no mas de 15% en peso (etapa de secado).
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que el micronutriente se anade despues de la etapa de preacondicionamiento (e).
  3. 3. Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que los micronutrientes se anaden en una cantidad para proporcionar de 5% a 300% del valor de RDA en 1 g de la composicion final.
  4. 4. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el micronutriente o los micronutrientes se eligen del grupo que consiste en vitamina A, vitamina B1, vitamina B2, vitamina B6, acido folico, niacina, vitamina B12, vitamina K, vitamina C y vitamina E.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, en el que el micronutriente o los micronutrientes se anaden en una cantidad para proporcionar en los granos de arroz reconstituidos enriquecidos de 45 a 2.700 mg/kg de equivalentes de vitamina A como esteres retimlicos, de 60 a 3.600 mg/kg de vitamina B1, de 20 a 1.200 mg/kg de acido folico, de 0,8 a 48 g/kg de niacina y de 0,12 a 7,2 mg/kg de vitamina B12.
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