ES2637965T3 - Método para preparar una base líquida de avena y productos preparados por el método - Google Patents

Método para preparar una base líquida de avena y productos preparados por el método Download PDF

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Abstract

Un método para preparar una base líquida de avena para uso en la fabricación de alimentos para consumo humano, que comprende: (a) proporcionar un material que comprende salvado de avena que comprende desde 1% en peso a 50% en peso de ß-glucano; (b) suspender el material que comprende el salvado de avena en un medio acuoso, en particular agua, para formar una suspensión acuosa; (c) poner en contacto, en ningún orden particular, dicha suspensión acuosa con α-amilasa, ß-amilasa, ß-glucanasa, xilanasa para elevar la concentración de arabinoxilano soluble en la suspensión por un factor de 5 o más proporcionando una base líquida de avena; (d) opcionalmente homogeneizar la base líquida de avena de la etapa (c) para proporcionar una base líquida de avena homogeneizada; (e) destruir opcionalmente la actividad enzimática en la base líquida de avena de la etapa (c) o la base líquida de avena homogeneizada de la etapa (d) para proporcionar una base líquida de avena inactiva enzimáticamente; (f) opcionalmente envasar asépticamente la base líquida de avena de la etapa (c) o la base líquida de avena homogeneizada de la etapa (d) o la base líquida de avena enzimáticamente inactiva de la etapa (e) en un recipiente.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para preparar una base ffquida de avena y productos preparados por el metodo CAMPO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un metodo para preparar una base ffquida de avena para uso en la fabricacion de alimentos para consumo humano, a productos preparados por el metodo y su uso.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El salvado de avena es la capa de pared celular que encierra el endospermo y el germen de avena del que puede separarse mediante tecnicas de molienda. Ademas de la celulosa, el almidon y la pectina, el salvado de avena es rico en polisacaridos de pared celular de dos tipos, p-glucano y arabinoxilano.
El p-glucano es un polisacarido lineal de alto peso molecular que comprende aproximadamente 1-4-O- al 70% y 1-3- O unidades enlazadas de p-D-glucopiranosilo al 30%. El p-glucano natural tiene un peso molecular del orden de 1-2 x 106 Dalton. La mayor parte del glucano de avena natural se puede solubilizar portratamiento a 60 °C con agua. En solucion acuosa, el p-glucano se puede degradar por tratamiento con p-D-glucanasa, que hidroliza los enlaces glucosfdicos 1-3-O. Una caracteffstica importante de las soluciones acuosas de p-glucano es su viscosidad.
El pentosano arabinoxilano es un constituyente del salvado de avena. Es una hemicelulosa estructuralmente compleja que comprende cadenas de (1-4)-p-D-xilopiranosilo (cadenas de xilosa) a las que se unen a-L- arabinofuranosil (arabinosa) y otros residuos. El arabinoxilano soluble en agua tambien imparte viscosidad a la fase acuosa. Sin embargo, solo una pequena porcion de salvado de avena nativo arabinoxilano es soluble en agua. Por esta y otras razones, el arabinoxilano es resistente a la hidrolisis enzimatica. Los enlaces internos (endo-p-1,4- xilopiranosilo) en xilano pueden ser hidrolizados porxilanasas (endo-p-1,4-xilanasas).
El salvado de avena, la harina de semola integral (la harina integral), la avena arrollada, semola o la harina del endospermo de la avena se utiliza como materia prima para los alimentos saludables tales como bebidas de fibra de avena. Se cree que su efecto positivo en la salud, ligado a su contenido de p-glucano, se debe al aumento de la viscosidad del fluido intestinal, al retraso del vaciado gastrico, al retardo del transito intestinal y a la absorcion de glucosa y esteroles (Johansson et al. Structural characterization of watersoluble 8-glucan of oat bran. Carbohydr Polym 42 (2002) 143-148). Las bebidas de fibra de avena contienen materia particulada.
El tamano y otras propiedades de las parffculas de harina de salvado de avena en la bebida son importantes por al menos dos razones: la palatabilidad y la estabilidad de la suspension ffsica. Dependiendo de su naturaleza ffsica y qrnmica, las suspensiones se disuelven mas lentamente o mas rapidamente, es decir, sus componentes acuosos y sus componentes particulados se separan con el tiempo para formar una fase acuosa superior y una fase particulada inferior. La estabilidad ffsica de una suspension puede definirse como el retraso de sedimentacion causado por agentes estabilizadores de la suspension tales como p-glucano soluble. La estabilidad ffsica se visualiza como separacion de fases. Se puede monitorizar registrando la posicion del ffmite de separacion de fases.
La palatabilidad o sensacion de fluidez en la ingestion mejora con un tamano de parffcula decreciente, pero tambien esta influenciada por la viscosidad del medio de suspension, la dureza y forma de las parffculas y su concentracion. La palatabilidad y/o la sensacion de fluidez mejora con el aumento de la viscosidad y se deteriora con el aumento de la dureza/angularidad y la concentracion de las parffculas. Un tamano cfftico promedio para las parffculas en suspension es de aproximadamente 25 |im (Tyle P. Effect of size, shape and hardness of particles in suspension on oral texture and palatability. Acta Physiologica 84 (1993) 111-118). Los alimentos que comprenden parffculas de este tamano y parffculas mas grandes, en particular duras y/o angulares, no se sentiran fluidas por el consumidor promedio.
Sin embargo, es diffcil y costoso moler el salvado de avena hasta un tamano de parffcula en el cual las propiedades distintas del tamano ya no influyen en la palatabilidad, es decir, hasta un tamano que hace que la bebida se sienta perfectamente fluida en la ingestion independientemente de la naturaleza de las parffculas.
Otro problema con las bebidas de avena conocidas es su tendencia a desintegrarse ffsicamente durante el almacenamiento, durante el cual las parffculas se asientan en el fondo del recipiente que contiene la bebida y se forma una fase acuosa sobrenadante carente de parffculas. Mientras que las parffculas se pueden volver a suspender en la fase acuosa por agitacion vigorosa, esto es incomodo para algunos consumidores, reduce la eleccion de recipientes adecuados para envasar la bebida y requiere la provision de un vacfo en la parte superior del recipiente, no ocupado por la bebida.
El documento US 2004/0258829 describe un material de fibra dietetica obtenido usando enzimas para digerir granos de cereal.
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El documento WO 00/30457 describe una base no lactea derivada de avena preparada por digestion enzimatica de una suspension de avena con una enzima que genera glucosa a partir del almidon de avena.
El documento US2012/0034341 describe un metodo de hidrolisis trienzimatica para preparar un producto de bebida a base de avena mejorada con oligosacaridos que comprende p-glucano de avena y una mayor cantidad de isomalto oligosacarido.
Existe por lo tanto la necesidad de mejorar las bebidas de avena del tipo antes mencionado.
OBJETOS DE LA INVENCION
Un objeto de la invencion es proporcionar un metodo de preparacion a partir de una materia prima de avena que comprende arabinoxilano, tal como de salvado de avena, harina de semola integral, semola de avena arrollada o harina de endospermo de avena, una base lfquida de avena de fluidez mejorada.
Otro objeto de la invencion es que la mejora con respecto a la fluidez no se obtiene tomando recurso a una materia prima de avena que comprende arabinoxilano, en particular salvado de avena o un material rico en salvado de avena, molido hasta un tamano de partfcula en el cual las propiedades distintas del tamano ya no influyen en la palatabilidad.
Un objeto adicional de la invencion es proporcionar una base lfquida de avena correspondiente.
Otro objeto mas de la invencion es proporcionar la base lfquida de avena de la invencion con una viscosidad deseada, tal como una identica o similar a la de una base de avena lfquida no mejorada correspondiente.
Objetos adicionales de la invencion se pondran de manifiesto a partir del breve resumen de la invencion que sigue a continuacion, la descripcion de una realizacion preferida de la misma ilustrada en un dibujo, y las reivindicaciones adjuntas.
RESUMEN DE LA INVENCION
En esta solicitud "p-glucano, p-glucanasa, arabinoxilano, xilanasa, a-amilasa, p-amilasa, protema" no se distingue de "p-glucanos, p-glucanasas, arabinoxilanos, xilanasas, a-amilasas, p-amilasas, protemas ". En esta solicitud, "lfquido" se refiere a un lfquido acuoso que puede contener partfculas suspendidas en el mismo.
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un metodo para preparar una base lfquida de avena para su uso en la fabricacion de alimentos para consumo humano, comprendiendo el metodo:
(a) proporcionar un material que comprende salvado de avena que comprende desde 1% en peso a 50% en peso de p-glucano;
(b) suspender el material que comprende el salvado de avena en un medio acuoso, en particular agua, para formar una suspension acuosa;
(c) poner en contacto, en ningun orden particular, dicha suspension acuosa con a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa, xilanasa para elevar la concentracion de arabinoxilano soluble en la suspension por un factor de 5 o mas para proporcionar una base de avena lfquida;
(d) opcionalmente homogeneizar la base lfquida de avena de la etapa (c) para proporcionar una base de avena lfquida homogeneizada;
(e) destruir opcionalmente la actividad enzimatica en la base lfquida de avena de la etapa (c) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (d) para proporcionar una base lfquida de avena inactiva enzimaticamente;
(f) opcionalmente envasar asepticamente la base de avena lfquida de la etapa (c) o la base de avena lfquida homogeneizada de la etapa (d) o la base de avena lfquida enzimaticamente inactiva de la etapa (e) en un recipiente.
Segun un primer aspecto preferido de la invencion, la etapa (c) comprende poner en contacto la suspension acuosa de la etapa (b) primero con a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa para hidrolizar parcialmente almidon y p-glucano, luego con xilanasa para elevar la concentracion de arabinoxilano soluble en la suspension en un factor de 5 o mas para proporcionar una base lfquida de avena.
Una temperatura preferida para el contacto de a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa es desde 30 °C a 70 °C.
Una temperatura preferida para el contacto de xilanasa es desde 40 °C a 70 °C, en particular de desde 40 °C a 65 °C, lo mas preferiblemente de aproximadamente 60 °C.
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Un material preferido comprende salvado de avena que comprende 1% en peso a 25% en peso de B-glucano.
Se prefiere que el material que comprende el salvado de avena sea seleccionado del grupo que consiste en salvado de avena, harina integral de semola (harina integral), semola de avena arrollada y endosperma de avena.
Ademas, se prefiere que el material que comprende el salvado de avena comprenda o consista substancialmente en partfculas de salvado de avena de un tamano de 25 |im o mas.
De acuerdo con un segundo aspecto preferido de la invencion, se proporciona una composicion en polvo para la produccion de base lfquida de avena de la invencion a partir de un material que comprende salvado de avena, comprendiendo la composicion en polvo un material que comprende salvado de avena, a-amilasa, p-amilasa , p- glucanasa, xilanasa.
La composicion en polvo que comprende o que consiste sustancialmente en un material que comprende salvado de avena, a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa, xilanasa puede usarse en un metodo de preparacion de la base de avena lfquida de la invencion para su uso en la fabricacion de alimentos para consumo humano, comprendiendo el metodo:
(a) proporcionar dicha composicion en polvo;
(b) suspender la composicion en polvo en un medio acuoso, en particular agua, para formar una suspension acuosa;
(c) elevar la temperatura de la suspension acuosa de desde 40 °C a 70 °C durante un tiempo suficiente para degradar almidon, p-glucano y xilano para formar una base lfquida de avena;
(d) opcionalmente homogeneizar la base lfquida de avena de la etapa (c) para proporcionar una base de avena lfquida homogeneizada;
(d) destruir opcionalmente la actividad enzimatica en la base lfquida de avena de la etapa (b) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (c) para proporcionar una base lfquida de avena inactiva enzimaticamente;
(e) opcionalmente envasar de manera aseptica la base lfquida de avena de la etapa (b) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (c) o la base lfquida de avena enzimaticamente inactiva de la etapa (d) en un recipiente.
El material que comprende partfculas de salvado de avena, tales como salvado de avena, harina de semola integral (harina integral), semola de avena arrollada o endosperma de avena, proporcionado como material inicial en la etapa (a) comprende o consiste sustancialmente, es decir, consiste en 80% en peso o mas, en particular 90% o 95% en peso o mas de partfculas de un tamano de 25 |im o superior. Una partfcula "de un tamano de 25 |im o superior" tiene un diametro medio de 25 |im o superior.
En el metodo de la invencion, el 80% o mas de p-glucano disuelto en la suspension acuosa se degrada por p- glucanasa a p-glucano de un peso molecular de 20,000 D a 400,000 D.
La base lfquida de avena de la invencion esta destinada al consumo humano como tal o como un aditivo o ingrediente para otros productos alimenticios. Puede anadirse como tal a otros productos alimenticios o en forma de un polvo seco del mismo, en particular en forma de un polvo deshidratado por aspersion, es decir, una base de avena en polvo.
De acuerdo con un primer aspecto preferido, el metodo de la invencion no afecta, es decir, conserva, el contenido de p-glucano soluble. La preservacion del p-glucano soluble es independiente de la concentracion de xilanasa. El metodo de la invencion tampoco afecta la composicion de la protema soluble, como se evidencia por electroforesis en gel de SDS-PAGE.
Una xilanasa preferida de la invencion es endo-1,4-p-xilanasa. Una concentracion de xilanasa preferida es 1250 FXU por 100 g de harina, pero pueden emplearse otras concentraciones, tales como desde 100 FXU por 100 g de harina a 5000 FXU o mas por 100 g de harina. Un FXU es la cantidad de endo-1,4-p-xilanasa que libera 7,8 mM por minuto de azucares reductoras (equivalentes de xilosa) de azo-trigo arabinoxilano a pH 6,0 y 50 °C.
Una temperatura preferida para poner en contacto la suspension acuosa de un material que comprende partfculas de salvado de avena con cualquiera de a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa es una temperatura de 30 °C a 70 °C, en particular de 55 °C a 65 °C, lo mas preferido de alrededor de 60 °C.
De acuerdo con otro aspecto preferido de la invencion, el contacto de la suspension acuosa de un material que comprende partfculas de salvado de avena con xilanasa no afecta la viscosidad de la misma o solo la afecta moderadamente, tal como aumentando la viscosidad hasta un 5% o hasta un 10% o hasta un 20%. Una temperatura
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preferida para el contacto con xilanasa es una temperatura por encima de la temperatura ambiente, tal como una temperatura de 40 °C a 70 °C, en particular de 40 °C a 65 °C, mas preferiblemente de aproximadamente 60 °C.
De acuerdo con otro aspecto preferido, el metodo de la invencion conserva las propiedades organolepticas de la suspension acuosa de un material rico en salvado de avena, o incluso las mejora moderadamente.
De acuerdo con todavfa otro aspecto preferido, el metodo de la invencion suministra un producto de estabilidad ffsica superior con respecto a la suspension acuosa de material inicial de un material que comprende salvado de avena, tal como un producto que presenta separacion de fases a 20 °C (temperatura ambiente) retrasado hasta un 20% o hasta un 50% o incluso hasta un 90% y hasta un 100% o mas. Aunque la base ffquida de avena de la invencion no es de manera completa estable ffsicamente cuando se almacena a temperatura ambiente, se desintegra o se asienta en una fase acuosa superior y una fase de material particulado inferior sustancialmente mas lenta que una base ffquida de avena correspondiente de la tecnica anterior. Una "base ffquida de avena correspondiente de la tecnica anterior" es una base de avena conocida que difiere de la base ffquida de avena de la invencion al menos por no haber sido incubada con xilanasa. La estabilizacion de acuerdo con la invencion no se obtiene por e independiente de la adicion de un agente o agentes estabilizantes de suspension, tal como celulosa hidroxipropil metil (HPMC) o alginato.
La estabilidad ffsica del producto de la invencion se puede mejorar adicionalmente por homogeneizacion, en particular por homogeneizacion a alta presion a una presion de 150/30 bar o mas.
De acuerdo con un aspecto preferido adicional, un producto preferido de la invencion, aunque tiene un tamano medio de parffcula de aproximadamente 140 a 225 |im, en particular de aproximadamente 170 |im, es decir, muy por encima del umbral de arenosidad de 25 |im, no se siente arenoso. Se cree que esto se debe a un efecto de "redondeo" o curvatura del tratamiento enzimatico que influye en la percepcion de la arenosidad y/o a una rigidez o resistencia disminuida de las parffculas. "Umbral de arenosidad" es el umbral de tamano de parffcula en el que una suspension acuosa con material particulado se siente arenosa en la boca durante la ingestion.
De acuerdo con la invencion se describe una base de avena ffquida mejorada, comprendiendo la mejora en una o mas de: estabilidad ffsica mejorada, propiedades organolepticas mejoradas, percepcion disminuida o ausente de arenosidad. Ademas se describe una base seca de avena en polvo preparada mediante deshidratacion por aspersion de la base ffquida de avena de la invencion o por cualquier otro metodo de secado adecuado. La base ffquida de avena de la invencion puede reconstituirse suspendiendo la base de avena en polvo en agua o un disolvente acuoso. La base de avena en polvo tambien se puede utilizar como aditivo alimentario. Tambien se describe un producto alimenticio que comprende base ffquida de avena y/o en polvo.
En particular se proporciona una gama de productos alimenticios de diversas clases que comprenden la base de avena de la invencion. Estos productos comprenden, pero no se limitan a, una bebida a base de salvado de avena, una bebida a base de avena integral, una bebida aromatizada con fruta que comprende la base de avena de la invencion y concentrado de fruta y un yogur para beber con alto contenido de fibra que comprende la base de avena de la invencion y leche de vaca fermentada con un cultivo bacteriano.
La mejora por el metodo de la invencion y del producto correspondiente se obtiene mientras se conserva sustancialmente el contenido de p-glucano soluble en agua del material inicial. En este contexto, “sustancialmente” significa una conservacion de 75% en peso o mas, tal como 80% en peso o mas e incluso 90% o 95% en peso o mas.
La invencion se describira ahora con mas detalle haciendo referencia a un numero de realizaciones preferidas y un dibujo que comprende tres figuras.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La figura 1 es un grafico que ilustra el efecto de la homogeneizacion a alta presion sobre la base ffquida de salvado de avena de la invencion que contiene toda la fibra presente en el material inicial y sobre una base de salvado de avena decantada de la tecnica anterior de la cual dicha fibra insoluble ha sido eliminada por decantacion;
La figura 2 es un grafico que ilustra el efecto de la homogeneizacion a alta presion sobre la base ffquida de avena de avena integral de la invencion y sobre una base de salvado de avena decantada de la tecnica anterior a partir de la cual dicha fibra insoluble se ha eliminado por decantacion;
La figura 3 es un grafico que ilustra la distribucion del tamano de parffcula de la base de salvado de avena homogeneizada y no homogeneizada de la invencion asf como de un control de la tecnica anterior.
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DESCRIPCION DE REALIZACIONES PREFERIDAS Materiales y metodos
Materia prima de avena. Salvado de avena, harina de semola integral (harina integral), semola de avena arrollada y harina de endosperma de avena que contiene desde 1% en peso a 50% en peso de p-glucano, aproximadamente desde 8% en peso a 26% en peso de fibra dietetica total, desde 10% en peso a 22% en peso de protema y desde 5% en peso a 15% en peso de grasa.
Endo (1-4)p-xilanasa. La xilanasa Pentopan Mono BG se obtuvo de Novozymes A/S, Dinamarca. Mediante analisis se establecio que la enzima no posefa actividad p-glucanasa. La enzima (UB No. 3.2.1.8; CAS 9025-57-4) se produce por la expresion heterogenea de Thermocytes lanuginosus en Aspergillus oryzae. Es una xilanasa de la familia GH-11 con una actividad descrita de desde 2500 XU/W-g a > 60000 XU/W-g a 40 °C.
Determinacion de la actividad p-glucanasa. El analisis se realizo usando tabletas de p-glucazima de Megazyme International Ireland Ltd. siguiendo el procedimiento proporcionado por el proveedor. Los comprimidos se anadieron a la solucion enzimatica en regulador de acetato de sodio (25 mM, pH 4,5) a 40 °C y la solucion se mantuvo a esta temperatura durante 10 minutos. La reaccion se detuvo anadiendo 6 ml de regulador Trizma (2% p/p, pH 8,5). Las muestras para analisis se centrifugaron durante 10 minutos a 2250 rpm. La absorbancia del sobrenadante se leyo a 590 nm.
Base lfquida de avena de tecnologfa de vanguardia (bebida de avena). Se preparo una bebida de base de avena de tecnologfa de vanguardia anadiendo preparaciones comerciales secas de a-amilasa y p-amilasa en cantidades suficientes para degradar el almidon a maltosa y maltodextrina. La bebida se utilizo como material inicial en experimentos realizados por razones de comparacion.
Base lfquida de avena de la invencion. Ademas de la utilizacion de a-amilasa y p-amilasa en la preparacion de la base lfquida de avena de la invencion, la p-glucanasa se utiliza para degradar la mayor parte o al menos el 75% en peso e incluso mas del 80% en peso o el 90% en peso de p-glucano soluble en agua del material inicial, que tiene un peso molecular de aproximadamente 1.000.000 D a aproximadamente 2.000.000 D, a p-glucano soluble en agua que tiene un peso molecular de aproximadamente 20.000 D, en particular desde aproximadamente 50.000 D a aproximadamente 400.000 D. La suspension del material inicial contema aproximadamente 10% en peso de material rico en salvado de avena en agua de aproximadamente 60 °C. Despues de la incubacion durante 1 hora bajo agitacion a esta temperatura, la base lfquida de salvado de avena producida de este modo tema un pH de 6,4 - 6,6 y una viscosidad de aproximadamente 25 cP a 250 cP a 22 °C. Si se desea, el procedimiento puede modificarse para obtener un producto de mayor o menor viscosidad. Esta base de salvado de avena de la invencion se uso en los siguientes experimentos.
Estimacion de la liberacion de arabinoxilano soluble. El contenido de arabinoxilano soluble se determino de acuerdo con el metodo de floroglucinol de Rose and Inglett, J Food Anal Meth 2;1 (2010) 66-72. Se mezclo una parte almuota de 200 |il del sobrenadante de la suspension de avena con 1 ml de reactivo. El reactivo consiste en acido acetico glacial, acido clorhndrico concentrado, floroglucinol al 20% (p/v) en etanol y glucosa al 1,75% (p/v) en una proporcion de 110:2:5:1. Las muestras se incubaron a 100 °C durante 25 minutos. Despues de enfriar a temperatura ambiente se leyo la absorbancia a 552 nm y 510 nm. La cuantificacion del contenido de arabinoxilano soluble se obtuvo relacionando la absorbancia medida con la de una curva de calibracion construida usando D(+)xilosa. Los resultados se expresan como mM de equivalentes de xilosa (XE).
Determinacion del contenido de p-glucano. El metodo se desarrollo utilizando el kit de analisis de p-glucano de enlace mixto de Megazyme International Ireland Ltd. El procedimiento descrito por el proveedor se modifico ligeramente. Se anadio a cada tubo de ensayo un gramo de bebida a base de salvado de avena, 200 |il de etanol (50% v/v) y 4 ml de regulador de fosfato (20 mM, pH 6,5). Los tubos se mezclaron en vortice y se pusieron en agua hirviendo durante 2 minutos, luego se transfirieron a un bano de agua a 50 °C y se mantuvieron allf durante 5 minutos. Despues de anadir 200 |il de una solucion acuosa de enzima lichenasa (10 U) a cada tubo de ensayo, las muestras se almacenaron en el bano de agua durante 1 hora. Se anadio regulador de acetato de sodio (5 ml, 200 mM, pH 4) a cada tubo. Los tubos se centrifugaron a 1000 rpm durante 15 minutos. Se mezclaron cien |iL del sobrenadante con 100 |il de la solucion enzimatica de p-glucosidasa (0,2 U). Se preparo un blanco para cada muestra (sin adicion de p-glucosidasa, adicion de 100 |il de regulador de acetato de sodio (50 mM, pH 4)). Las muestras se incubaron en un bano de agua a 50 °C durante 15 minutos. Tambien se analizo un estandar de glucosa. Se anadieron a cada tubo tres ml de reactivo GODOP (regulador de fosfato de potasio (1 mM, pH 7,4), acido p- hidroxibenzoico (0,22 M) y azida sodica (0,4% p/p) Los tubos fueron entonces incubados por 20 minutos adicionales a 50 °C. La absorbancia se leyo a 510 nm en 1 hora.
Electroforesis en gel de SDS-PAGE. Para establecer si la protema extrafda despues de la aplicacion de la enzima difiere de la protema original, se realizo una electroforesis en gel a tres concentraciones diferentes de xilanasa. Se
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10
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demostro que el tratamiento con xilanasa no afecta a la distribucion del peso molecular ni a la composicion de las protemas.
Medicion del tamano de partmula. La medicion del tamano de parffcula se realizo por difraccion de haz de rayos laser utilizando un instrumento Mastersizer 2000, Hydro 2000SM (Malvern Instruments, Worcestershire, Reino Unido). La distribucion del tamano de parffcula registrada por esta tecnica tiene el volumen como base y se informa en un grafico que muestra el porcentaje en volumen de parffculas de un tamano dado. La determinacion del tamano de parffcula se basa en el supuesto de que las parffculas son esfericas y homogeneas y que las propiedades opticas del medio son conocidas. Para parffculas del mismo tipo, como en el presente contexto, se cree que el metodo proporciona resultados fiables.
Ejemplo 1. Contenido de p-glucona de la base de salvado de avena de la invencion en relacion con la cantidad de xilanasa utilizada para su produccion. La bebida a base de salvado de avena de tecnologfa de vanguardia descrita anteriormente se incubo a 40 °C durante 15 minutos con diferentes cantidades de xilanasa. El producto se analizo para la concentracion de p-glucano. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Contenido de p-glucano de muestras de base de salvado de avena tratadas con diferentes cantidades de xilanasa a 40 °C durante 15 minutos
Xilanasa FXU/100 g OBF (salvado de avena) p -glucano (% en peso)

0 1,3

100 1,4

1000 1,5

2000 1,4
Ejemplo 2. Estabilidad ffsica de la base ffquida de avena mejorada de la invencion. La estabilidad ffsica se determino midiendo la separacion de fases al almacenar en un vial de vidrio una muestra de la base ffquida de avena mejorada durante un peffodo de tiempo dado a una temperatura seleccionada. Durante el almacenamiento aparecio una fase ffquida superior clara. Se incremento en altura hasta que se alcanzo un estado de punto final estable al cual la altura de la fase de parffculas mas baja permanecio estable. El mdice de estabilidad ffsica Iphs en el tiempo tts se expresa convenientemente como 100 x la proporcion de la altura de fase superior en ts a la altura de fase superior en el punto final (almacenamiento por tiempo indefinido) en el que se ha alcanzado el equilibrio de sedimentacion.
Un mdice de separacion disminuido es indicativo de una estabilidad ffsica mejorada. Las muestras homogeneizadas de la base acuosa de avena de la invencion y la base acuosa de avena de la tecnica anterior no tratada con xilanasa se almacenaron en tubos de ensayo a 4 °C. La separacion de fases (fase acuosa superior, fase de materia particulada inferior) se midio a 2, 24, 36 y 48 horas desde la homogeneizacion (Tabla 2). Estabilidad ffsica
Tabla 2. Estabilidad Ffsica, 1 hora de tratamiento enzimatico con xilanasa a 40 °C
Xilanasa conc. FXU/100 g OBF
indice de estabilidad ffsica Iphs*
2 h
24 h 36 h 48 h
0
67 47 40 33
100
92 82 63 55
1000
97 82 83 75
2000
98 92 83 78
* 100 % = no hay separacion de fases; 0 % = separacion completa de fases
Alrededor del 50% del aumento en la estabilidad ffsica se logra despues de un tiempo de reaccion de solo 5 minutos (Tabla 3).
Tabla 3. Aumento en la estabilidad ffsica (mdice de estabilidad ffsica Iphs) con respecto a la duracion del tratamiento enzimatico a 40 °C, xilanasa conc. 1000 FXU/100 g OBF________________________________________________
Tiempo de almacenamiento, h
Tiempo de reaccion, min
0
5 10 15 20 25 30
2
67 97 98 95 95 95 98
24
47 97 97 93 95 93 93
5
10
15
20
25
30
35
Ejemplo 3. Efecto de la concentracion de xilanasa en el contenido de arabinoxilano soluble. El contenido de arabinoxilano soluble se midio despues de la incubacion a 40 °C de muestras a diferentes concentraciones de xilanasa. Los resultados se muestran en la Tabla 4 expresados como equivalentes de xilosa.
Tabla 4. Equivalentes de Xilosa (XE) en muestras tratadas con diferentes concentraciones de xilanasa (p/v) durante
60 minutos Xilanasa (FXU/100 g OBF)
XE (mM)
0
0,38
100
7,4
1000
15,0
2000
14,0
Ejemplo 4. Medicion del tamano de parffculas. Para determinar si la enzima degrada las paredes celulares y, por tanto, reduce el tamano de parffcula, se midio el tamano de las parffculas de base ffquida de salvado de avena de la invencion producidas a diferentes concentraciones de xilanasa. Las muestras de control no se incubaron con xilanasa. Se observo una disminucion significativa en el tamano de parffcula tras el tratamiento con xilanasa (1 hora a 40 °C). La Tabla 5 muestra el diametro medio de parffcula determinado a partir del peso volumetrico de parffculas de muestras tratadas con xilanasa.
Tabla 5. Diametro del peso volumetrico de las muestras de bebida de salvado de avena despues del tratamiento con
xilanasa
Xilanasa (FXU/100 g)
Diametro medio (|im) Disminucion (%)
0
307 -
100
207 32,6
1000
184 40,0
2000
154 49,8
Ejemplo 5. Efecto del tiempo de reaccion sobre el contenido de arabinoxilano soluble. El contenido de arabinoxilano soluble se midio despues de la incubacion de las muestras para diferentes peffodos de tiempo. Este analisis se realizo para evaluar los cambios en la concentracion de productos de degradacion de arabinoxilano durante la reaccion. La Tabla 6 muestra que hubo un aumento significativo en la concentracion de arabinoxilano despues de un tiempo de reaccion de 5 minutos. Se observo un ligero aumento adicional a tiempos de reaccion mas largos.
Tabla 6. Contenido de arabinoxilano soluble en muestras tratadas con xilanasa (1000 FXU/100 g OBF) para diferentes tiempos de reaccion ________________________________________________________________
Tiempo de reaccion, min
0 5 10 15 20 25 30 35 40 50
Equivalentes de xilosa, mM
0,5 7,7 8,2 9,6 8,3 9,1 8,9 11,1 10,7 11,4
Ejemplo 6. Efecto de la temperatura de reaccion. Se eligio un tiempo de incubacion de 15 minutos, puesto que se habfa mostrado anteriormente para proporcionar una buena estabilidad ffsica y un aumento sustancial de arabinoxilano soluble. Se analizo el efecto de la variacion de temperatura sobre la degradacion enzimatica por xilanasa para encontrar una temperatura de reaccion optima. La bebida a base de salvado de avena se incubo con xilanasa 1000 FXU/100 g OBF durante 15 minutos a 40 °C, 50 °C y 60 °C (Tabla 7).
Tabla 7. Estabilidad ffsica a 4 °C de bebida a base de salvado de avena tratada con xilanasa
Xilanasa, 15 min a °C
indice de estabilidad ffsica Iphs, 4 °C, %
2 h
24 h 72 h
Sin xilanasa
58 42 37
40
100 97 88
50
100 93 82
60
100 97 97
Ejemplo 7. Homogeneizacion. La estabilidad de almacenamiento ffsico de la base ffquida de avena de la invencion puede mejorarse adicionalmente por homogeneizacion. Realizando la homogeneizacion en un homogeneizador de dos etapas que proporciona una presion de al menos 150/30 bar, el producto muestra una estabilidad ffsica mejorada incluso en presencia de fibras insolubles, es decir, antes de la decantacion mediante la cual se eliminan
5
10
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35
40
45
50
55
las fibras insolubles. En las figuras se muestra una estabilidad mejorada de la base Ifquida de avena de la invencion producida a partir de avena integral (figura 1) y de salvado de avena (figura 2) sobre la de una base de avena comercial (bebida de avena).
Ejemplo 8. Contenido de arabinoxilano soluble en una bebida a base de salvado de avena tratada con xilanasa a diversas temperatures. La base de salvado de avena conocida (bebida de avena) descrita anteriormente se incubo durante 15 minutos con 1000 FXU/100 g OBF de xilanasa a 40 °C, 50 °C y 60 °C. Se encontro que el contenido de arabinoxilano soluble se habfa incrementado a todas las temperatures en un factor de 5 o mas (Tabla 8).
Tabla 8. contenido de arabinoxilano soluble de bebida a base de salvado de avena tratada con xilanasa
Xilanasa por 15 min; °C
ninguno 40 50 60
Equivalentes de xilosa, mM
0,89 6,6 8,7 8,1
Ejemplo 9. Distribucion del tamano de partreula. La figura 3 muestra la distribucion del tamano de partfcula de la base de salvado de avena homogeneizada y no homogeneizada de la invencion. En la Tabla 10 se dan datos de diametro de peso volumetrico correspondientes para las siguientes muestras: Para evaluar el efecto de la homogeneizacion se prepararon cinco muestras:
Control: Base de salvado de avena no homogeneizada no tratada con xilanasa;
Muestra A: No homogeneizado; 1000 xilanasa FXU por 100 g OBF; xilanasa 15 min a 60 °C;
Muestra B: Se homogeneizo durante 2 min; 1000 xilanasa FXU por 100 g OBF; xilanasa 15 min a 60 °C;
Muestra C: 500 xilanasa FXU no homogeneizada por 100 g OBF; xilanasa 30 min a 60 °C;
Muestra D: se homogeneizo durante 2 min, 500 xilanasa FXU por 100 g OBF; xilanasa 30 min a 60 °C.
Tabla 9. Diametro de las muestras A a D y del control determinado a partir de su peso volumetrico
Muestra
Diametro, |im Disminucion (%)
Control
272 0
A
207 24,0
B
159 41,7
C
216 20,5
D
173 36,4
Como es evidente a partir de la Tabla 9, la reduccion del tamano de partfcula es mas pronunciada a la concentracion de enzima mas alta.
Ejemplo 10. Preparacion de una bebida de salvado de avena. Se preparo una bebida de salvado de avena rica en betaglucano (15% p/p) de acuerdo con la invencion suspendiendo desde 7% en peso a 15% en peso de harina de salvado de avena/mezcla de enzimas en agua. La suspension se incubo a 55 °C a 65 °C bajo agitacion durante desde aproximadamente 30 minutos a aproximadamente 2 horas. La incubacion se detuvo por calentamiento, en particular a al menos 80 °C o incluso 100 °C o mas. La suspension se trato con UHT, se homogeneizo a una presion de 150/30 bar y se enfrio a 4 °C. Despues del almacenamiento durante 20 dfas a 4 °C, la preparacion no mostro separacion de fase significativa (5% o mas). No se anadieron aditivos a la bebida de salvado de avena asf preparada de la invencion para estabilizarla contra la separacion de fases. Alternativamente, la bebida de salvado de avena de la invencion preparada de esta manera puede pasteurizarse.
Ejemplo 11. Bebida deshidratada de salvado de avena. La bebida de salvado de avena del Ejemplo 11 se deshidrato a un polvo blanco mediante deshidratacion por aspersion usando un equipo para deshidratar leche de vaca por aspersion. El polvo puede utilizarse para la reconstitucion de la bebida suspendiendola en agua o como aditivo alimentario.
Ejemplo 12. Preparacion de una bebida de avena de grano integral. El procedimiento seguido fue esencialmente el del Ejemplo 10 excepto que se uso harina de avena de grano integral como material inicial.
Ejemplo 13. Bebida deshidratada de grano de avena integral. La bebida de avena de grano integral del Ejemplo 12 se deshidrato a un polvo blanco mediante deshidratacion por aspersion utilizando un equipo para deshidratar leche de vaca por aspersion. El polvo puede utilizarse para la reconstitucion de la bebida suspendiendola en agua o como aditivo alimentario.
Ejemplo 14. Preparacion de una bebida con sabor a fruta que comprende una bebida de salvado de avena. Se prepararon varias muestras mezclando desde 25% (p/p) a 95% (p/p) de la bebida de salvado de avena del Ejemplo 10 o bebida reconstituida segun el Ejemplo 11 con concentrado de fruta de sabor deseado. Las mezclas se enfriaron a 4 °C y se embotellaron en condiciones asepticas. Las bebidas resultaron ser estables durante tres semanas a esta 5 temperatura en ausencia de cualquier aditivo alimentario estabilizante.
Ejemplo 15. Preparacion de una bebida con sabor a fruta que comprende una bebida de avena de grano integral. Se prepararon varias muestras mezclando desde 25% (p/p) a 95% (p/p) de bebida de avena de grano integral del Ejemplo 12 o bebida reconstituida de acuerdo con el Ejemplo 13 con concentrado de fruta de sabor deseado. Las 10 mezclas se enfriaron a 4 °C y se embotellaron en condiciones asepticas. Las bebidas resultaron ser estables durante tres semanas a esta temperatura en ausencia de cualquier aditivo alimentario estabilizante.
Ejemplo 16. Preparacion de una bebida de yogur nutritivo rico en fibra a base de bebida de salvado de avena fermentada y leche de vaca. Desde 50% en peso a 95% o mas en peso (varias muestras preparadas) de la bebida 15 de salvado de avena del Ejemplo 10 otal bebida reconstituida de acuerdo con el Ejemplo 11 se mezclaron con leche de vaca estandar. La mezcla se hizo pasar a traves de un intercambiador de calor. La mezcla se pasteurizo y posteriormente se enfrio a aproximadamente 40 °C a aproximadamente 50 °C seguido por inoculacion con la cantidad requerida de cultivo bacteriano deseado. El cultivo puede comprender opcionalmente cepas probioticas. La combinacion se mezclo a fondo y se fermento hasta que alcanzo un pH de aproximadamente 4,5. El producto 20 fermentado puede ser aromatizado con especias para proporcionar un tipo de yogur saborizado para beber o un yogur para beber con sabor a fruta anadiendo un concentrado de fruta de sabor deseado bajo condiciones asepticas. El yogur para beber se embotella en condiciones asepticas y se almacena a +4 °C. El yogur para beber demostro ser estable durante tres semanas a esta temperatura en ausencia de cualquier aditivo alimentario estabilizante.

Claims (20)

  1. 5
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    15
    20
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    55
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    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para preparar una base Ifquida de avena para uso en la fabricacion de alimentos para consumo humano, que comprende:
    (a) proporcionar un material que comprende salvado de avena que comprende desde 1% en peso a 50% en peso de U-glucano;
    (b) suspender el material que comprende el salvado de avena en un medio acuoso, en particular agua, para formar una suspension acuosa;
    (c) poner en contacto, en ningun orden particular, dicha suspension acuosa con a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa, xilanasa para elevar la concentracion de arabinoxilano soluble en la suspension por un factor de 5 o mas proporcionando una base lfquida de avena;
    (d) opcionalmente homogeneizar la base lfquida de avena de la etapa (c) para proporcionar una base lfquida de avena homogeneizada;
    (e) destruir opcionalmente la actividad enzimatica en la base lfquida de avena de la etapa (c) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (d) para proporcionar una base lfquida de avena inactiva enzimaticamente;
    (f) opcionalmente envasar asepticamente la base lfquida de avena de la etapa (c) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (d) o la base lfquida de avena enzimaticamente inactiva de la etapa (e) en un recipiente.
  2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la etapa (c) comprende poner en contacto primero la suspension acuosa de la etapa (b) con a-amilasa, p-amilasa, p-glucanasa para hidrolizar parcialmente almidon y p- glucano, luego con xilanasa para elevar la concentracion de arabinoxilano soluble en la suspension por un factor de 5 o mas para proporcionar una base lfquida de avena.
  3. 3. El metodo de la reivindicacion 1 o 2, en el que la temperatura para el contacto de a-amilasa, p-amilasa, p- glucanasa es desde 30 °C a 70 °C.
  4. 4. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la temperatura para el contacto de xilanasa es desde 40 °C a 70 °C, en particular de desde 40 °C a 65 °C, mas preferible de aproximadamente 60 °C.
  5. 5. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el material que comprende el salvado de avena se selecciona del grupo que consiste en salvado de avena, harina de semola integral (harina integral), semola de avena arrollada y endosperma de avena.
  6. 6. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el material que comprende el salvado de avena comprende o consiste sustancialmente en partfculas de salvado de avena de un tamano de 25 |im o mas.
  7. 7. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que la xilanasa es una endo-1,4-p-xilanasa.
  8. 8. El metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el 80% o mas de p-glucano disuelto en la suspension acuosa se degrada por p-glucanasa a p-glucano de un peso molecular de desde 20.000 D a 400.000 D.
  9. 9. Base lfquida de avena adecuada para el consumo humano obtenida u obtenible por el metodo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
  10. 10. La base lfquida de avena de la reivindicacion 9, homogeneizada a alta presion.
  11. 11. La base lfquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 10, que comprende partfculas de salvado de avena de un tamano de partfcula por encima de 25 |im y hasta 225 |im, en particular de aproximadamente 170 |im.
  12. 12. La base de avena lfquida de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 que no comprende agente estabilizante de suspension anadidotal como alginato o hidroxipropil metil celulosa.
  13. 13. Base en polvo de avena preparada a partir de la base lfquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 mediante deshidratacion por aspersion u otro metodo de deshidratacion adecuado.
  14. 14. Uso de la base lfquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 o de la base en polvo de avena de la reivindicacion 13 como aditivo alimentario.
  15. 15. Uso de la base en polvo de avena de la reivindicacion 13 para reconstituir la base lfquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
  16. 16. Bebida aromatizada con fruta que comprende la base Ifquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 y concentrado de fruta.
  17. 17. Bebida de yogur de alto contenido en fibra que comprende la base Ifquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 y leche de vaca fermentada con un cultivo bacteriano.
  18. 18. Producto alimenticio que comprende la base lfquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12 y/o la base en polvo de avena de la reivindicacion 13.
  19. 19. Composicion en polvo para uso en la produccion de base lfquida de avena, tal como la base lfquida de avena de cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, comprendiendo la composicion o consistente sustancialmente en:
    (a) un material que comprende salvado de avena;
    (b) a-amilasa;
    (c) p-amilasa;
    (d) p-glucanasa;
    (e) xilanasa.
  20. 20. Un metodo para preparar una base lfquida de avena para su uso en la fabricacion de alimentos para consumo humano, que comprende:
    (a) proporcionar la composicion en polvo de la reivindicacion 19;
    (b) suspender la composicion en polvo en un medio acuoso, en particular agua, para formar una suspension acuosa;
    (c) elevar la temperatura de la suspension acuosa a desde 40 °C a 70 °C durante un tiempo suficiente para degradar almidon, p-glucano y xilano para formar una base lfquida de avena;
    (d) opcionalmente homogeneizar la base de avena lfquida de la etapa (c) para proporcionar una base de avena lfquida homogeneizada;
    (e) destruir opcionalmente la actividad enzimatica en la base lfquida de avena de la etapa (b) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (c) para proporcionar una base lfquida de avena inactiva enzimaticamente;
    (f) de manera opcional envasar asepticamente en un recipiente la base lfquida de avena de la etapa (b) o la base lfquida de avena homogeneizada de la etapa (c) o la base lfquida de avena enzimaticamente inactiva de la etapa (d).
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