ES2649266T3 - Composiciones y procedimientos para la modificación superficial de productos de tubérculos comestibles - Google Patents

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ES2649266T3 ES07719401.7T ES07719401T ES2649266T3 ES 2649266 T3 ES2649266 T3 ES 2649266T3 ES 07719401 T ES07719401 T ES 07719401T ES 2649266 T3 ES2649266 T3 ES 2649266T3
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Abstract

Procedimiento de modificación de un producto de tubérculo comestible que comprende: poner en contacto la superficie del producto de tubérculo comestible con una cantidad eficaz del enzima asparaginasa a efectos de modificar la superficie del producto de tubérculo comestible; y secar el producto de tubérculo comestible mientras la superficie entra en contacto con el enzima, en el que el enzima se pone en contacto con la superficie mediante pulverización del enzima en la superficie inmediatamente antes de la etapa de secado o durante la misma; en el que el producto de tubérculo comestible se seca a una temperatura de entre 30 y 65°C y una humedad relativa entre el 20% y el 80%; en el que la actividad de la asparaginasa y la modificación superficial resultante se producen totalmente durante la etapa de secado; en el que el producto de tubérculo comestible es un producto de patata, producto de boniato, producto de ñame, producto de zanahoria o producto de remolacha; y en el que la etapa de puesta en contacto y la etapa de secado son parcialmente simultáneas o totalmente simultáneas.

Description

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DESCRIPCION
Composiciones y procedimientos para la modificacion superficial de productos de tuberculos comestibles
Descripcion
Sector de la invencion
La presente invencion se refiere a procedimientos enzimaticos para la modificacion superficial de alimentos de tuberculos comestibles. La presente invencion se refiere tambien a procedimientos para reducir la acrilamida producida por el cocinado de productos de tuberculos comestibles, tales como patatas fritas.
Antecedentes de la invencion
La modificacion superficial de productos de tuberculos comestibles, tales como patatas fritas, es importante para modificar la quimica superficial para obtener las propiedades deseables de color, textura y sabor. Los aminoacidos, carbohidratos y lipidos superficiales son dianas tipicas de la modificacion superficial.
Un area de interes creciente es la modificacion de los aminoacidos superficiales para reducir la formacion de acrilamida en alimentos cocinados. Se cree que la acrilamida se genera a partir de los componentes del alimento durante el tratamiento termico como consecuencia de la reaccion de Maillard entre aminoacidos y azucares reductores. Se considera que muchos aminoacidos contribuyen a la formacion de acrilamida, siendo la asparagina el principal contribuyente. Los investigadores estan investigando las posibilidades de reducir el contenido de acrilamida en los alimentos. Sin embargo, existen dificultades en la modificacion de la quimica de los alimentos crudos. Es dificil ajustar las cantidades de los productos quimicos que se dan de forma natural en los alimentos, especialmente en los que los productos quimicos son aminoacidos, tales como la asparagina, que son elementos constitutivos esenciales de las plantas. Los aminoacidos son muy abundantes en las celulas y se ensamblan en proteinas, que son responsables de la estructura y el funcionamiento de la celula vegetal. Es dificil obtener alimentos con quimica de aminoacidos modificada pero que conserven propiedades de sabor, olor, color, textura y quimicas favorables.
En la costra de las patatas fritas, se forma acrilamida en presencia de asparagina y azucar, como parte de la reaccion de Maillard durante la parte final de la fritura. Diversas estrategias de atenuacion, tales como la utilizacion de enzimas tales como asparaginasa, se han dado a conocer al dominio publico para reducir la acrilamida en los alimentos, incluyendo productos de patata (vease, por ejemplo, los documentos JP24283062A2, US20040265429A1, US2004058046A1, US2004081724 y US2004265432A1). Sin embargo, algunas de estas estrategias enzimaticas no son eficaces en la reduccion de acrilamida. Otras no se traducen facilmente a un entorno de planta comercial, en las que sigue existiendo una necesidad de procesar patatas fritas rapidamente y a bajo coste.
Caracteri'sticas de la invencion
El inventor de la presente invencion ha determinado que la introduccion de enzimas en un producto de tuberculo comestible durante una etapa de secado permite la modificacion superficial del producto de tuberculo comestible. En un ejemplo, la aplicacion de la asparaginasa a un producto de tuberculo comestible, tal como patatas fritas u otros productos de patata, durante la etapa de secado provoca una disminucion significativa en la formacion de acrilamida en los productos cocinados.
Por consiguiente, la presente invencion da a conocer un procedimiento tal como en las reivindicaciones que se adjuntan. Con respecto a la presente invencion, se tendra en cuenta que el sistema de dosificacion (etapa de puesta en contacto) puede aplicarse de una manera sencilla que comprende poner en contacto la superficie del producto directamente con el enzima, por ejemplo, mediante revestimiento con un proceso tal como pulverizando el producto. Esto permite un tiempo de aplicacion corto. De este modo, la actividad enzimatica se produce durante el secado en la fabrica estandar (dos procesos pueden tener lugar en una solo etapa). La presente invencion se adapta facilmente a un proceso de fabricacion real y preexistente. La presente invencion tambien funciona en presencia de glucosa y glicina, por lo que ademas de reducir la acrilamida, esto permite fijar el color.
Las etapas de puesta en contacto y secado son parcialmente simultaneas o totalmente simultaneas. Opcionalmente, el enzima se pone en contacto con la superficie mediante revestimiento, tal como por pulverizacion del enzima sobre la superficie. El proceso es continuo y no se requiere un periodo de tiempo de mantenimiento despues de revestir con el enzima. Opcionalmente, se reviste con el enzima inmediatamente antes de la etapa de secado (es decir, menos de: 5 segundos, 3 segundos, o un segundo antes), o durante la misma. Opcionalmente, se utiliza inmersion en lugar de revestimiento. La etapa de secado se produce opcionalmente mediante secado al aire en una secadora.
El enzima comprende una cantidad eficaz de asparaginasa para reducir la formacion de acrilamida durante el calentamiento del producto de tuberculo comestible (por ejemplo, durante la preparacion final del producto, tal como el cocinado final por el usuario final). El enzima que reduce asparagina comprende opcionalmente un enzima
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desaminante. El procedimiento comprende opcionalmente ademas poner en contacto el producto de tuberculo comestible con una cantidad eficaz de glicina para reducir la formacion de acrilamida durante el calentamiento del producto de tuberculo comestible. El enzima se pone en contacto opcionalmente con el producto despues de escaldar el producto. El enzima se pone en contacto, opcionalmente, tambien con el producto despues de freir el producto. La asparaginasa comprende opcionalmente una actividad entre 500 U/kg y 25.000 U/kg de patata. El producto de tuberculo comestible opcionalmente se seca a una temperatura entre 30°C y 65°C, opcionalmente, entre 30°C y 50°C a una humedad relativa entre el 20% y el 80%. El producto de tuberculo comestible se seca opcionalmente a una temperatura y humedad relativa para obtener una perdida de peso entre el 4 y el 12%, opcionalmente, el 7% (proceso tipico de patatas fritas), o el 35% (proceso de fritura-secado-congelacion-fritura). El producto de tuberculo comestible comprende, opcionalmente, producto de patatas escaldadas y el procedimiento comprende opcionalmente ademas sumergir el producto de patata en SAPP (o ponerlo en contacto en un procedimiento de revestimiento tal como pulverizacion) antes de poner en contacto el producto de patata con la asparaginasa. El producto de tuberculo comestible comprende, opcionalmente, producto de patatas escaldadas y el procedimiento comprende, opcionalmente, ademas sumergir el producto de patatas en una solucion de dextrosa (o ponerlo en contacto en un procedimiento de revestimiento tal como pulverizacion) antes de poner en contacto el producto de patatas con la asparaginasa. La glicina opcionalmente comprende entre 0,1% (p/p) y el 1,0% (p/p) de glicina en peso, opcionalmente, el 0,5% de glicina en peso. La glicina y la asparaginasa pueden combinarse en una sola composicion si asi se desea.
Otras caracteristicas y ventajas de la presente invencion se haran evidentes a partir de la siguiente descripcion detallada. Sin embargo, debe entenderse que la descripcion detallada y los ejemplos especificos, aunque indican realizaciones preferentes de la presente invencion, se dan solamente a modo de ejemplo. A partir de esta descripcion detallada, se haran evidentes diversos cambios y modificaciones dentro del ambito de la presente invencion a los expertos en la materia.
Descripcion breve de los dibujos
Se describiran realizaciones de la presente invencion en relacion con los dibujos, en los que:
Figura 1: nivel de acrilamida despues de la inmersion de tiras de patatas escaldadas (800 g) en una solucion tampon de acido citrico que contiene diversos niveles de asparaginasa durante 15 y 30 minutos a 40°C.
Figura 2: reduccion de acrilamida despues de tratamiento superficial con diversas concentraciones de asparaginasa/solucion tampon y secado a 45°C durante 20 minutos utilizando una secadora de laboratorio.
Figura 3: nivel de acrilamida del producto tratado (2.000 U/kg) en funcion de diversas condiciones de secado (temperatura y humedad). Optimizacion de los parametros de la etapa de secado respecto a la actividad de la asparaginasa.
Figura 4: nivel de acrilamida del producto tratado (2.000 U/kg: 45°C, 70% HR, 15 minutos) en presencia de dextrosa y dextrosa/glicina. Producto procesado a color 65 Agtron.
Descripcion detallada de la invencion
La presente invencion se refiere a procedimientos para la modificacion superficial de un producto de tuberculo comestible mediante la puesta en contacto de un enzima con el producto de tuberculo comestible durante una etapa de secado. El enzima se administra al producto inmediatamente antes de la etapa de secado o durante la misma. El proceso de la presente solicitud es sencillo y compatible con las practicas de procesamiento continuo estandar de tuberculos comestibles que operan a una velocidad de linea rapida. El enzima se aplica facilmente con los tipos de equipos conocidos, y el procedimiento utiliza condiciones definidas de temperatura y humedad de secado que son compatibles con las practicas de procesamiento estandar. La capacidad de integrar facilmente la presente invencion en una etapa de secado de una procesadora de tuberculos comestibles existente es de gran valor, ya que no requiere una etapa separada de incubacion del enzima en la se mantienen los productos de tuberculos comestibles mientras se produce la reaccion enzimatica. Una etapa prolongada de incubacion separada frenaria las velocidades de linea, crearia un cuello de botella y aumentaria los costes de produccion. Tambien se incrementarian los costes de capital (equipos) insertando depositos en los que tendria lugar la incubacion.
En un ejemplo, la asparaginasa se aplica a una superficie del producto de tuberculo comestible, tal como la superficie de las patatas fritas u otros productos de patata, durante una etapa de secado y provoca una disminucion significativa en la formacion de acrilamida en los productos cocinados. En este ejemplo, modificar la superficie de un producto de tuberculo comestible o producto de patata se refiere a modificar la quimica de la superficie mediante la eliminacion de la asparagina. Ademas, en presencia de otra estrategia de modificacion superficial para la reduccion de la acrilamida, tal como el tratamiento con glicina, la utilizacion de asparaginasa es muy eficaz y actua de forma sinergica para reducir la acrilamida.
En otras realizaciones, entre los enzimas utiles para la modificacion superficial de tuberculos comestibles se incluyen
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aquellos que cambian la textura de la superficie (enzimas pectoliticos, tales como pectina metilesterasa para la demetilacion de la pectina), el color (glucosa oxidasa para oxidar la glucosa) y los que reducen la absorcion de grasa por el producto (lipasa para reducir los niveles de lipidos). Estos enzimas se producen facilmente por via recombinante segun tecnicas conocidas en el sector y tambien estan disponibles de proveedores comerciales, tales como Sigma Aldrich y Novozymes. En algunos ejemplos, la modificacion de la superficie de un producto de tuberculo comestible o producto de patata se refiere a modificar la quimica de la superficie, por ejemplo, eliminando enzimaticamente un compuesto tal como la asparagina, mientras que en otros ejemplos se refiere a las modificaciones que alteran la estructura fisica de la superficie del tuberculo comestible.
En consecuencia, la presente invencion da a conocer un procedimiento para reducir los niveles de acrilamida en un alimento, que comprende poner en contacto asparaginasa con el alimento durante una etapa de secado antes de la preparacion final del producto. La asparaginasa se aplica inmediatamente antes de la etapa de secado o durante la misma. Opcionalmente, la etapa de puesta en contacto y la etapa de secado son totalmente simultaneas (enzima aplicada en el momento en el que el producto esta en la alimentacion (entrada) de la secadora, o proximo a la misma y entra en la etapa de secado, tal como cinco segundos, tres segundos o un segundo o menos antes de entrar en la secadora o un segundo o menos despues de entrar en la secadora). Una ventaja importante de la presente invencion es que la incubacion de la asparaginasa esta integrada en el procedimiento de procesamiento continuo en la etapa de secado, de modo que no se requiere una etapa separada de mantenimiento o deposito de mantenimiento. Por ejemplo, el producto de tuberculo comestible puede ser transportado continuamente directamente de un escaldador a una secadora y el enzima se aplica facilmente en el producto de tuberculo comestible mientras se desplaza, en un momento inmediatamente antes de entrar en la secadora. Puede utilizarse un periodo de mantenimiento, por ejemplo, si lo requiere una configuracion de la fabrica. Normalmente, un periodo de espera no proporciona resultados superiores para la modificacion superficial, tal como en la reduccion de la acrilamida, en comparacion con un proceso que no utiliza ningun periodo de espera. El periodo de mantenimiento tampoco danara o afectara al proceso de reduccion de los niveles de acrilamida en productos de tuberculos comestibles cocinados. Las etapas de incubacion del enzima y de secado pueden ser parcialmente simultaneas (por ejemplo, la aplicacion del enzima poco antes de que comience la etapa de secado permite un periodo corto de mantenimiento, en el que actividad del enzima progresa durante un tiempo breve antes de secarse, tal como mas de 30 segundos o 45 segundos, pero normalmente, un minuto o dos minutos o menos, antes de que el producto entre en la secadora. Se aplica el enzima opcionalmente poco despues de que comience la etapa de secado, tal como mas de un segundo a menos de aproximadamente un minuto despues de que el producto entre en la secadora, a efectos de permitir que comience el secado antes de que se inicie la actividad del enzima.
La asparaginasa se aplica a patatas fritas u otro producto mediante revestimiento con una tecnica tal como la pulverizacion (por ejemplo, la etapa de aplicacion dura menos de un segundo). No se requiere etapa de mantenimiento para los procesos de la presente invencion pero, por ejemplo, si es necesario por la configuracion de la fabrica, entonces despues de la etapa de revestimiento, las patatas fritas se mantienen opcionalmente, tal como durante un minuto o menos antes del secado. La actividad enzimatica se produce de forma sustancialmente total durante la etapa de secado (por ejemplo, normalmente se produce en la secadora, como minimo: el 90%, 95%, 98% o el 99% de la actividad enzimatica). La etapa de secado comprende, preferentemente, secar activamente los productos de tuberculos comestibles con aire mediante la aplicacion de condiciones tales como calor y humedad a los productos de tuberculos comestibles antes o despues de que se hayan prefrito. Por ejemplo, se utilizan temperaturas para obtener, como minimo, un nivel razonable de actividad de asparaginasa (por ejemplo, un ejemplo de un nivel razonable de actividad de la asparaginasa es, como minimo: el 25%, 50%, 75%, 85% o el 95% del nivel de actividad enzimatica a la Tmax). Las temperaturas son normalmente, como minimo: 25°C o 30°C. Las temperaturas maximas son menores que la temperatura a la que la asparaginasa se desnaturalizada y pierde su actividad (por ejemplo, 70°C o menos, mas normalmente, 65°C o menos). La Tmax de la asparaginasa es normalmente de 30-50°C. Asimismo, para otras enzimas, la aplicacion es, opcionalmente, por revestimiento y las temperaturas seran suficientes para obtener un nivel de actividad razonable (por ejemplo, como minimo: el 25%, 50%, 75%, 85% o el 95% del nivel de actividad a la Tmax) mientras se seca el producto, pero sin desnaturalizar el enzima. Otros parametros, tales como la presion, tambien se aumentan o disminuyen, segun se desee. Opcionalmente, la secadora es una secadora de choque u otras secadoras convencionales. La temperatura de secado es, opcionalmente, constante durante la etapa de secado (es decir, la variacion de temperatura es 5°C o menos). La humedad relativa es, opcionalmente, constante tambien durante la etapa de secado y varia el 5% o menos. El enzima sigue normalmente activo cuando el producto de tuberculo comestible se saca de la secadora (es decir, a la salida de la secadora). Normalmente, el enzima se vuelve inactivo o se desnaturalizada cuando la temperatura del tuberculo comestible y del aire disminuye despues de salir de la secadora (por ejemplo, para la asparaginasa, esto puede ocurrir cuando las temperaturas estan por debajo de 30°C o 20°C) o cuando el producto de tuberculo comestible se frie a temperaturas elevadas.
La expresion "superficie" se refiere a la capa externa del producto de tuberculo comestible. La superficie de un tuberculo comestible es permeable a los liquidos y permite la absorcion de liquido en la superficie en el vegetal. Se pretende que la parte de los tuberculos comestibles que entra en contacto con el liquido absorbido quede incluida en el alcance de la expresion "superficie", cuando en la presente solicitud se habla de modificacion de la "superficie". La expresion "superficie" abarca la expresion "superficie exterior", que se refiere a la parte de la superficie de tuberculo comestible que entra en contacto con el aire. La expresion superficie abarca tambien la "corteza" del producto de
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tuberculo comestible que, en productos de patata, tales como patatas fritas, es una capa de aproximadamente 0,5 mm de espesor. La mayor parte de la acrilamida se forma probablemente en productos de patata en una capa de 1 mm de profundidad, medida desde la superficie exterior hacia adentro. Opcionalmente, la superficie se extiende 0,1 mm, 0,25 mm, 0,75 mm, 1,0 mm, 1,25 mm o 1,50 mm de profundidad en el tuberculo comestible, medida desde la superficie exterior hacia adentro. La absorcion dependera de las propiedades fisicas del tuberculo comestible, del tiempo de contacto y de la temperatura. Los tuberculos comestibles son, opcionalmente, tuberculos comestibles cortados, tales como tiras de patatas cortadas para hacer patatas fritas. En el caso de productos a base de tuberculos comestibles conformados o extruidos, tales como tortas de patata, probablemente, la absorcion de liquido y enzima tendra lugar a mayor profundidad en la superficie en el producto de tuberculo comestible comparado con los productos de tuberculos comestibles cortados, tales como patatas fritas. Por ejemplo, en productos extruidos o conformados, normalmente, la solucion de enzima se absorbe a mayor profundidad y en capas limitrofes inferiores, en una direccion hacia el centro del producto por lo que, para productos extruidos o conformados, estas regiones estan destinadas a quedar cubiertas por la expresion "superficie". Por ejemplo, la absorcion puede tener lugar a mayor profundidad en la superficie seguida de escaldado excesivo de un producto extruido o cortado en tiras para microondas. La mayor formacion de acrilamida se produce en la capa externa (es decir, en la superficie externa) o justo debajo (por ejemplo, normalmente dentro de una capa de 1,5 mm de profundidad o menos, medida desde el exterior del tuberculo comestible, tal como patata, hacia adentro). Por lo tanto, la presente invencion tiene por objetivo selectivo la superficie del producto de tuberculo comestible, en la que se forma la mayor parte de la acrilamida, lo que permite una reduccion rapida de la asparagina y evita la perdida del enzima.
En un proceso de extrusion, se tratarian normalmente escamas con asparaginasa durante el secado. Con productos conformados, se tratarian trozos de patata durante el secado, antes de mezclarse con otros ingredientes y conformarse. Ambos productos normalmente se prefrien, por ejemplo, directamente despues del conformado.
Tal como se utiliza en la presente memoria descriptiva, la expresion "asparaginasa" incluye los enzimas asparaginasa nativos, tales como el enzima aislado o recombinante (disponible de Novozymes o Sigma-Aldrich) asi como derivados de asparaginasa que tambien reducen niveles de asparagina y acrilamida. Los terminos "pectina metilesterasa", "glucosa oxidasa", "lipasa" y "enzimas pectolfticos" incluyen sus respectivos enzimas nativos, tal como enzimas aislados o recombinantes (disponible de Novozymes o Sigma-Aldrich) asi como derivados que mantienen tambien la actividad enzimatica para la reduccion de substrato, tal como se describe en la presente memoria descriptiva. Por ejemplo, entre los derivados de la asparaginasa se incluyen, por ejemplo, polipeptidos de la asparaginasa con deleciones, inserciones, truncamientos, sustituciones (por ejemplo, substituciones conservativas) u otras modificaciones, que conservan la capacidad de la reaccion enzimatica con asparagina, tal como se determina en un ensayo estandar conocido en la tecnica para medir la escision enzimatica de la asparagina en acido aspartico y amoniaco. Entre los derivados tambien se incluyen aquellas moleculas en las que grupos aminos libres han sido derivatizados, por ejemplo, para formar clorhidratos de amonio, grupos p-toluenosulfonilo, grupos carbobenzoxi, grupos t-butiloxicarbonilo, grupos cloroacetilo o grupos formilo. Los grupos carboxilo libres se pueden derivatizar para formar sales, esteres de metilo y etilo u otros tipos de esteres o hidracidas. Los grupos hidroxilo libres se pueden derivatizar para formar derivados O-acilo o O-alquilo. Derivados similares de las otras enzimas mencionadas tambien son utiles en los procesos de la presente invencion.
La administracion o aplicacion del enzima al producto de tuberculo comestible durante una etapa de secado antes de la "preparacion final del producto" significa que el enzima se pone en contacto con el producto de tuberculo comestible en una etapa de proceso de secado que precede a la coccion o preparacion final del producto para el consumo por el usuario final.
La etapa de "poner en contacto" un producto de tuberculo comestible con el enzima puede incluir cualquier modo de administracion que da como resultado un producto de tuberculo comestible con niveles aumentados del enzima. El enzima se pone en contacto, normalmente, con el producto de tuberculo comestible durante el procesamiento o elaboracion del producto. Los enzimas se anaden por pulverizacion. La aplicacion exitosa de enzimas al producto requiere dosificacion precisa, proximidad de enzima/sustrato y condiciones externas controladas (temperatura, tiempo, humedad y tiempo de retencion antes de la desactivacion del enzima). La presente invencion aplica una tecnica de revestimiento que utiliza pulverizacion para satisfacer muchas de estas condiciones para patatas fritas escaldadas.
El enzima se puede anadir en cualquier cantidad que sea suficiente para reducir la acrilamida en el producto acabado. Por ejemplo, la asparaginasa esta, opcionalmente, en una solucion acuosa para su utilizacion en una cantidad con una actividad en el intervalo de 500 U/kg a 25.000 U/kg de patata, mas preferentemente, un intervalo de 500 U/kg a 1.000 U/kg de patata. Preferentemente, el enzima se anade en una cantidad tal que la acrilamida se reduce en como minimo: el 40%, 50%, 60% o el 75%.
El enzima puede ponerse en contacto con el producto de tuberculo comestible en forma de polvo o como solucion, normalmente una solucion acuosa. En una realizacion, la asparaginasa se prepara en una solucion tampon adecuada para mantener la actividad de la asparaginasa al ponerse en contacto con el producto de tuberculo comestible durante la etapa de secado. La solucion de asparaginasa tambien puede contener otros ingredientes, por ejemplo, compuestos adicionales para la modificacion superficial, tales como la glicina.
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La presente invencion puede aplicarse generalmente a tuberculos comestibles que se benefician de la modificacion superficial, tales como productos de patata que generan acrilamida tras el cocinado, calentamiento o procesamiento. Los productos de tuberculos comestibles se producen a partir de tuberculos tales como patatas, name, zanahorias y remolachas. Los productos de tuberculos comestibles escaldados mas comunes se producen a partir de patatas y la siguiente descripcion se refiere, principalmente, a productos de patata (tales como patatas fritas, patatas fritas tipo chips, patatas al horno, rosti, patatas fritas tipo crisp, snacks de patata, palitos de patata). Sera evidente que los parametros pueden ser facilmente adaptados en funcion del tipo de variedad de patata utilizado, puesto que las diferentes variedades tienen diferentes contenidos de azucares y otros solidos. Tambien sera evidente que se pueden adaptar los procedimientos y aparatos de la patata para otros tuberculos comestibles. Generalmente, el alimento sera un alimento que se cocina a temperaturas elevadas, tal como mediante fritura, horneado, asado a la parrilla, cocinado con microondas o asado.
Por consiguiente, la presente invencion da a conocer un procedimiento de reduccion de los niveles de acrilamida tal como el de las reivindicaciones adjuntas. La expresion "producto de patata parcialmente procesado" significa que el producto de patata esta en una forma que no esta lista para la preparacion final para el consumo. La expresion incluye productos de patata que han sufrido las etapas iniciales del proceso, tales como el corte, el escaldado o la prefritura.
Normalmente, se aplicaria la asparaginasa despues de la etapa de escaldado. Se espera que el escaldado tenga un impacto positivo sobre la eficiencia del enzima. Opcionalmente, el producto esta en movimiento durante toda la etapa de aplicacion del enzima y/o etapa de incubacion del enzima, dado que el procedimiento de la presente invencion puede ser facilmente integrado en los procesos comerciales existentes. Una ventaja de la presente invencion es que no hay necesidad de una etapa de mantenimiento independiente en la que el producto se sumerge en un bano mientras que se completa la actividad enzimatica.
Tambien se podria aplicar la asparaginasa despues de la prefritura. Se anade una temperatura de enfriamiento controlada y un componente de tiempo de retencion al proceso para la utilizacion de asparaginasa despues del escaldado.
En una realizacion de la presente invencion, los productos de tuberculo comestible crudos, tales como las patatas, se someten normalmente a etapas preliminares entre las que se pueden incluir una o mas de lavado, pelado, corte e inspeccion de defectos. Despues de las etapas preliminares, las patatas crudas se transforman en productos de patata (por ejemplo, patatas cortadas) tales como patatas fritas procedentes de patatas cortadas, segun procedimientos bien conocidos. Un ejemplo de un corte de tamano adecuado tendria una dimension de seccion transversal de, aproximadamente, 3/16 a 1,5 pulgadas cuadradas y rectangular tanto en anchura como en altura y con varias combinaciones de longitudes. Los procedimientos descritos en la presente memoria descriptiva tambien son aplicables a otros cortes mas especiales, por ejemplo, cortes helicoidales, cortes en espiral, cortes arrugados, cortes de concertina, cortes tipo gofre, cortes de enrejado, cortes cubicos, cunas, chips tipo dolar, rebanadas, patatas fritas triangulares, cortes de media luna y muchas otras formas. Los procedimientos descritos en la presente memoria descriptiva tambien son aplicables a los productos conformados a partir de patatas, tales como fingers, croquetas, hamburguesas y picadillos cuadrados y redondos, preparados normalmente a partir de pedazos de patata y otros ingredientes mezclados y conformados para preparar productos especiales de patata (subproductos). Componentes procesados, tales como almidones, se utilizan opcionalmente para hacer una masa que se puede extruir en varias formas, tales como las tortas de patata. De este modo, la expresion "productos de patata" se refiere a cualquiera de estas y otras formas o productos cortados, conformados o extruidos a partir de patatas, para los que el procedimiento se aplica de manera provechosa. La expresion "productos de tuberculos comestibles" se refiere del mismo modo a esas formas o productos cortados, conformados o extruidos a partir de patatas, para los que el procedimiento se aplica de manera provechosa. La expresion "productos de patata" se define a continuacion por referencia a la etapa de procesamiento de los productos de patata, tal como "productos de patata escaldada" utilizado para referirse a productos de patata despues de que se hayan escaldado, pero antes de que se prefrian. Los productos de tuberculos comestibles se preparan de manera similar.
Las realizaciones de la presente invencion se describen adicionalmente mediante ejemplos utilizando productos de patata. Los procedimientos y productos descritos con productos de patata son facilmente adaptados para su utilizacion con productos de tuberculos comestibles. Despues de que las patatas se pelan, cortan y lavan, los productos de patata se someten, normalmente, a una etapa de escaldado para producir un producto de patatas escaldadas. El escaldado cocina parcialmente los productos de patata, ayuda en el control de los azucares reductores y detiene las acciones enzimaticas que pueden causar cambios en el sabor, el color y la textura. La etapa de escaldado comprende normalmente escaldar los productos de patata en agua caliente, vapor o aceite de fritura durante un tiempo corto. En un ejemplo de escaldado, los productos de patata (cuadrados de 19/64") se sumergen en agua a 65-85°C durante 5-20 minutos, normalmente menos de 15 minutos. Los productos de tuberculo comestible se preparan de manera similar.
A continuacion, los productos de patata escaldados se someten, opcionalmente, a una etapa de secado antes de la fritura para reducir el contenido de humedad. El secado se realiza opcionalmente en un horno con control de calor y
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humedad. La etapa de secado previa a la fritura elimina algo de la humedad capturada en la etapa de escaldado, asi como agua en los tuberculos comestibles, antes de la etapa de prefritura para reducir la absorcion de aceite y la degradacion del medio de fritura. Esto reduce la cantidad de tiempo, el aceite y el tamano del equipo necesario para la etapa de prefritura.
Tal como se ha senalado anteriormente, el enzima se aplica al producto inmediatamente antes del secado o durante el mismo. Las condiciones de secado deben producir suficiente eliminacion de humedad para secar el producto sin causar ampollas o endurecimiento de la superficie. Las condiciones de secado deben proporcionar tambien las condiciones de temperatura y humedad relativa que proporcionan actividad enzimatica adecuada sin desnaturalizar el enzima. Por lo tanto, la presente invencion comprende procedimientos que utilizan una temperatura y una humedad relativa adecuadas para i) secar el producto de tuberculo comestible y ii) actividad enzimatica para modificar la superficie del producto de tuberculo comestible (por ejemplo, un ejemplo de un nivel razonable de actividad de asparaginasa, como minimo: el 25%, 50%, 75%, 85% o el 95% del nivel de la actividad enzimatica a la Tmax). Normalmente, se utilizaria una temperatura de aire caliente aplicado y una humedad relativa aplicada adecuadas para i) secar el producto de tuberculo comestible y ii) actividad enzimatica para modificar la superficie del producto de tuberculo comestible. Las variables para las condiciones de secado son dependientes del tipo de secadora utilizada para esta etapa de secado previa a la prefritura. Un ejemplo de las condiciones de secado tipicas incluye patatas secadas a 35-100°C, normalmente a 55°C a una humedad relativa, aproximadamente, del 40-80%, normalmente del 75% durante, aproximadamente, 5-20 minutos, normalmente, 15 minutos. Otras condiciones convenientes se describen con mas detalle en los ejemplos a continuacion, tal como el secado a una temperatura entre 45°C y 60°C a una humedad relativa entre el 40% y el 70%. Para patatas fritas, las tiras se secan opcionalmente a una temperatura y humedad relativa para obtener una perdida de peso entre el 6 y el 8%, normalmente el 7%, aproximadamente. Una secadora que mantiene un producto durante 5-8 minutos, normalmente, utiliza condiciones de secado que son diferentes de una secadora que mantiene un producto durante 20 minutos para obtener una perdida de peso resultante identica en ambas secadoras. Una unidad secadora mas pequena requiere mas calor y menor humedad en comparacion con una secadora mas grande para obtener la eliminacion de la humedad adecuada en un tiempo determinado. Los productos extruidos normalmente no se secan despues de la extrusion, sin embargo, los trozos de patata normalmente se secan antes de la mezcla y extrusion.
Despues de la etapa de secado antes de la prefritura, los productos de patata secados antes de la prefritura se ponen en contacto posteriormente con aceite en una sarten en una etapa de prefritura para producir un producto de patata prefrito. La etapa de prefritura o "fritura parcial" es la etapa de cocinado en la que los productos de patata se cocinan parcialmente en aceite. La etapa de prefritura incluye cualquier procedimiento de cocinado que cocina parcialmente en aceite los productos de patata, entre los que se incluyen inmersion de los productos de patata en aceite, pulverizacion y revestimiento de productos de patata con aceite y calentamiento a temperaturas elevadas. En la preparacion de un producto para un restaurante de servicio de alimentos (es decir, para un producto de restaurante de servicio rapido) una temperatura adecuada de prefritura esta opcionalmente entre 170 y 200°C, mas preferentemente entre 175 y 195°C y normalmente en 185°C. El tiempo puede variar de 30 a 90 segundos, mas preferentemente de 30 a 60 segundos, normalmente de 50 segundos. Otras condiciones de prefritura adecuadas seran evidentes para los expertos en la materia. Otros tuberculos comestibles prefritos se preparan de manera similar.
Despues la etapa de prefritura, opcionalmente, los productos de patata se secan posteriormente en una etapa de secado posterior a la fritura para reducir el contenido de humedad en una secadora de posterior a la fritura (por ejemplo, un horno) con control de calor y humedad. Esta etapa produce un producto de patata de reconstitucion rapida capaz de ser cocinado (acabado frito) en 90 segundos o menos, preferentemente en 60 segundos o menos. En la etapa de secado posterior a la fritura, es necesaria fuerza de secado para eliminar la humedad del producto, dado que el producto esta cada vez mas seco y tiene una capa de aceite de la etapa de prefritura y, opcionalmente, una piel de la etapa de secado previa a la fritura que crea una barrera que reduce la eliminacion de la humedad o impide la misma. El procedimiento de la presente invencion se adapta facilmente tambien a un procedimiento de patatas fritas en el microondas.
Los productos de patata se enfrian y congelan opcionalmente de manera convencional en una etapa de congelacion, por ejemplo, por enfriamiento a una temperatura de -5 a -20°C, tal como en un congelador continuo de banda y en un tunel de congelacion. A continuacion, el producto congelado se puede envasar, almacenar y enviar. La etapa de congelacion puede ser eliminada para productos con vida util larga o para productos que estan destinados a cocinarse finalmente poco despues de la etapa de secado despues de la fritura. La congelacion se puede evitar y reemplazar con refrigeracion para las que se denominan "patatas fritas refrigeradas" o "patatas fritas frescas".
Cuando los productos de patata estan listos para su consumo se cocinan finalmente, por ejemplo, mediante fritura, horneado u otras formas de calentamiento adecuado, para cocinar los productos de patata a un estado adecuado para el consumo por el usuario final. Opcionalmente, las patatas prefritas se cocinan finalmente congeladas despues de la etapa de congelacion o directamente a partir de la etapa de secado despues de la fritura. El producto congelado puede descongelarse tambien antes de la fritura de reconstitucion para ayudar a la etapa de fritura reduciendo adicionalmente el tiempo de cocinado.
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El tiempo y la temperatura para terminar de cocinar los productos prefritos de la presente invencion variaran dependiendo, por ejemplo, del tipo de tuberculo comestible, la cantidad de tuberculo comestible, la forma y el contenido de humedad.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos, que no constituyen limitacion, son ilustrativos de la presente invencion.
1. Tiras de patata incubadas en la solucion de asparaginasa Materiales
Se elaboraron patatas fritas en un proceso que simula un proceso de elaboracion de patatas fritas comerciales. La preparacion de la solucion madre de asparaginasa se derivo de fermentacion bacteriana y posteriormente se purifico para eliminar los azucares de bajo peso molecular, peptidos y aminoacidos (25.000 U/g)
Procedimiento:
Reaccion en inmersion
Las patatas se lavaron, pelaron y escaldaron. Las tiras de patatas escaldadas (1.000 g) se incubaron en soluciones tampon y soluciones de tampon/enzima (6 l). La reaccion enzimatica se realizo en un tampon de acido citrico 20 mM, pH 5,0 a concentraciones que daban actividades enzimaticas de 5.000 U/kg y de 25.000 U/kg de patata. Despues de que se ajustara el tampon, el enzima se anadio lentamente al medio de reaccion y se dejo que se mezclara durante 3 minutos antes de que se anadieran las tiras. Se dejo proceder a la reaccion durante 15, 30 o 60 minutos a 40°C. Una vez finalizada, se elimino suavemente el exceso de solucion y las tiras se procesaron posteriormente mediante secado, prefritura y congelacion. El producto congelado se frio finalmente a 180°C durante 3 minutos.
Resultados y discusion
La figura 1 muestra el nivel de acrilamida a diferentes dosis de enzima despues de la incubacion de 15 y 30 minutos. Independientemente de la dosis de enzima, no se observo ninguna reduccion significativa en el nivel de acrilamida en comparacion con la solucion tampon de control despues de la incubacion de 15, 30 o 60 minutos (datos no mostrados). Ademas, tiempos de incubacion largos en el tampon de reaccion causaron un sabor acido no deseable. Desde un punto de vista practico, tiempos de incubacion largos tambien seria incompatibles con los procedimientos estandar de fabricacion comercial.
2. Aplicacion superficial y activacion de la asparaginasa durante el secado
La presente invencion da a conocer un proceso en el que el enzima se aplico directamente sobre la superficie de las patatas fritas, lo que permite que la actividad tenga lugar en condiciones definidas de secado.
Procedimiento:
Aplicacion superficial:
Se diluyo la solucion madre de enzima para conseguir un intervalo de actividades (5.000 U/kg a 1.000 U/kg de patata) en tampon de acido citrico, 20 mM, pH 5,0. Tiras escaldadas (1,0 kg) se sumergieron en SAPP al 0,8%, se escurrieron y se pulverizaron con 16 gramos (correspondiente a una absorcion del 1,5-2%) de la solucion de enzima/tampon (Nalgene, cat 24300200). Con los tratamientos descritos en la figura 4, las tiras se sumergieron en SAPP al 0,8% con 0,35-0,4% de dextrosa, o con SAPP al 0,8% con 0,1-0,15% de dextrosa/0,5% glicina antes de la aplicacion de la asparaginasa. La ultima aplicacion se proceso para dar un color de acabado de 65 agtrons. En todos los casos, se genero un control aplicando la misma cantidad de tampon de acido citrico a 1 kg de tiras de patata.
Condiciones de secado para la actividad:
El enzima se aplico por pulverizacion seguida por una espera de un minuto, antes de proceder a la etapa de secado del proceso, ya sea utilizando una secadora de laboratorio, o una secadora continua de doble zona industrial. Cuando se utilizo la secadora de laboratorio, las tiras se secaron a 45°C durante 20 minutos. Se utilizo una gama de parametros de humedad y temperaturas con la secadora industrial (45°C/40%, 45°C/70%, 60°C/40%, 60°C/70%). Se ajusto el tiempo de retencion utilizado para cada condicion para conseguir la perdida de peso necesaria del 7%.
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Resultados:
Efecto de la concentracion superficial de asparaginasa
La evaluacion de la viabilidad de utilizar una reaccion enzimatica superficial se realizo por aplicacion/pulverizacion de soluciones enzimaticas con actividades desde 5.000 a 1.000 U/kg sobre la superficie de las tiras escaldadas antes del secado. Los estudios iniciales de incubacion se realizaron utilizando una secadora de laboratorio a 45°C durante 20 minutos. La figura 2a muestra el porcentaje de reduccion de acrilamida (en relacion con solo el tampon), para cada concentracion de dosis, en comparacion con tiras con solo tampon de citrico. Se puede conseguir una reduccion significativa de acrilamida, que va desde el 44% al 57,5% a un nivel de dosis de tan solo 1.000 U/kg de patata (figura 2a).
Para determinar la dosis util mas baja, se realizo otra serie de tratamientos en los que la dosis de asparaginasa vario entre 1.000 y 100 U/kg de patata. La figura 2b muestra la reduccion de acrilamida a estas dosis de enzima, en comparacion con la de tiras de patata con solo tampon. Utilizando esta tecnica de aplicacion, una dosis de 500 U/kg de patata se identifico como util, dando una reduccion de acrilamida del 47%.
Condiciones de secado para la calidad y reduccion de la acrilamida:
Para aumentar la reaccion enzimatica manteniendo la calidad del producto a escala industrial, se variaron los parametros de secado/incubacion. Se establecieron parametros que consiguen la perdida de peso requerida durante la etapa de secado, creando tambien las condiciones convenientes de temperatura y tiempo para el enzima. Como un ejemplo de como determinar estos parametros, se utilizo una secadora industrial de doble zona, en la que se pueden establecer y mantener la temperatura y la humedad. La figura 3 muestra los diferentes niveles de acrilamida para las tiras tratadas con solo tampon, o con una solucion de tampon/asparaginasa (2.000 U/kg de patata) secadas a diferentes condiciones. El tiempo de retencion en la secadora se vario para que cada condicion consiguiera el porcentaje de perdida de peso deseado. Tal como se ilustra en la figura 3, la reduccion de acrilamida fue dependiente de dos factores, la temperatura y la humedad y vario del 19 al 67%. Parametros de secado de 45°C a humedad relativa del 70% durante 14 minutos dieron lugar a una reduccion sustancial del 67% de acrilamida y el objetivo de perdida de peso, demostrando que la aplicacion de la reaccion enzimatica es util en un proceso industrial continuo.
Procesamiento a color constante en combinacion con la utilizacion de asparaginasa
En las condiciones de procesamiento comerciales tipicas, se anade dextrosa a la superficie de las tiras de patata para ayudar a conseguir el color frito acabado deseado. Para verificar que el tratamiento con asparaginasa y la reduccion de acrilamida posterior podrian conseguirse en presencia de dextrosa, se realizo el tratamiento de aplicacion del enzima despues de la inmersion en una solucion de dextrosa que da un color frito acabado de 65 Agtron (0,4% con el tampon de reaccion; 0,35% en la solucion de enzima). Las condiciones de secado fueron las determinadas en la figura 3 (45°C, humedad relativa del 70%). Tal como se observa en la figura 4, el tratamiento superficial con asparaginasa redujo el nivel de acrilamida cuando se proceso a un color especifico, en este caso 65 Agtron. Este resultado demuestra que la aplicacion de la asparaginasa en la presente invencion es compatible con los procedimientos de fabricacion estandar de patatas fritas. Los compuestos pueden ajustarse facilmente para obtener otros colores, entre 60 y 70 Agtron.
El color de las patatas fritas y otros tuberculos comestibles se obtiene facilmente y se determina, por ejemplo, de acuerdo con la norma de color para patatas fritas congeladas del Departamento de Agricultura de Estados Unidos. Segun esta norma, el color y el aspecto de las patatas fritas se compara con un color y aspecto grafico proporcionado en Munsell Color Standards for Frozen French Fried Potatoes, tercera edicion, 1972, 64-1. Como alternativa, tal como se ha puesto como ejemplo anteriormente, un dispositivo de medicion de color, tal como un dispositivo Agtron, es util para medir el color del producto en una escala de 0 a 100, basada, por ejemplo, en las propiedades reflectantes.
Glicina en combinacion con la utilizacion de asparaginasa: procesado a color constante
Se demostro que otro agente de reduccion de acrilamida, tal como la glicina, actuaria sinergicamente con la asparaginasa. Se aplico glicina (0,5%) y dextrosa a las tiras de patata por inmersion despues de escaldar. A continuacion, las tiras se sometieron posteriormente a la aplicacion de asparaginasa tal como se ha descrito. La aplicacion de tampon a la superficie de las tiras de patata tratadas con glicina disminuyo sustancialmente el nivel de acrilamida, en comparacion con las tiras no tratadas con glicina (figura 4). Cuando se aplico la asparaginasa, despues del tratamiento con la glicina, se consiguio una reduccion adicional de, aproximadamente, el 30% de acrilamida, en comparacion con las tiras tratadas solo con dextrosa. Esto demuestra que la asparaginasa y la glicina actuan de forma sinergica al reducir la formacion de acrilamida en patatas fritas. Entre las solicitudes de patente que describen generalmente la utilizacion de glicina para reducir la acrilamida se incluyen: WO 2005/025330, WO2005/018339, WO2004/075655, US2004/0109926 y US2005/0058757.
La presente invencion se ha descrito en terminos de realizaciones particulares descubiertas o propuestas por los inventores de la presente invencion, para comprender los modos preferentes para la puesta en practica de la presente invencion. Sera apreciado por los expertos en la materia que, a la luz de la presente divulgacion, se pueden hacer numerosos cambios y modificaciones en las realizaciones particulares de ejemplo sin apartarse del 5 alcance previsto de la presente invencion. Se pretende que todas estas modificaciones queden incluidas en el alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (12)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de modificacion de un producto de tuberculo comestible que comprende:
    poner en contacto la superficie del producto de tuberculo comestible con una cantidad eficaz del enzima
    asparaginasa a efectos de modificar la superficie del producto de tuberculo comestible; y
    secar el producto de tuberculo comestible mientras la superficie entra en contacto con el enzima,
    en el que el enzima se pone en contacto con la superficie mediante pulverizacion del enzima en la superficie
    inmediatamente antes de la etapa de secado o durante la misma;
    en el que el producto de tuberculo comestible se seca a una temperatura de entre 30 y 65°C y una humedad relativa entre el 20% y el 80%;
    en el que la actividad de la asparaginasa y la modificacion superficial resultante se producen totalmente durante la etapa de secado;
    en el que el producto de tuberculo comestible es un producto de patata, producto de boniato, producto de name, producto de zanahoria o producto de remolacha; y
    en el que la etapa de puesta en contacto y la etapa de secado son parcialmente simultaneas o totalmente simultaneas.
  2. 2. Procedimiento, segun la reivindicacion 1, en el que las etapas de puesta en contacto y secado son parcialmente simultaneas.
  3. 3. Procedimiento, segun la reivindicacion 1, en el que las etapas de puesta en contacto y secado son totalmente simultaneas.
  4. 4. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la etapa de pulverizacion aplica el enzima al producto de tuberculo comestible en menos de un segundo y la etapa de puesta en contacto continua despues de la pulverizacion.
  5. 5. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de secado se produce mediante secado al aire en una secadora.
  6. 6. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto de tuberculo comestible comprende patatas fritas.
  7. 7. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la modificacion comprende la reduccion de la asparagina y, preferentemente, en el que el enzima reduce la asparagina y, de este modo, reduce la formacion de acrilamida durante el calentamiento del producto de tuberculo comestible y, preferentemente, que comprende adicionalmente poner en contacto el producto de tuberculo comestible con una cantidad eficaz de glicina para reducir la formacion de acrilamida durante el calentamiento del producto de tuberculo comestible, preferentemente, en el que la asparaginasa comprende una actividad entre 500 U/kg y 25.000 U/kg de patata.
  8. 8. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el enzima se pone en contacto con el producto despues de escaldar el producto o en el que el enzima se pone en contacto con el producto despues de prefreir el producto.
  9. 9. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el producto de tuberculo comestible se seca a una temperatura de aire caliente aplicada y una humedad relativa aplicada adecuadas para i) el secado del producto de tuberculo comestible ii) la actividad enzimatica para modificar la superficie del producto de tuberculo comestible y/o en el que el producto de tuberculo comestible se seca a una temperatura y humedad relativa para obtener una perdida de peso entre el 4% y el 12%.
  10. 10. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que el producto de tuberculo comestible comprende producto de patatas escaldadas y el procedimiento comprende, ademas, poner en contacto el producto de patata con pirofosfato acido de sodio (SAPP) antes poner en contacto el producto de patata con la asparaginasa y/o en el que el producto de tuberculo comestible comprende producto de patatas escaldadas y el procedimiento comprende ademas poner en contacto el producto de patata con una solucion de dextrosa antes de poner en contacto el producto de patata con la asparaginasa.
  11. 11. Procedimiento, segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el la glicina comprende entre el 0,1% (p/p) y el 1,0% (p/p) de glicina en peso, opcionalmente, el 0,5% de glicina en peso.
  12. 12. Utilizacion de una composicion para reducir la formacion de acrilamida en productos de tuberculos comestibles, composicion que comprende una cantidad eficaz de asparaginasa, en la que la composicion se utiliza para modificar la superficie del producto de tuberculo comestible de forma parcial o totalmente simultanea con una etapa de secado del producto de tuberculo comestible, en la que la composicion se pulveriza sobre la superficie inmediatamente antes o durante la etapa de secado, en la que el producto de tuberculo comestible se seca a una temperatura entre
    30 y 65°C y una humedad relativa entre el 20% y el 80%, en la que la actividad de la asparaginasa y la modificacion superficial resultante tienen lugar totalmente durante la etapa de secado, y en la que el producto de tuberculo comestible es un producto de patata, producto de boniato, producto de name, producto de zanahoria o producto de remolacha.
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