ES2714702T3

ES2714702T3 - Procedimiento de fabricación de una bebida o producto alimenticio con calorías reducidas

Info

Publication number: ES2714702T3
Application number: ES13823546T
Authority: ES
Inventors: Luc Hobson
Original assignee: SQUARE SON INTELLECTUAL PROPERTY LP
Current assignee: SQUARE SON INTELLECTUAL PROPERTY LP
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: JP2015522294A; DK2844082T3; JP2018050629A; EP2844082B1; CA2783847C; HK1206206A1; CN104540397A; WO2014015417A1; CA2783847A1; US20190144805A1; JP6301328B2; US20150093470A1; US20220264912A1; EP2844082A1; IN2015MN00050A; PL2844082T3; EP2844082A4; PT2844082T; TR201902934T4; CN109699859A

Abstract

Un procedimiento para eliminar el azúcar de un zumo o líquido derivado de una planta y preparar una bebida o producto alimenticio, el procedimiento que comprende: (a) (i) fermentación, en condiciones aeróbicas, de una primera fracción del zumo o líquido derivado de la planta con levadura mientras se añade gas que contiene oxígeno al zumo o líquido mediante burbujeo para disolver un exceso de oxígeno en el zumo o líquido y proporcionar un ambiente aeróbico a la levadura, y (ii) posteriormente añadir una segunda fracción de zumo o líquido a la primera fracción fermentada mientras se añade gas que contiene oxígeno al zumo o líquido mediante burbujeo para disolver un exceso de oxígeno en el zumo o líquido y proporcionar un ambiente aeróbico a la levadura, en la primera fracción fermentada, para producir un producto de fermentación que contiene etanol; y (b) eliminación de al menos parte del etanol del producto de fermentación por evaporación, mientras se mantiene el producto de fermentación a una temperatura inferior a 55 °C para producir la bebida o el producto alimenticio, en el que dicha etapa (b) se realiza con un evaporador de película descendente.

Description

DESCRIPCION

Procedimiento de fabricacion de una bebida o producto alimenticio con calonas reducidas.

Campo tecnico:

Esta invencion se refiere a un procedimiento de preparacion de una bebida o producto alimenticio con calonas reducidas. Mas particularmente, esta invencion se refiere a un procedimiento para convertir al menos algo del azucar en un zumo o lfquido derivado de una planta en etanol por fermentacion y posteriormente eliminacion de al menos algo del etanol del mismo, para producir una bebida o producto alimenticio con calonas reducidas.

Antecedentes:

La conciencia del consumidor sobre el impacto de la nutricion en la salud ha aumentado dramaticamente en las ultimas decadas. Un ejemplo de esta conciencia es el marcado aumento en la discusion de los medios y la demanda de los consumidores de bebidas que se sabe que contienen altos niveles de antioxidantes derivados de las plantas. Al mismo tiempo, la conciencia del consumidor de los efectos negativos para la salud asociados con el consumo de carbohidratos simples y calonas, que se encuentran en niveles altos en muchas bebidas derivadas de plantas, tambien ha aumentado en los ultimos anos. De acuerdo con lo anterior, existe una demanda por parte de los consumidores de una bebida o producto alimenticio derivado de plantas que contenga antioxidantes de origen natural y niveles relativamente bajos de azucar y calonas, al tiempo que mantiene un perfil sensorial similar al de las bebidas derivadas de plantas producidas tradicionalmente.

Se han propuesto varios metodos para producir bebidas derivadas de plantas con azucar reducido o con calonas reducidas. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 5,266,337 de Barwald et al., expedida el 30 de noviembre de 1993, describe un procedimiento de preparacion de un producto de zumo fermentado con un contenido reducido de etanol. Este procedimiento implica tratar una primera cantidad de mosto de uva dulce con levadura, y luego anadir una segunda cantidad parcial de zumo de uva, mientras se trata con aire u oxfgeno. Este procedimiento da como resultado una bebida de frutas con bajo contenido de etanol. Este procedimiento, necesariamente, resulta en al menos un cierto contenido de etanol en el producto terminado. Como es bien sabido, el etanol tiene ciertos efectos potencialmente negativos en los consumidores, incluyendo, entre otras cosas, sus efectos depresivos en el sistema nervioso central, su incompatibilidad con ciertas practicas religiosas y su contenido de calonas. Como tal, el procedimiento ensenado por Barwald et al. no producira una bebida que sea apropiada para el consumo de todos los consumidores, durante al menos por la razon de que algunos consumidores demandaran un producto desalcoholizado o sin calonas.

La Patente de los Estados Unidos No. 4,971,813 de Strobel and Tarr, publicada el 20 de noviembre de 1990, describe un procedimiento para separar y recuperar los volatiles aromáticos y aromáticos de los zumos de frutas o vegetales y para reducir la cantidad de azucar en los zumos. El procedimiento implica en eliminar primero el aroma de los compuestos volatiles del zumo formando un microsol rociando el zumo a traves de una boquilla a temperaturas elevadas en una camara de vacfo, y luego fermentando la fraccion de zumo recuperada con una levadura. El producto de fermentacion se somete luego a un procedimiento de desalcoholizacion, preferiblemente mediante el mismo metodo de pulverizacion, antes de que los compuestos volatiles se vuelvan a anadir al producto de fermentacion desalcoholizado junto con un edulcorante. Este procedimiento, ademas de ser engorroso y complejo, implica calentar el zumo a temperaturas de al menos 55 grados centfgrados una o dos veces. Estas etapas de calentamiento resultaran inherentemente en al menos cierta degradacion de los antioxidantes en el zumo, reduciendo asf la concentracion final de antioxidantes utiles en la bebida producida por el procedimiento ensenado por Strobel and Tarr. Adicionalmente, la segunda etapa, mediante la cual una mezcla que contiene etanol se pulveriza en una niebla fina y se calienta, dara como resultado condiciones altamente explosivas y potencialmente peligrosas. Esta etapa peligrosa, por lo tanto, da como resultado un inconveniente sustancial adicional al procedimiento descrito por Strobel and Tarr.

La publicacion de Solicitud de la Patente de los Estados Unidos No. 20100055250, publicada el 4 de marzo de 2010, de Teodoro et al., describe bebidas de zumos bajos en calonas, ligeros o con calonas reducidas que tienen edulcorantes naturales no nutritivos. Las bebidas ensenadas por Teodoro et al. logran un contenido reducido de azucar eliminando todos los componentes de los zumos derivados de plantas que no sean pulpa, y mezclando la pulpa con edulcorantes y otros ingredientes para producir una bebida. Debido a que la mayona de los componentes del zumo usado para producir estas bebidas se eliminan, las bebidas de Teodoro et al. necesariamente carecera de muchos de los beneficios nutricionales, incluidas las propiedades antioxidantes, y tendra un perfil de sabor muy diferente, en comparacion con las bebidas derivadas de plantas preparadas tradicionalmente. El documento DEA-19920236 describe una bebida de zumo de fruta fermentada, desalcoholizado, con propiedades que promueven la salud y con un sabor acido refrescante y un procedimiento para su preparacion. El documento DE-A-19920236 no describe que el etanol se elimine por evaporacion o que el oxfgeno se anade al fermentador mediante burbujeo. El documento US-A-4978539 describe un procedimiento que consiste en tomar zumo vegetal obtenido presionando al menos una sustancia vegetal, ajustando su pH antes de sulfurarlo, clarificandolo, sometiendolo a microfiltracion a traves de una membrana y luego fermentando el zumo microfiltrado en una atmosfera de dióxido de carbono. El documento EP-A-2404508 describe un metodo para producir un lfquido con contenido reducido de sacaridos que comprende las etapas de fermentacion y eliminacion del alcohol usando osmosis inversa. El documento EP-A-2404 508 no describe que la etapa de fermentacion se lleve a cabo en condiciones aerobicas. El documento GB-A-2130 497 describe un sistema y un metodo para reducir el contenido de alcohol del vino al exponer un producto de vino original a una temperature elevada en un evaporador de pelfcula centnfuga. El documento GB-A-2076852 describe un metodo de preparacion de una cerveza de dieta baja en carbohidratos, reducida en alcohol y baja en calonas con un evaporador de pelfcula delgada. El metodo del documento GB-A-2076852 tiene como objetivo evitar cualquier contacto con el oxfgeno que se sepa que es perjudicial para la calidad de la cerveza.

Resumen:

La presente invencion proporciona un procedimiento para eliminar azucar de un zumo o lfquido derivado de una planta y preparar una bebida o producto alimenticio, comprendiendo el procedimiento:

(a) (i) fermentacion, en condiciones aerobicas, de una primera fraccion del zumo o lfquido derivado de la planta con levadura mientras se anade gas que contiene oxfgeno al zumo o lfquido mediante burbujeo para disolver un exceso de oxfgeno en el zumo o lfquido y proporcione un ambiente aerobico a la levadura, y (ii) anadiendo posteriormente una segunda fraccion de zumo o lfquido a la primera fraccion fermentada mientras anade gas que contiene oxfgeno al zumo o lfquido burbujeando para disolver un exceso de oxfgeno en el zumo o lfquido y proporcionan un ambiente aerobico a la levadura, en la primera fraccion fermentada, para producir un producto de fermentacion que contiene etanol; y; y

(b) eliminacion de al menos parte del etanol del producto de fermentacion por evaporacion, mientras se mantiene el producto de fermentacion a una temperatura inferior a 55 °C para producir la bebida o el producto alimenticio, en el que dicha etapa (b) se realiza con un evaporador de pelfcula descendente.

La etapa de fermentacion se acelera al realizar la fermentacion en dos subetapas, de manera que se fermenta una primera fraccion de zumo y luego se anade una segunda fraccion de zumo a la fraccion fermentada. La etapa de fermentacion se acelera aun mas, y la produccion de etanol y productos secundarios de fermentacion desfavorables se puede reducir, anadiendo gas que contiene oxfgeno a la mezcla de fermentacion. Se puede lograr una aceleracion adicional optimizando las condiciones de fermentacion, incluidas la temperatura, la presion y la cepa de la levadura. Tal optimizacion de las condiciones de fermentacion dara como resultado un producto de fermentacion que es mas bajo en etanol y en subproductos de la fermentacion que podnan afectar el sabor de la bebida o producto alimenticio con calonas reducidas producido por el procedimiento.

El procedimiento de fermentacion se puede adaptar para realizarse de manera continua, potencialmente apropiado para aplicaciones industriales a gran escala, mediante el cual el zumo se anade continuamente a la mezcla de fermentacion y el producto de fermentacion se desplaza continuamente y el etanol se elimina de la fraccion desplazada.

La etapa de eliminacion del etanol se puede realizar, por ejemplo, mediante un evaporador de pelfcula descendente, en condiciones de presion reducida, para reducir las temperaturas a las que se expone el producto de fermentacion, reduciendo asf la degradacion de los antioxidantes. La etapa de eliminacion de etanol tambien se puede realizar mediante una columna de cono giratorio, un Centritherm™, un evaporador de tiempo corto termicamente acelerado (T.A.S.T.E.™), un evaporador de pelfcula ascendente, un evaporador de placa, o cualquier evaporador o dispositivo que es capaz de aplicar temperatura moderada y baja presion. Los compuestos aromáticos volatiles eliminados en esta etapa se pueden capturare y reintroducir en el producto despues de eliminar el etanol. Ademas, se puede anadir un edulcorante al producto despues de eliminar el etanol, para mejorar el sabor de la bebida o producto alimenticio con calonas reducidas.

La divulgacion proporciona ademas una bebida o producto alimenticio con calonas reducidas elaborado por uno de los procedimientos proporcionados en este documento.

Breve descripción de los dibujos:

La figura 1 es un diagrama de flujo que representa el procedimiento u sneagú rnealización de la presente invencion. La figura 2 es un diagrama esquematico que representa el aparato.

Descripcion detallada de las realizaciones:

Los procedimientos de la presente invencion se aplican para eliminar el azucar de cualquier lfquido o zumo derivado de plantas. Entre los lfquidos o zumos derivados de plantas se prefieren los zumos de frutas o vegetales que contienen niveles relativamente altos de antioxidantes, incluidos los lfquidos o zumos derivados de cupuacu, agai, acerola, higo chumbo, frambuesa negra y roja, mora, manzana, pera, nectarina, melocoton, haskap, tomate, fruta del anacardo, Chokecherry, grosellas, fresa, platano, mango, arandano, albaricoque, grosella, baya de Saskatoon, uva blanca, roja y azul, guayaba, guarana , nuez de cola, zanahoria, remolacha, lechuga, berro, arroz, soya, nuez de anacardo, aloe vera, agave, arce, cftricos, Sea-buckthorne, goji, espinaca, almendra, coco, sandfa, ruibarbo, frambuesa, arandano, bayas de cafe, sauco, caqui, cereza, tarta de cereza, mora, ciruela pasa, ciruela, papaya, melon, mangostan, pina o granada. En algunas realizaciones, el zumo o el Ifquido se habra pasteurizado bajo condiciones UHT. En algunas realizaciones, el zumo o el lfquido se mantendran a temperatures fnas y al vado antes de la eliminacion del azucar mediante los metodos descritos en este documento, con el fin de reducir la degradacion de los antioxidantes. En algunas realizaciones, el zumo o el lfquido se puede concentrar eliminando el agua o diluyendo mediante la adicion de agua antes de la eliminacion del azucar mediante los metodos descritos en este documento. Como se usa en este documento, el termino "producto alimenticio" incluye cualquier producto comestible derivado de la planta reducido en azucar que puede servir como un ingrediente alimentario con calonas reducidas, y tambien incluye concentrados, jarabes y polvos. En ciertas realizaciones, los productos de la presente invencion no se reduciran en calonas, sino que tendran un impacto reducido en los niveles de glucosa en sangre, en comparacion con los zumos, lfquidos y productos alimenticios derivados de plantas producidos tradicionalmente.

Un antioxidante es una molecula que inhibe la oxidacion de otras moleculas. Hay muchos tipos diferentes de antioxidantes que se encuentran en los lfquidos o zumos derivados de las plantas. Algunos de tales antioxidantes derivados de las plantas son de corta duracion y comienzan a degradar el tejido instantaneo de la planta, el zumo o el lfquido se desprenden de la planta, mientras que otros son mas resistentes. La degradacion de los antioxidantes puede ser causada por la luz, los microbios, el oxfgeno y el calor. Los antioxidantes se degradaran a cualquier temperature dado el tiempo suficiente, dependiendo de la estabilidad qmmica del antioxidante en particular. Sin embargo, en general, los antioxidantes se degradaran mas lentamente a temperaturas mas bajas y en ausencia de oxfgeno. Por ejemplo, Markakis, "Anthocyanins and their Stability in Foods", CRC Critical Reviews in Food Technology, 4:4, 437-456, ensena que mantener el zumo a temperaturas inferiores a 38 °C minimizara la degradacion de las antocianinas y que la rapida degradacion de las antocianinas se produce durante las etapas de procesamiento de alimentos donde las temperaturas superan los 60 °C. De acuerdo con lo anterior, es deseable mantener temperaturas relativamente bajas y minimizar la exposicion del zumo o lfquido derivado de la planta al oxfgeno, en todas las etapas de los procedimientos de la presente invencion. Al mantener las temperaturas en o por debajo de 55 grados centfgrados, se minimizara la degradacion de la antocianina. Dado que la temperatura normal del cuerpo humano es de aproximadamente 37.5 grados centfgrados, es particularmente ventajoso mantener temperaturas en o por debajo de 37.5 grados centfgrados.

De acuerdo con los procedimientos de la presente invencion, el lfquido o zumo derivado de plantas se fermenta primero con levadura en una unidad de fermentacion, tal como un recipiente con al menos una abertura para permitir la exposicion del lfquido o zumo al aire. En una realización preferida, la levadura usada para la fermentacion es una levadura apropiada para la fermentacion de zumos de frutas, tales como la levadura de vino. En una realizacion preferida adicional, la levadura de vino es Saccharomyces cerevisiae bayanus. En una realización aun mas preferida, la levadura de vino es de la cepa Lalvin™ EC-1118. En otra realización preferida, la levadura de vino es de la cepa Lalvin™ DV-10.

En una realización preferida adicional, coadyuvantes de fermentacion y nutrientes de levadura, que incluyen sales de amomaco y fosfato (fosfato de diamonio), aminoacidos libres (de levadura inactivada), esteroles, acidos grasos insaturados, sulfato de magnesio, tiamina, acido folico, niacina, biotina, pantotenato de calcio y levadura inactiva se anaden para complementar la mezcla de fermentacion de levadura y lfquido o zumo. La adicion de tales nutrientes acelera el crecimiento de la levadura y el procedimiento de fermentacion, y reduce las cantidades de subproductos de la fermentacion que tienen un impacto desfavorable en el sabor, en la bebida con calonas reducidas o en el producto alimenticio producido por los procedimientos de la presente invencion.

Segun lo ensenado por Rosenfeld et al., "Oxygen Consumption by Anaerobic Saccharomyces cerevisiae under Enological Conditions: Effect on Fermentation Conditions", Applied and Environmental Microbiology, Jan. 2003, pp 113-12 ("Rosenfeld"), en presencia de oxfgeno, la levadura consume rapidamente azucar en comparacion con la levadura que esta sujeta a un ambiente generalmente anaerobico, como es el caso de la produccion de vino convencional. Cuando la fermentacion de azucar por levadura se realiza en un ambiente anaerobico, se producen cantidades relativamente altas de etanol y de productos de fermentacion sabrosos (vease, por ejemplo, Hinfray et al., "Ethanol Production From Glucose by Free and Agar-Entrapped Batch Cultures of Saccharomyces cerevisiae at different Oxygenation Levels", Biotechnology Letters, vol. 16 no. 10 (Oct. 1994)) ("Hinfray"). Muchos de estos subproductos son deseables en la produccion de vino, pero no son deseables en metodos que buscan producir una bebida que tenga un sabor similar al zumo natural u otros lfquidos derivados de plantas. Segun la presente invencion, se anade gas que contiene oxfgeno, tal como aire, a la mezcla de fermentacion mediante burbujeo. El burbujeo se puede realizar por cualquier medio apropiado para introducir gas que contiene oxfgeno a la mezcla de fermentacion en la unidad de fermentacion. En una realización de la presente invencion, la temperatura de la mezcla de fermentacion se mantiene a temperaturas entre 15 y 35 grados centfgrados, para optimizar aun mas el crecimiento de la levadura y minimizar la produccion de subproductos de fermentacion. En otras realizaciones, la mezcla de fermentacion se mantiene a temperaturas de entre 15 y 40 grados centfgrados.

Se ha observado sorprendentemente que los procedimientos de la presente invencion dan como resultado un producto de fermentacion que es relativamente bajo en etanol cuando se compara con productos de fermentacion fabricados por procedimientos tradicionales, tales como los empleados en la elaboracion de vino. Este contenido de etanol relativamente bajo permite ventajosamente una etapa de eliminacion de etanol mas corta. Con referencia a las ensenanzas de Rosenfeld, Hinfray y a las de Hanoun and Stephanopoulos, "Intrinsic Growth and Fermentation Rates of Alginate-Entrapped Saccharomyces cerevisiae", Biotechnol Prog, 1990, 6: 341-348, pero sin estar vinculado por la teona, la etapa de burbujeo o adicion de gas, que aumenta la concentracion de oxfgeno disuelto de las celulas de levadura en la mezcla de fermentacion, puede llevar a un aumento en la velocidad de crecimiento y una disminucion en la velocidad de absorcion de glucosa y la velocidad de produccion de etanol. Al activar parcialmente la fosforilacion oxidativa, el oxfgeno provoca un aumento en la velocidad de produccion de ATP. La mayor velocidad de produccion de ATP da como resultado una velocidad de crecimiento mas rapida y una velocidad de absorcion de glucosa mas baja a concentraciones de oxfgeno disuelto mas altas. Los acidos grasos y los esteroles de la membrana plasmatica, que se sintetizan en presencia de oxfgeno, tambien pueden contribuir a la mayor velocidad de crecimiento a altas concentraciones de oxfgeno disuelto. De acuerdo con lo anterior, el bajo contenido de etanol observado en las mezclas de fermentacion de la presente invencion se puede explicar por el hecho de que en presencia de oxfgeno excesivo, el consumo de azucar de la levadura se dirige a producir grasa para la smtesis de la nueva membrana celular para nuevas celulas de levadura (esto es, crecimiento de la poblacion de levadura). Por lo tanto, la glucosa se desviana parcialmente hacia el crecimiento de la poblacion de levadura, lo que resultana en una menor produccion de etanol.

Como lo enseno Salmon, J., "Interactions between yeast, oxygen and polyphenols during alcoholic fermentations: Practical implications", LWT 39 (2006) 959-965, las levaduras tienen afinidades mucho mas altas para el oxfgeno que los antioxidantes derivados de plantas, la levadura viable y los posos de levadura compiten con los compuestos fenolicos (por el oxfgeno). De acuerdo con lo anterior, el oxfgeno anadido al zumo o lfquido, mediante burbujeo u otro medio, se metaboliza tan rapidamente por la levadura que tiene un impacto reducido en el contenido de antioxidantes del zumo o lfquido.

De acuerdo con la presente invencion, la etapa de fermentacion se acelera adicionalmente realizando la fermentacion en dos subetapas, de manera que una primera fraccion de zumo se fermenta primero en una unidad de fermentacion como se describe anteriormente. En una realizacion, esta primera fraccion se puede fermentar para una fase de fermentacion inicial de entre 6 y 72 horas o entre 24 y 72 horas, o cualquier penodo de tiempo apropiado que permita una parte sustancial del azucar en la primera fraccion de lfquido o zumo para ser consumido por la levadura.

Una vez que se completa la fase de fermentacion inicial, se anade a la primera fraccion mas lfquido o zumo, que constituye una segunda fraccion. En una realizacion, el aditivo nutritivo de fermentacion se anade a la segunda fraccion antes de su adicion a la primera fraccion de la mezcla de fermentacion. La velocidad de adicion variara dependiendo de multiples factores, incluidos los volumenes de las fracciones usadas. En una realizacion adicional, donde el volumen de la unidad de fermentacion total puede ser de 3 litros o menos, la segunda fraccion se anade lentamente gota a gota a la primera fraccion. En una realización adicional mas, esta adicion es a una velocidad inferior a 5 ml/minuto. En una realización adicional mas, esta adicion es desde 1.5 a 2 ml/minuto. Esta lenta adicion de la segunda fraccion dara como resultado una conversion muy rapida del azucar, y minimizara la produccion de subproductos de fermentacion por parte de la levadura. Se permitira la fermentacion hasta que al menos algunos de los azucares en el zumo o lfquido hayan sido convertidos por la levadura. En una realizacion preferida, la fermentacion continuara hasta que el nivel de azucar en la mezcla de fermentacion haya alcanzado un nivel inferior al 2% en peso/volumen. En una realización preferida adicional, el nivel de azucar habra alcanzado un nivel inferior al 1% en peso/volumen.

En ciertas realizaciones preferidas, el zumo o lfquido condicionado que se anade a la primera fraccion suministra nutrientes esenciales a la levadura en tandem con azucar adicional contenida en el zumo o lfquido anadido, que sostiene el crecimiento de la levadura y la fermentacion rapida. A escala industrial, el zumo fermentado desbordante transporta celulas de levadura que pueden regular la poblacion total de levadura del procedimiento. A escala industrial, una centnfuga continua puede lograr esta etapa. A esta escala, se puede lograr un equilibrio optimo de adicion de zumo y remocion de levadura para obtener la menor produccion de alcohol.

Despues de que se haya completado la adicion de la segunda fraccion y se haya reducido el nivel de azucar a un nivel aceptable, una parte de la mezcla de fermentacion se puede desplazar de la unidad de fermentacion a una unidad de eliminacion de alcohol, o la eliminacion de alcohol se puede realizar en la unidad de fermentacion. La levadura se puede eliminar de la mezcla de fermentacion antes o despues de eliminar el alcohol, por ejemplo, por filtracion o centrifugacion. En realizaciones preferidas, la eliminacion del alcohol se realiza mediante un procedimiento o sistema que permite la evaporacion del alcohol a temperaturas reducidas y con una exposicion reducida de la mezcla de fermentacion al oxfgeno. La eliminacion del alcohol se realiza mediante un evaporador de pelfcula descendente.

Para minimizar la degradacion de los antioxidantes en los procedimientos de la presente invencion, maximizando asf el contenido de antioxidantes en las bebidas bajas en calonas producidas por los procedimientos, es deseable minimizar la temperatura a la que se produce la etapa de eliminacion del etanol, y minimizar la exposicion de la mezcla de fermentacion al oxfgeno en esta etapa. En condiciones de vacfo o presion atmosferica reducida, el agua hierve y el etanol se evapora facilmente de una solucion acuosa que contiene etanol (tal como zumo fermentado), a temperaturas reducidas. Dependiendo del material de partida, la eliminacion del etanol a temperaturas inferiores a 55 grados centfgrados, o menos, puede ser deseable. Por ejemplo, en los casos en que es deseable la conservacion de antioxidantes particularmente sensibles al calor, seran deseables temperaturas mas bajas. Cuando los antioxidantes que se conservan son menos sensibles al calor, entonces se aceptaran temperatures mas altas. La aplicacion de vado o presion reducida limitara adicionalmente la exposicion de la mezcla de fermentacion al ox^geno. La temperatura de ebullicion del agua, y por lo tanto la temperature efectiva de eliminacion del etanol, es directamente proporcional a la presion: a medida que caen las presiones, tambien lo hace el punto de ebullicion del agua. Por ejemplo, a una presion de 50 milibares, el agua hierve a una temperatura de 32.88 grados centfgrados. En una realización preferida, la eliminacion del etanol se realiza a una presion inferior a un bar, a la cual la eliminacion del etanol a presion procedera a temperaturas de 78 grados C o menos. En una realizacion preferida adicional, la eliminacion del etanol se realiza a una presion inferior a 400 milibares. En otras realizaciones preferidas, la eliminacion del etanol se realiza a una presion de entre 50 y 70 milibares, por debajo de 50 milibares, o por debajo de 12 milibares, a temperaturas proporcionalmente decrecientes. Se permite que la etapa de eliminacion del etanol continue hasta que al menos una parte del etanol se elimine de la mezcla de fermentacion.

Durante la etapa de eliminacion de etanol de los procedimientos de la presente invencion, ciertos compuestos volatiles distintos del etanol tambien se evaporaran de la mezcla de fermentacion. Entre esos compuestos volatiles se encuentran compuestos aromáticos que contribuyen al sabor del zumo o lfquido. Con el fin de mantener el sabor mejorado de la bebida o producto alimenticio con calonas reducidas acabados, estos compuestos aromáticos se capturan en realizaciones preferidas de la presente invencion mediante medios de captura apropiados. En una realización preferida adicional, la captura de compuestos aromáticos se realiza mediante una trampa fna. En una realización preferida adicional, se emplea un evaporador de pelfcula descendente (FFE) para la etapa de eliminacion de etanol que comprende tanto un medio de vado como un medio apropiado para capturar cualquier producto aromático evaporado, tal como una trampa fna. En una realización aun mas preferida, el FFE comprende un condensador para capturar etanol y una trampa fna para capturar posteriormente compuestos aromáticos, que no seran capturados por el condensador. Esto permite la separacion del etanol de los aromáticos capturados. Estos compuestos aromáticos capturados se reintroducen luego en el producto de fermentacion despues de la etapa de eliminacion del etanol.

Se pueden realizar otras etapas opcionales para optimizar el sabor de la bebida o producto alimenticio con calonas reducidas acabados. En ciertas realizaciones preferidas, se anade un edulcorante a la mezcla de fermentacion. Este edulcorante se podna anadir al zumo o lfquido en cualquier etapa durante los procedimientos de la presente invencion. En una realización preferida, el edulcorante se anade despues de la etapa de eliminacion del etanol. En una realización preferida, el edulcorante tendra un impacto limitado en los niveles de glucosa en sangre, tal como fructosa. En una realización preferida adicional, el edulcorante tendra un contenido calorico menor que el de la sacarosa o de la glucosa. En una realización preferida adicional, el edulcorante sera al menos uno de entre un alcohol de azucar, un edulcorante natural bajo en calorias, un edulcorante artificial o cualquier mezcla de los mismos. Los edulcorantes apropiados para uso en diversas realizaciones de bebidas en zumo de los productos de bebidas descritos en este documento incluyen edulcorantes naturales.

Se pueden seleccionar otros edulcorantes apropiados y combinaciones de edulcorantes para las caractensticas nutricionales deseadas, el perfil de sabor y otros factores. En ciertas realizaciones, los edulcorantes pueden incluir, por ejemplo, eritritol, tagatosa, sorbitol, manitol, xilitol, ramnosa, trehalosa, oligofructosa, oligosacaridos, fructosa, aspartamo, ciclamatos, sacarina, sucralosa, glicirricina, malitol, lactosa, Lo Han Guo ("LHG"), rebaudiosidos, glucosidos de esteviol, xilosa, arabinosa, isomalt, lactitol, maltitol y ribosa, y edulcorantes proteicos tal como la taumatina, monelina, brazzema y monatina, rebaudiosido A, esteviosido, otros glicosidos de esteviol, extractos de Stevia rebaudiana, Lo Han Guo, por ejemplo, concentrado de zumo de LHG o polvo de LHG con un contenido de mogrosida V desde aproximadamente 2 a aproximadamente el 99%, monatina, glicirricina, taumatina, monelina, brazzema y mezclas de los mismos.

Las bebidas con calonas reducidas producidas por los procedimientos de la presente invencion pueden tener un contenido calorico inferior al 10 por ciento del zumo o lfquido del que se derivan. Al mismo tiempo, las bebidas con calonas reducidas pueden tener un perfil de sabor y niveles de antioxidantes que son comparables al zumo o lfquido. Por lo tanto, los procedimientos de la presente invencion pueden lograr una bebida o un producto alimenticio con calonas reducidas que posee la sorprendente combinacion de altos niveles de antioxidantes y un sabor y sensacion en la boca que es comparable a los zumos o lfquidos crudos derivados de la planta o bebidas de zumo, mientras que es mas bajo en calorias y contenido de azucar.

Los procedimientos de la presente invencion se pueden realizar en un intervalo de escalas, desde aquellos que producen un producto lote por lote del orden de diez litros por lote, hasta una escala industrial. En un procedimiento a escala industrial, el zumo o el lfquido se pueden anadir continuamente a una mezcla de fermentacion en una unidad de fermentacion, y la mezcla de fermentacion se puede desplazar o expulsar continuamente de la unidad de fermentacion a una unidad de remocion de alcohol, de manera que un flujo continuo de zumo o lfquido que se esta introduciendo en el sistema a medida que se produce un flujo continuo de bebidas con calonas reducidas.

Con referencia a la figura 2, el zumo crudo o el lfquido se almacenan en un tanque de almacenamiento de temperatura controlada (A) bajo una atmosfera controlada (esto es, en condiciones de baja temperatura y sin oxfgeno). Parte del tanque (C) de fermentacion se llena con zumo o lfquido para una etapa inicial de fermentacion. Se anade levadura y el zumo o lfquido se agita para mantener la levadura en suspension y se burbujea aire o gas que contiene oxfgeno en el zumo o lfquido. El zumo o el lfquido se fermenta en el tanque (C) de fermentacion hasta que se consume la mayor parte del azucar. Se anade lentamente zumo o Ifquido adicional al producto de fermentacion en el tanque (C) de fermentacion. El zumo o lfquido anadido se mezcla en lmea con los nutrientes de fermentacion del tanque (^b) de nutrientes. En un punto, la adicion de zumo o lfquido del tanque (A) de almacenamiento, que se mezcla en lmea con los nutrientes de fermentacion del tanque (B) de nutrientes, al producto de fermentacion en el tanque (C) de fermentacion, desplaza una parte del producto de fermentacion a traves de un desbordamiento que se alimenta a una centnfuga (D) continua que separa la levadura de desechos. El producto de fermentacion clarificado de este modo se acumula luego en un tanque (E) de retencion de temperatura controlada bajo atmosfera controlada (condiciones de oxfgeno bajo a cero) en espera de un procesamiento adicional. El producto de fermentacion se bombea a una unidad de eliminacion de etanol, en algunas realizaciones, un evaporador (F) de pelmula descendente para eliminar el etanol. El evaporador (F) de pelmula descendente se coloca a baja presion usando una bomba de vacm (I). Los vapores de etanol se condensan en el condensador (G) de baja temperatura y se eliminan para su desecho. Los vapores aromáticos altamente volatiles se condensan en una trampa fna (H) a temperaturas extremadamente fnas. El zumo desalcoholizado se bombea a un tanque (J) de retencion de temperatura controlada bajo atmosfera controlada en espera de un procesamiento adicional. El producto de fermentacion desalcoholizado se anade a un tanque (K) de mezcla donde se mezcla con los aromáticos y edulcorantes recuperados. El producto desalcoholizado se puede procesar posteriormente, por ejemplo, mediante pasteurizacion (L) y embotellado (M).

Ejemplos:

Ejemplo 1:

Etapa de cebado de levadura (tiempo = 0): para este estudio se compraron 2 X 2 L de zumo de manzana (estable al almacenamiento) pasteurizado, puro y con calidad para consumo (Rougemont McIntosh).

PH: 3.75 Hidrometro: densidad: 1.042 g/ml o 12.5 Brix. A esta densidad, el contenido de alcohol potencial del zumo fermentado se puede calcular como que se encuentra en el intervalo desde 5.5 a 6.0%.

Se colocaron 500 ml de zumo en una botella limpia de vidrio desinfectado de 1 galon. La botella se suspendio en un bano de agua a 30 °C. Se uso una bomba de acuario de consumo, tubos y piedras de burbujas para (airear) saturar el zumo con oxfgeno disuelto.

Se hidrataron 2 g de levadura de vino seco activo (fruta y blanco) (Lalvin EC-1118) con 50 ml de agua tibia (30 °C) con un aditivo de levadura hidratante al 0.03% (g/100 g) seg loún recomendado por el fabricante para la elaboracion del vino (Lallemand's Go-Ferm) durante 15 min. La levadura hidratada se anadio luego al zumo. Se uso una bola de algodon como tapon.

En el momento = 23 horas, el zumo de fermentacion estaba muy turbio, lo que indica una buena dispersion de la levadura por la accion de burbujeo. Se observo muy poca formacion de espuma, lo que es tfpico de este tipo de cultivo de levadura. La densidad observada fue de 1.014 g/ml o 4 Brix y el pH observado fue de 3.57. Aproximadamente 2/3 del azucar original habfa sido consumido por la levadura en este momento. El zumo sabfa a zumo de manzana, ni a vino ni a notas de sidra, un ligero aumento de la acidez como se esperaba cuando los niveles de azucar disminuyen. No habfa una nota alcoholica perceptible.

En el momento = 46 horas, la densidad observada fue de 1.004 g/ml o 2 brix y el pH observado fue de 3.58. Casi todo el azucar original habfa sido consumido. El zumo de fermentacion tema un sabor neutro (suave) con una pequena percepcion de manzana, sin notas de vino o de sidra, un ligero aumento de la acidez como se esperaba cuando los niveles de azucar disminuyen. No habfa una nota alcoholica perceptible.

El resto de 3.5 L no usados de zumo de manzana fno se acondiciono anadiendo 0.025% (o 0.25 g/L) de aditivo nutritivo de fermentacion para la elaboracion de vino segú lon recomendado por el fabricante (Lallemand's Fermaid-K™). Usando una bomba peristaltica, el zumo acondicionado fno se anade al zumo de fermentacion a una velocidad de 1 gota por segundo (gota/seg) aproximadamente o de 1.5 a 2 mL/min. Al acondicionar el zumo con un aditivo nutritivo, a la levadura se le proporciona un nutriente adicional para mantener un crecimiento y una actividad saludables a medida que el zumo se anade al recipiente de fermentacion.

En el momento = 54 horas, se anadio aproximadamente 1 L de zumo acondicionado a la fermentacion. El zumo de fermentacion tema un sabor neutro (suave) con una pequena percepcion de manzana con leves notas de levadura. No hay nota alcoholica perceptible. La densidad observada fue de 1.014 g/mL o 4 brix y el pH observado fue de 3.71.

En el momento = 67 horas, se anadieron a la fermentacion aproximadamente 1.25 L (lo que lleva el total a 2.25 L) de zumo acondicionado adicional. El zumo de fermentacion tema un sabor neutro (suave) con una pequena percepcion de la manzana, leves notas de levadura. Una ligera nota alcoholica era perceptible. La densidad fue de 1.010 g/mL o 2.5 brix y pH 3.78. Un brix bajo incluso despues de anadir el zumo proporciono una indicacion de un consumo rapido del azucar suministrado por el zumo nuevo.

En el momento = 78 horas, se anadieron a la fermentacion aproximadamente 0.75 L (lo que lleva el total a 3 L) de zumo acondicionado adicional. La botella de fermentacion de 1 galon se lleno adecuadamente (zumo fermentador total de 3.5 L). Se detiene la adicion de zumo acondicionado. El zumo de fermentacion tema un sabor neutro (suave) con una pequena percepcion de la manzana con leves notas a levadura. Casi ninguna nota alcoholica perceptible. La levadura puede haber consumido una parte del alcohol que explica la reduccion en el sabor alcoholico. La densidad se observo a 1.008 g/mL o 2.5 brix y el pH se observo a 3.80. La tendencia continua de bajo brix despues de anadir el zumo es una indicacion de un consumo rapido de azucar suministrada por el zumo nuevo. La fermentacion se dejo airear durante la noche en el bano de agua.

En el momento = 90 horas, el zumo de fermentacion tema un sabor neutro (suave) con una pequena percepcion de manzana, leves notas de levadura, ligera astringencia, ligera amargura y ligera nota alcoholica perceptible. Por experiencia, la amargura y la astringencia es indicativa del sabor de los polifenoles en ausencia de azucar como se encuentra en los vinos secos. La densidad se observo a 1.000 o 0 brix y se observo a pH 3.82. Se detuvo la aireacion. La botella de fermentacion se coloco en un refrigerador para enfriar el zumo fermentado con el fin de precipitar (asentar) la levadura para facilitar la filtracion.

En el analisis, el contenido final de etanol del zumo fermentado fue del 2.5%, que es menos de la mitad del potencial de etanol del zumo inicial. La densidad final del zumo desalcoholizado fue de 1.003 g/ml, lo que indica que el contenido final de azucar es inferior al 2%.

Aunque la fermentacion redujo drasticamente el contenido de azucar del zumo original, los componentes aromáticos volatiles que caracterizan el sabor del zumo de manzana permanecen en el zumo fermentado. Estos componentes se pueden recuperar en el procedimiento de desalcoholizacion que se realiza bajo un fuerte vacfo a entre 34 y 36 grados centfgrados.

Ejemplo 2:

Se usaron latas de concentrado de zumo de manzana congelado como material de partida. Para cada lata de 283 ml de concentrado, se anadieron 849 ml de agua para hacer zumo de manzana de concentracion unica (1X).

Se anadieron 0.945 g de Fermaid-K a 3.0 L de zumo de manzana 1X y se coloco en una jarra de vidrio de 1 galon. La jarra se coloco en un bano caliente fijado a 30 °C. Se uso una piedra burbujeante de acuario y una bomba de aire para airear el zumo. Se uso un pequeno agitador de eje helicoidal para crear un vortice de mezcla en todo el zumo para evitar los sedimentos de levadura y fomentar la suspension. Se insertaron tubos de 2 bombas peristalticas en el fermentador; uno para anadir zumo nuevo, uno para retirar zumo fermentado a un fermentador secundario.

Una jarra de vidrio de un galon colocada en el bano de agua a la misma temperatura sirve como fermentador secundario, y se coloca una piedra de acuario burbujeante en este fermentador.

Se hidrataron 10 g de levadura seca Lavlin™ DV-10 (http:// www.scottlab.com/product-56.aspx) en 100 ml de una solucion de agua tibia (30 °C) que contema 0.3 g/L de Go-Ferm.

Se preparo zumo de manzana de doble concentracion (2X) mezclando 283 ml de concentrado con 283 ml de agua. Fermaid-K se anadio al doble de la velocidad, es decir, 0.5 g/L de zumo 2x. Brix fue de 22.0. El recipiente de zumo 2x se coloco en una escala para rastrear la adicion de zumo al primer fermentador.

La densidad se determino usando un hidrometro.

T = 0: la levadura se echo en el zumo. Brix = 12.

T = 1 hora: brix = 11.9.

T = 2 horas: brix = 10.5.

T = 4.5 horas: brix = 8.5.

T = 6 horas: brix = 6.0.

T = 9.5 horas: brix = 2.0.

En este punto, T = 9.5 horas, se anadio zumo 2X a la unidad de fermentacion y se extrajo el mismo volumen a una unidad de fermentacion secundaria.

T = 11 horas: se anadieron 212 g de zumo 2x, brix = 2.5.

El procedimiento se dejo proceder durante la noche.

T = 21.5 horas: se anadieron 2795 g de zumo 2x total, unidad de fermentacion # 1 brix = 4.5, brix secundario = 1.5.

T = 23 horas: se anadieron 3069 g de zumo 2x total, # 1 brix = 4.5, # 2 brix = 2.0.

Se retiraron 2080 ml de producto del secundario y se centrifugaron @ 2000 rpm durante 15 minutos para precipitar la levadura y se elimino el sobrenadante y se almaceno en el refrigerador para su posterior procesamiento, incluida la desalcoholizacion.

T = 24 horas: # 1 brix = 4.5 y # 2 brix = 4.0.

T = 25 horas: se anadieron 3665 g de zumo 2x total, # 1 brix = 4.5, # 2 brix = 4.0.

T = 27.5 horas: se anadieron 4274 g de zumo 2X total, # 1 brix = 5.0, # 2 brix = 3.0.

T = 30 horas: se anadieron 4.851 g de zumo 2X total, # 1 brix = 5,5, # 2 brix = 2.5.

El contenido solido disuelto del zumo se determino como sigue:

Zumo 1X: 11.6%

Zumo 2x: 22.4%

Zumo final fermentado: 4.7%.

El zumo se desalcoholizo usando un evaporador de pelfcula descendente a 34 a 36 grados centfgrados. El producto resultante produjo un zumo de manzana como caractenstica una vez que se anadieron al producto desalcoholizado un edulcorante de alta intensidad, sucralosa y esteres naturales de manzana, extrafdos de zumo de manzana. Observaciones: el nivel de brix de la primera unidad de fermentacion se puede mantener mientras se anade un nuevo zumo concentrado que indica que la levadura esta consumiendo los azucares continuamente. La unidad de fermentacion secundaria tambien puede agotar el resto del zumo que no se consume en la primera unidad de fermentacion de manera continua. Se observa una reduccion considerable de solidos disueltos que indican que los azucares se han eliminado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para eliminar el azucar de un zumo o Kquido derivado de una planta y preparar una bebida o producto alimenticio, el procedimiento que comprende:

(a)

(i) fermentacion, en condiciones aerobicas, de una primera fraccion del zumo o lfquido derivado de la planta con levadura mientras se anade gas que contiene ox^geno al zumo o lfquido mediante burbujeo para disolver un exceso de oxfgeno en el zumo o lfquido y proporcionar un ambiente aerobico a la levadura, y

(ii) posteriormente anadir una segunda fraccion de zumo o lfquido a la primera fraccion fermentada mientras se anade gas que contiene oxfgeno al zumo o lfquido mediante burbujeo para disolver un exceso de oxfgeno en el zumo o lfquido y proporcionar un ambiente aerobico a la levadura, en la primera fraccion fermentada, para producir un producto de fermentacion que contiene etanol; y

2. El procedimiento la se regiúvnindicacion 1, en el que la etapa (a) comprende:

(i) fermentacion, en condiciones aerobicas, de una primera fraccion del zumo o lfquido derivado de la planta con la levadura mientras se anade gas que contiene oxfgeno al zumo o lfquido mediante burbujeo para disolver un exceso de oxfgeno en el zumo o lfquido y proporcionar un ambiente aerobico a la levadura para producir un producto de fermentacion que contiene etanol;

(ii) posteriormente, anadir adicionalmente zumo o lfquido derivado de plantas a la primera fraccion fermentada para producir un producto de fermentacion adicional que contenga etanol; y

(iii) desplazamiento de una parte del producto de fermentacion fuera de una parte restante del producto de fermentacion.

3. El procedimiento se lagún reivindicac 2i,ón en el que las subetapas (a) (ii) y (iii) y la etapa (b) ocurren continuamente, para producir una corriente continua de la bebida o producto alimenticio.

4. El procedimiento u sneagú cunalquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende adicionalmente una etapa en la que se anade un edulcorante bajo en calorias a al menos uno de los zumos o lfquidos, el producto de fermentacion y la bebida o producto alimenticio, y en el que el edulcorante bajo en calorias tiene un contenido de calonas mas bajo que el de la glucosa o tiene un impacto de glucosa en la sangre mas bajo que el de la sacarosa; en el que el edulcorante bajo en calorias se anade continuamente a al menos uno de los zumos o lfquidos, el producto de fermentacion y la bebida o producto alimenticio; y, en el que el edulcorante bajo en calorias es un alcohol de azucar, un edulcorante natural, un edulcorante artificial o cualquier mezcla de los mismos.

5. El procedimiento s uengaún cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa (b) se realiza a una presion inferior a un bar.

6. El procedimiento s uengaú cnualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la adicion del gas que contiene oxfgeno en la etapa (a) se realiza usando un difusor de burbujas.

7. El procedimiento u sneagú cnualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el zumo o el lfquido, antes de la etapa (a), se extrae de una planta en la que el zumo o el lfquido se deriva de cupuacu, agai, acerola, higo chumbo, frambuesa negra y roja, mora, manzana, pera, nectarina, melocoton, haskap, tomate, fruta del anacardo, Chokecherry, grosellas, fresa, platano, mango, arandano, albaricoque, grosella, baya de Saskatoon, uva blanca, roja y azul, guayaba, guarana , nuez de cola, zanahoria, remolacha, lechuga, berro, arroz, soya, nuez de anacardo, aloe vera, agave, arce, cftricos, Sea-buckthorne, goji, espinaca, almendra, coco, sandfa, ruibarbo, frambuesa, arandano, bayas de cafe, sauco, caqui, cereza, tarta de cereza, mora, ciruela pasa, ciruela, papaya, melon, mangostan, pina o granada.

8. El procedimiento u sneagú cunalquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la levadura es levadura de vino.

9. El procedimiento u sneagú cnualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la levadura se elimina del producto de fermentacion antes o despues de eliminar el etanol, y en el que la levadura se elimina por filtracion o centrifugacion.