ES2827185T3 - Procedimiento para aislar una composición de proteínas de recortes de carne - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para recuperar de recortes de carne que contienen grasa y proteína, una composición de proteínas que tiene un color rojo, en donde los recortes de carne se obtienen a partir de vacuno, comprendiendo dicho procedimiento los pasos de: a) triturar los recortes de carne en agua, b) añadir un ácido de grado alimentario a los recortes de carne triturada para tener un pH en el intervalo de 3,6 a 4,4 para solubilizar de ese modo la proteína, c) después de la adición del ácido de grado alimenticio en el paso b), separar grasa sólida de proteína solubilizada y d) añadir un álcali de grado alimenticio a la proteína solubilizada para neutralizar el ácido o para obtener el punto isoeléctrico y para precipitar la proteína solubilizada.
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimiento para aislar una composición de proteínas de recortes de carne
Campo de la invención
Esta invención se refiere a un procedimiento para aislar una composición de proteínas a partir de una composición grasa que comprende recortes de carne que contienen tejido muscular animal. Más en particular, esta invención se refiere a dicho procedimiento en donde el tejido muscular animal se solubiliza en un ácido y la composición de proteínas ácida y líquida así obtenida se separa de la grasa sólida animal en condiciones (a) para inactivar los microorganismos, (b) para reducir concentraciones de sodio, (c) para estabilizar la grasa frente a la oxidación y (d) para obtener tejido muscular animal solubilizado con un color satisfactorio.
Descripción de la técnica anterior
Actualmente, la proteína recuperada de tejido muscular animal se obtiene solubilizando el tejido muscular animal en una composición ácida comestible como ácido cítrico, ácido clorhídrico o sus mezclas. Dichos procedimientos se describen en las Patentes de EE.UU. 6.005.073; 6.288.216; 6.451.975 y 7.473.364. Si bien estos procedimientos se han adaptado para recuperar proteína de tejido muscular animal, no están bien adaptados para recuperar, con alta eficacia, proteína y grasa de recortes de carne. Estos recortes de carne contienen una alta concentración de tejido muscular animal, típicamente entre el 30% y el 50% en peso de los recortes comprendiendo la composición restante principalmente grasa. Así, es deseable recuperar la proteína del tejido muscular animal para uso como aditivo alimenticio en vez de desecharlo. También es deseable recuperar grasa purificada y estabilizada de los recortes que tiene valor económico como para un aditivo alimenticio o para producir sebo.
En el presente, la proteína muscular animal se recupera de recortes de carne mediante un procedimiento que incluye un paso de disolución del tejido graso animal usando energía térmica, al tiempo que se trata más con el uso de un agente alcalino, por ejemplo, amoníaco, hidróxido de amonio, para controlar las bacterias tal como se describe en la Patente de EE.UU. 5.871.795. Este procedimiento puede no ser deseable puesto que el producto proteico recuperado puede tener potencialmente olor a amoníaco si el pH que queda es demasiado alto. Así, puede usarse solo con moderación como aditivo alimenticio. En la Patente Internacional WO2010/136894 se describe un procedimiento para el aislamiento de proteínas de carne. En la Patente de EE.UU. 5.384.149 se describe un método para producir un pigmento de mioglobina estabilizado a partir de subproductos de carcasas animales.
Otro método para separar el tejido muscular animal de la grasa se describe en la Patente de EE.UU. 7.666.456. En este método, los recortes triturados se mezclan con agua caliente que contiene dióxido de carbono. Esta composición con base acuosa tiene una densidad que es intermedia entre la densidad de la grasa y la densidad del tejido muscular animal. Las partículas de grasa se separan de las partículas de tejido muscular animal sobre la base de la diferencia de densidades en donde las partículas de grasa flotan en la composición con base acuosa y las partículas de tejido muscular animal se sumergen en el fondo de la composición con base acuosa. Durante el procedimiento, tanto las partículas de grasa como las partículas de tejido muscular animal permanecen en estado sólido. También se describe que el pH de la composición con base acuosa puede bajar a menos de 2 y que esto puede reducir la población bacteriana que está presente en las superficies del tejido muscular animal.
Un problema adicional con la recuperación de la proteína muscular animal a partir de tejido animal graso es que la proteína puede contener microorganismos como E. coli que no son adecuados para consumo humano. Un método para destruir los microorganismos implica el uso de hidróxido de amonio, que presenta el problema explicado anteriormente y, así, es indeseable. Los problemas adicionales respecto a muestras tratadas con agentes alcalinos, por ejemplo, amoníaco o hidróxido de amonio, son que estas muestras tratadas presentan porcentajes reducidos de aminoácidos esenciales y una menor funcionalidad o capacidad para unirse al agua.
En el procedimiento descrito en la Patente de EE.UU. 6.949.265 se describe un método para reducir o eliminar las bacterias superficiales y los patógenos preescaldando los recortes. El tejido muscular se separa del tejido graso calentando para licuar el tejido graso, pero por debajo de 43°C (110°F) de manera que se evite la cocción del tejido muscular al tiempo que el tejido muscular permanezca sólido. Esta grasa líquida se separa después del tejido muscular sólido. Este procedimiento puede no ser deseable puesto que los microorganismos crecen rápidamente a temperaturas elevadas entre aproximadamente 4.4°C (40°F) y aproximadamente 60°C (140°F).
También es deseable tratar tejido muscular animal de manera que se conserve la funcionalidad del producto proteico recuperado. Las funcionalidades de las proteínas de mayor interés para los científicos en alimentos son la solubilidad, la capacidad para soportar agua, la gelificación, la estabilidad de la espuma y las propiedades de emulsión.
También es deseable tratar el tejido animal de manera que dé como resultado un producto final que tenga fibras grandes, que se asimile mejor a vacuno molido fino o molido grueso.
También es deseable proporcionar un procedimiento para producir una fracción grasa que tenga una concentración relativamente baja de agua y que sea estable frente a la oxidación. Dicha forma de grasa permite su adición a diversos productos alimenticios como productos a base de vacuno.
El gobierno de los EE.UU. estipula que una cierta calidad del producto cárnico obtenido a partir de recortes animales puede usarse sin declarar en productos cárnicos de la misma especie. Por ejemplo, “vacuno finamente texturizado” y “vacuno magro finamente texturizado” pueden usarse en vacuno molido sin que se declare en la etiqueta. Se requiere que “carne finamente texturizada” tenga un contenido graso menor que el 30%; un contenido de proteína del 14% o mayor, en peso; una proporción de eficiencia de la proteína (PEP) de 2,5 o mayor, o un contenido de aminoácidos esenciales (AAE) del 33% de los aminoácidos totales o mayor; debe prepararse en una planta bajo inspección federal; no debe tener una temperatura del producto durante el tratamiento que exceda de 43,3°C (110°F); debe congelarse en menos de 30 minutos después del tratamiento; no debe permitirse un aumento significativo en el número de bacterias y no debe tratarse con productos químicos o aditivos que permanezcan en la carne. Se requiere que “carne magra finamente texturizada” (CMFT) tenga un contenido graso menor que el 10% en peso y cumpla los otros requisitos de “carne finamente texturizada”.
De acuerdo con esto, sería deseable proporcionar un procedimiento para aislar proteína de músculo animal de tejido animal graso que contenga tejido muscular animal tal como recortes que proporciona altos rendimientos de proteína muscular animal funcional al tiempo que se destruyen significativamente los microorganismos. Además, sería deseable proporcionar un producto graso a partir de recortes que sea estable frente a la oxidación y que tenga una concentración relativamente baja de agua. También, sería deseable proporcionar un producto proteico de músculo animal que tenga un contenido de sodio similar o reducido cuando se compara con la carne original. Además, sería deseable proporcionar un procedimiento tal que elimine las características indeseables del olor como el olor de amoníaco. Además, sería deseable producir un producto de vacuno final que tenga fibras grandes que dé como resultado una textura de tipo vacuno molido y una sensación en boca más deseables. Dicho procedimiento proporcionaría altas tasas de recuperación de grasa estable frente a la oxidación y de proteína muscular animal en un entorno bajo en microorganismos si bien evitando la adición y la retención de ingredientes que afecten de manera adversa a la comestibilidad del producto proteico. Además, sería deseable proporcionar dicha proteína de tejido muscular animal con un color que permita su adición satisfactoria a alimentos altamente proteicos como el vacuno molido.
Sumario de la invención
La invención se define por las reivindicaciones adjuntas. Según esta invención, se proporciona un procedimiento para aislar proteína de músculo animal que tenga un color satisfactorio a partir de recortes de carne que comprendan tejido muscular y grasa animales. El procedimiento proporciona altos rendimientos de proteína muscular animal funcional con color satisfactorio si bien evitándose problemas debido a la presencia de microrganismos y evitándose problemas que hagan incomestible las proteínas recuperadas. También se describe un procedimiento que proporciona un producto graso que sea estable frente a la oxidación y que contenga una concentración de agua relativamente baja. El procedimiento de esta invención puede satisfacer la definición de “carne finamente texturizada” o “carne magra finamente texturizada” como define actualmente el gobierno de los EE.UU.
El procedimiento de esta invención se define en la reivindicación 1. Incluye los pasos del procedimiento de triturar recortes de carne fresca o congelada, añadir agua potable fría a los recortes triturados; opcionalmente añadir un ácido de grado alimentario; homogeneizar la mezcla de recortes y agua; añadir un ácido de grado alimentario a los recortes homogeneizados para disminuir el pH de la mezcla resultante a un valor entre 3,6 y 4,4, preferiblemente entre 3,6 y 3,8 para disolver selectivamente el tejido muscular animal; separar la grasa sólida de la solución ácida de proteína muscular animal; recuperar la grasa sólida; opcionalmente evaporar agua de la solución ácida de proteína muscular animal para formar una solución concentrada de proteína; recuperar la solución ácida de proteína muscular animal o añadir una composición alcalina de grado alimentario a la solución de proteína muscular animal ácida para aumentar el pH a un valor entre aproximadamente 4,9 y aproximadamente 6,4, preferiblemente entre aproximadamente 5,2 y aproximadamente 5,8 para formar una sal a partir de la reacción del ácido con la composición alcalina y para precipitar la proteína, separar la proteína sólida del líquido restante como por centrifugación y/o filtración por tamiz y opcionalmente congelando la composición de proteína de músculo animal esencialmente neutra resultante.
Se ha encontrado que cuando se reduce el pH del tejido muscular animal de 3,6 a 4,4 según esta invención, el tejido muscular animal se solubiliza si bien reteniendo esencialmente su color original y que se obtienen rendimientos satisfactorios de tejido (proteína) muscular. Para hacer el tejido muscular animal solubilizado útil para la adición a tejido muscular animal molido tal como hamburguesa de vacuno, el tejido muscular animal solubilizado debe tener un color de 75 a 52 L*, de 25 a 10 a* y de 23 a 16 b*, en donde L*, a* y b* se definen según la Comisión Internacional de la Iluminación (CIE, en francés) como L* (luminancia o claridad del músculo), a* (enrojecimiento o enrojecimiento muscular), b* (amarilleamiento o amarillamiento muscular). Por ejemplo, en el caso de tejido muscular de vacuno, se conserva el color rojo original. Por el contrario, cuando el pH es aproximadamente 3,5 o menor, el color del tejido se hace pardo y no vuelve a su color original. Una composición de proteínas que tiene un color pardo no es adecuada para la adición a un alimento que tenga un color rojo normal como la hamburguesa.
También se ha encontrado que la solubilización del tejido muscular animal en ácido da como resultado una reducción significativa de los microorganismos viables, en particular cuando se utiliza ácido clorhídrico de grado alimentario como ácido. Una combinación de ácido y base de grado alimenticio particular de interés en esta presente invención es el ácido cítrico para disminuir el pH y bicarbonato de sodio para elevar el pH. También se ha encontrado que mezclar la grasa con ácido de grado alimenticio de acuerdo con esta invención, estabiliza la grasa frente a la oxidación. Además, se ha encontrado que cuando se mezcla la grasa que contiene ácido con una base de grado alimenticio a un pH entre aproximadamente 4,9 y aproximadamente 5,8 se efectúa la separación de agua de la grasa de aproximadamente el 70% en peso a aproximadamente el 50% en peso hasta un contenido de agua entre aproximadamente 30 y aproximadamente 20 por ciento en peso. Este resultado simplifica la eliminación posterior de agua de la grasa si se desea dicha eliminación adicional de agua. Por último, en el procedimiento de esta invención, la presencia de aditivos ácidos o alcalinos indeseables en el producto proteico final se elimina debido a la neutralización del ácido con el álcali.
Breve Descripción del dibujo
En la figura 1 se ilustra un diagrama de flujo de procedimiento del procedimiento de esta invención.
Descripción detallada de realizaciones específicas
La presente invención se refiere a un procedimiento como se define en la reivindicación 1, así como a una composición de proteínas obtenida por dicho procedimiento, como se define en la reivindicación 8. “Producto cárnico” describe un producto que contiene proteínas que es adecuado para consumo humano como carne debido a que contiene una cierta cantidad de proteína. En general, “recortes” se refiere al tejido cortado de cortes o partes convencionales de las carcasas de animales productores de carne durante las operaciones de carnicería en plantas empacadoras y similares. Los cortes o las partes convencionales se venden en general directamente a los consumidores o son tratadas adicionalmente, por ejemplo, moliendo a vacuno molido. El tejido restante después de que se retiren los cortes convencionales o después de que se hayan recortado más los cortes convencionales, generalmente tiene un contenido de grasa que es demasiado alto para el consumo humano como carne, pero contiene proteínas que pueden recuperarse.
Según la presente invención, una vez que se retiran los recortes de las carcasas, preferiblemente son enviados directamente al procedimiento de la presente invención. Alternativamente, los recortes pueden congelarse o enfriarse y almacenarse previamente al tratamiento. La temperatura de los recortes, en la eliminación de las carcasas es normalmente de aproximadamente 0,6°C-4,4°C (332F-40°F), que corresponde a la temperatura a la que se almacenan las carcasas previamente al descuartizamiento. Los recortes más calientes o más fríos pueden usarse en el procedimiento de la presente invención.
Los recortes pueden incluir cualquier parte de un animal que se tritura fuera de la carcasa del animal o los cortes. Los recortes pueden incluir todas las partes encontradas normalmente en un animal, incluyendo tejido adiposo, grasa, ligamentos magros, tendones, partes óseas y similares. Generalmente es deseable que, si están presentes componentes distintos de grasa, parte magra y humedad, estén presentes en cantidades pequeñas y/o puedan retirarse en el paso de desnervado o manualmente, si se desea, o puedan dejarse allí si su presencia no afecta adversamente a las propiedades del producto cárnico. Si hay grandes cantidades de ciertos componentes, puede ser deseable retirarlos por técnicas de separación convencionales previamente al tratamiento según la presente invención. Por ejemplo, generalmente es deseable no tener grandes cantidades de hueso presentes o grandes cantidades de ligamentos de baja calidad.
“Animales productores de carne” incluye animales que se conocen por proporcionar carne. Dichos animales incluyen vacuno, cerdo, aves de corral como pollo o pavo, por ejemplo, pollo, cordero, ciervo, búfalo, pescado y similares, deshuesados mecánicamente. El material magro puede referirse como material que contiene proteína y puede estar en forma de proteína soluble en agua que incluye fibra muscular y proteína no soluble en agua que son generalmente las proteínas miofibrilares o de locomoción o el tejido conjuntivo que rodea a la fibra muscular y que une las fibras musculares a los ligamentos. De particular interés para los fines de la presente invención es la presencia de proteína soluble en agua y la proteína soluble en ácido a partir del tejido muscular animal en el tejido graso en los recortes de grasa. Separando este material proteico de los recortes animales, puede proporcionarse un producto cárnico de alta calidad. Este producto puede utilizarse como aditivo a productos cárnicos convencionales como a hamburguesa.
Los recortes animales, que pueden usarse en la presente invención preferiblemente, tienen un contenido promedio de grasa entre aproximadamente el 50% en peso y el 80% en peso, preferiblemente entre aproximadamente el 50% y el 70% en peso. El contenido magro de los recortes animales está preferiblemente entre aproximadamente el 20% en peso y el 50% en peso y más preferiblemente entre aproximadamente el 30% en peso y el 50% en peso. El contenido magro incluye proteína y humedad. Para asegurar resultados fiables y consistentes, es preferible que el contenido magro de los recortes animales sea al menos aproximadamente el 30% en peso y es preferible al menos aproximadamente el 39% en peso.
Con referencia a la figura 1 que ilustra una realización preferida de esta invención, los recortes 12 deshuesados como recortes de vacuno que contienen aproximadamente el 50% en peso de tejido muscular de vacuno y aproximadamente el 50% en peso de grasa se dirigen a un paso 14 de trituración que aumenta la superficie de los recortes de vacuno que la hacen más adecuada para tratamiento adicional. También puede utilizarse carne recuperada (AMR, en inglés) como pienso. Los aparatos de trituración adecuados incluyen trituradoras de carne disponibles de Weiler and Company Corporation situada en Whitewater, WI o Carnitec USA, Inc, situada en Seattle, WA. Los recortes de carne de partida se muelen primero a un tamaño que permita que se pase por una microcortadora. Es preferible un corte grueso de 2 cm (% pulgada), seguido por una molienda de 0,3 cm (Ve pulgada). Una vez molido, el material se mezcla con agua a una temperatura de 0,6°C-4,4°C (332F-40°F) en una proporción de una parte de carne molida a aproximadamente de 5 a 6 partes de agua. Esta cantidad de agua puede variar y puede llegar a ser tan alta como aproximadamente 1 parte de carne molida a 10 partes de agua fría. La adición de agua disminuye la fuerza iónica del homogenato que se requiere para completar la solubilización de las proteínas. Opcionalmente, puede añadirse ácido a los recortes en el paso 20 para mejorar la solubilización de las proteínas. Los recortes triturados se dirigen al paso 16 de homogeneización donde se mezcla con agua 18 potable a una temperatura del agua típicamente entre aproximadamente 0,6°C y 4,4°C (33°F-40°F) y se homogeneiza, típicamente a un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 4 milímetros, preferiblemente entre aproximadamente 1 y aproximadamente 2 milímetros. Se ha mostrado una preferencia para microcorte con un tamaño de cabeza de corte de 0,035 mm. Los homogeneizadores adecuados representativos para este fin incluyen emulsionantes o microcortadoras, disponibles de Stephan Machinery Corporation, situada en Columbus, OH o mezcladores de alto cizallamiento disponibles de Silverson, situada en East Longmeadow, MA o similares.
En un paso para controlar los microorganismos, la temperatura del homogenato se mantiene fría durante todo el procedimiento 0,62C-4,42C (332F-402F). La temperatura fría es la más eficaz para separar la grasa de la proteína. Esta operación unitaria se realiza mientras el pH está aún cerca del pH del músculo inicial. Una alternativa es añadir suficiente ácido de grado alimenticio para llevar el pH del material compuesto al punto isoeléctrico. Típicamente, el punto isoeléctrico es aproximadamente pH 5,5, pero puede variar de especie a especie. En el punto isoeléctrico, las proteínas pueden formar menos emulsiones con moléculas de lípidos y, por lo tanto, da más lípido fuera de las proteínas durante el procedimiento de extracción. Una vez que se homogeniza el tejido, está listo para que se ajuste a un pH bajo.
El homogenato resultante se dirige al paso 22 en donde se mezcla con un ácido 24 de grado alimenticio como ácido clorhídrico diluido, ácido fosfórico diluido, ácido cítrico diluido, ácido ascórbico, ácido tartárico o sus mezclas o similares para reducir el pH del homogenato a un valor entre pH 3,6 y pH 4,4, preferiblemente entre pH 3,6 y pH 3,8 para disolver el tejido muscular animal obteniendo de ese modo un rendimiento satisfactorio de proteína como un rendimiento del 80% o mayor en una solución de proteína ácida del mismo al tiempo que se retiene la porción grasa en forma sólida. Se prefiere utilizar ácido clorhídrico puesto que su uso da como resultado una reducción más significativa de microorganismos viables en la solución ácida de proteínas.
La acidificación de las proteínas en condiciones de bajo contenido en sal se ha demostrado que desdobla las proteínas, que se cree que crea más superficie a lo largo de las proteínas y, por lo tanto, más sitios potenciales de unión al agua. Una vez que las proteínas son solubles, da la grasa fuera de las proteínas y flota en la superficie de una solución acuosa ácida. Otras impurezas potenciales, incluyendo hueso residual, piel o nervio, permanecen también insolubles. El pH se ajusta a un valor de 3,6 a 4,4 para obtener el color deseado del producto final. Como ejemplo, la cantidad aproximada de ácido requerida para efectuar la solubilización de las proteínas musculares es aproximadamente del 0,15% al 0,80 % en peso, por ejemplo, del 0,198% en peso basado en el peso de HCl al peso total (pH 3,74). Esta cantidad depende del pH bajo deseado (pH 3,6 o 4,4) y también del pH del material de partida. Los mezcladores adecuados para efectuar este paso incluyen mezcladores Lightnin disponibles de SPX Corporation, situada en Charlotte, NC o similares.
La mezcla resultante de solución ácida de proteína muscular animal y grasa sólida se dirige entonces al paso 26 de separación como una centrifuga decantadora y/o filtro 26 de tamiz para separar la solución ácida de proteínas de la grasa sólida.
Con posterioridad a la solubilización de las proteínas y la eliminación de impurezas y grasa, las proteínas son sometidas a un momento de pH como por adición de base de grado alimenticio diluida como hidróxido de sodio (NaOH) o bicarbonato de sodio (NaHCOa). La base se añade hasta que se obtiene el punto isoeléctrico y las proteínas se vuelven a doblar y se vuelven a unir entre sí para formar moléculas fibradas grandes. Cuando se alcanza el pH del punto isoeléctrico, las proteínas liberan fácilmente sus moléculas de agua estrechamente alineadas y el contenido de humedad puede devolverse al contenido de humedad encontrado en la carne o que sea consistente con CMFT. La grasa sólida en el paso 28 se mezcla opcionalmente con un álcali de grado alimenticio para separar agua de grasa y neutralizar la grasa. Opcionalmente, el agua potable fría del paso 29 puede añadirse a la grasa en el paso 28. El álcali fomenta la separación de grasa de agua. La grasa después se filtra en el paso 31 para retirar agua de grasa y reducir el contenido de agua de aproximadamente el 70 al 50 por ciento en peso a aproximadamente del 30 al 20 por ciento en peso. Opcionalmente, la grasa puede refrigerarse o congelarse en el paso 33. El aparato de filtración adecuado incluye tamiz vibrador disponible de Sweco Corporation, situada en
Florence, KY o similares. Los tamices tienen un tamaño entre aproximadamente 4000 micrómetros y aproximadamente 2000 micrómetros, preferiblemente entre aproximadamente 3500 micrómetros y aproximadamente 2500 micrómetros. Puede añadirse base adicional en el paso 34 para llevar el pH de las proteínas precipitadas de vuelta al pH original del tejido. Esto asegura que la base (NaOH o NaHCO3) haya reaccionado completamente con todo el ácido previamente añadido, y se haya consumido todo ese ácido, como HCl o cítrico. Un pase opcional es dirigir el producto proteico a una operación 35 unitaria que elimina el agua para concentrar el líquido con el fin de crear fibras más grandes en la elevación del pH. La operación unitaria podía consistir en cualquier dispositivo encontrado para eliminar agua de una manera continua o discontinua, tal como un evaporador o más deseable una unidad de ultrafiltración. La cantidad de agua eliminada puede variar, sin embargo, cantidades mayores de agua eliminada dan como resultado fibras más grandes, más robustas y resistentes y mayor recuperación de proteínas. El producto proteico resultante es un sedimento viscoso que contiene proteína a una concentración de aproximadamente 4-14 por ciento en peso o mayor para producir una solución que contiene proteína que se dirige a un paso 34 de mezcla en donde se mezcla con álcali 36 de grado alimenticio tal como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, bicarbonato de sodio o similares. El producto proteico se precipita en el paso 38 y se recupera como por centrifugación y filtración en el paso 40. Opcionalmente, un retenido ultrafiltrado que tiene un corte de peso molecular (PMC) >5000-10 000 se recupera en el paso 41. Este ultrafiltrado tiene una concentración elevada de mioglobina que tiene un color rojo y puede mezclarse como se desee con la proteína precipitada en el paso 43. Esto da como resultado un producto proteico que tiene un color rojo mejorado y un contenido de sodio reducido. El sodio se concentra en la fracción de peso molecular menor que se desecha. El producto resultante tiene un color rojo mejorado, contenido en sodio reducido deseado y se obtiene por un procedimiento (pH 3,6-4,4) que proporciona alto rendimiento de proteína a partir de los recortes de aproximadamente el 80% o mayor. Así, el procedimiento de esta invención proporciona un producto proteico enormemente mejorado sobre la técnica anterior disponible.
El producto proteico del paso 40 contiene el 14 por ciento o más en peso de proteína, contiene menos del 10 por ciento en peso de grasa, se produce a una temperatura menor que 43,3°C (110°F), puede congelarse en 30 minutos en el paso 42 de la terminación del procedimiento, no permite un aumento significativo en el contenido de bacterias y en la realización en donde la proteína precipitada con álcali no retiene productos químicos o aditivos distintos de una concentración baja de sal como cloruro de sodio o similares.
Los productos proteicos de carne de esta invención no son alterados significativamente por el método de tratamiento de esta invención. Un examen de las proteínas asociadas a la fuente de carne de partida y las carnes tratadas en frío magras (proteína doblada de nuevo y precipitada) muestra que el procedimiento de extracción es suficientemente suave para que no se efectúen cambios en las proteínas durante el procedimiento completo. También muestra que tiene lugar muy poca hidrólisis o ninguna durante el tratamiento, parcialmente debido a la temperatura baja. El doblado de nuevo de la proteína tampoco afecta a su perfil.
En resumen, el procedimiento de esta invención produce proteína en rendimientos mayores cuando se compara con la técnica anterior, contiene menos microrganismos cuando se compara con la técnica anterior y está en una forma por la que puede mezclarse más fácilmente con carne cuando se compara con los productos de la técnica anterior. Además, el producto graso obtenido se estabiliza frente a la oxidación.
Los siguientes ejemplos ilustran esta invención.
Ejemplo I
Se llevó a cabo un ensayo para examinar el grado de hidrólisis comparando la cantidad de nitrógeno no proteico comparado con la cantidad de nitrógeno proteico. Los resultados se muestran en la tabla 1 para cerdo y vacuno tratados en frío, magros, usando ácido clorhídrico e hidróxido de sodio y músculo de cerdo y de vacuno crudos y sin procesar, por el procedimiento de la figura 1.
Tabla 1
Cuando se midió la proporción de NNP/NP se obtuvo un promedio de 0,03 para cerdo magro tratado en frío y 0,15 para músculo de cerdo crudo. El promedio para vacuno magro tratado en frío fue <0,01 y 0,11 para músculo de vacuno. Cuanto mayor el porcentaje de NNP, mayor cantidad de hidrólisis ha tenido lugar. La Administración de Alimentos y Fármacos estadounidense (FDA, en inglés) ha establecido un estándar de >0,62 para proteínas “altamente hidrolizadas”. Los valores para las proteínas de carne magra procesada en frío indican que ha tenido lugar muy poca hidrólisis, especialmente puesto que el valor es solo de aproximadamente el 20% para cerdo y <9% para vacuno del valor encontrado para carnes crudas enteras comparables, lo que parece no haber experimentado hidrólisis muy significativa.
Finalmente, el contenido de aminoácidos es similar entre el músculo de vacuno y de cerdo de partida y la carne magra procesada en frío del mismo musculo. Como se muestra a continuación en las tablas 2 y 3, los porcentajes de aminoácidos encontrados tanto para cerdo como para vacuno muestran diferencias muy pequeñas entre el musculo de partida y la carne magra procesada en frío. Hubo un 45,44% de aminoácidos esenciales se musculo de cerdo y un 44,97% en cerdo magro tratado en frío. Los valores de vacuno fueron similares con un porcentaje esencial del 42,81% para el vacuno de partida y del 44,90% para vacuno magro tratado en frío.
Tabla 2
Tabla 3
Así, los datos analíticos de los aminoácidos y las proteínas demuestran que la carne magra tratada en frío mantiene el valor nutricional, el perfil de proteínas y el carácter de carne.
Ejemplo 2
Desde la perspectiva de la reducción microbiana, el procedimiento para la fabricación de proteína plegada de esta invención tiene una ventaja para el tratamiento para carne magra finamente texturizada debido a que en el procedimiento de esta invención se trata en condiciones de frío y las proteínas no se solubilizarán, por lo tanto el procedimiento no funcionará sin una cierta cantidad de ácido de grado alimentario, lo que inhibe los microbios. En otras palabras, para obtener rendimientos especificados para el producto, ciertos criterios en el pH, y estos niveles de pH son lo que inhibe los microbios. Así, hay controles inherentes en el tratamiento de los productos de esta invención, que mejora la seguridad del producto. Los ensayos analíticos demuestran que el procedimiento produce con eficacia una reducción logarítmica de 1-3 de los microbios cuando se compara con la carne de partida.
Tabla 4
Tabla 5
Ejemplo 3
En este ejemplo se ilustra que la recuperación de proteína a partir de recortes de carne debe efectuarse a un pH de 3.6 o mayor para recuperar un producto proteico de color satisfactorio. Este ejemplo también ilustra que la obtención inicial de proteína con un color insatisfactorio no puede convertirse de manera reversible en producto proteico con un color satisfactorio.
Los resultados obtenidos en la tabla 6 se obtuvieron con muestras de 40 g de vacuno molido. A cada muestra se añadieron 160 ml de agua del grifo fría 4,4°C (40°F). Después se homogeneizaron las muestras a un tamaño de partícula de aproximadamente 100 micrómetros. El pH de cada muestra se ajustó con ácido clorhídrico de grado alimentario 1 M a un pH presentado en la tabla 6. Cada muestra se centrífugo durante 8 minutos a 5000 g a 4°C y después se filtró por lana de vidrio para separar grasa sólida de composición líquida proteica. Se vertieron 40 ml de cada porción líquida en un contenedor sobre papel blanco. Se midió después cada muestra dos veces con cada muestra con un colorímetro Minolta que medía los valores L*, a* y b* como se explicó anteriormente.
Los promedios de L*, a* y b* se computaron después como se muestra en la tabla 6.
Tabla 6
Ejemplo 4. Sodio reducido
El contenido de sodio de vacuno adquirido en comercio convencional (el 85 % molido magro) y cerdo (chuletas) se determinó y se comparó con el de vacuno magro finamente texturizado producido comercialmente usando el procedimiento de la Patente de EE.UU. n.° 5.871.795 y vacuno y cerdo magros tratados en frío. Se analizó el contenido de sodio usando una preparación de muestra de ICP y el método de espectrometría de emisión descrito en AOAC 984.27. Aunque se combinan HCl y NaOH para crear agua y sal, el contenido de sal de la carne tratada es comparable con el de la carne no tratada. Se encontró por experimentación que el contenido promedio de sodio de
vacuno no tratado es 68,38 mg/100 g y de cerdo no tratado es 74,18 mg/100 g. Se encontró que una muestra de vacuno magro finamente texturizado tenía 122 mg/100 g. El contenido de sodio en el vacuno magro tratado en frío fue 46 mg/100 g y de cerdo magro tratado en frío fue 71,80 mg/100 g.
Como se muestra en la tabla 6, las muestras de proteína tratadas a pH 3,6, 3,8 y 5,8 tienen color rojo mientras que las muestras de proteína tratadas a pH 3,3, 3,4 y 3,5 tienen un color pardo. Además, la muestra de proteínas tratada a pH 3,3 y que tiene después aumentado su pH a pH 3,8 conservó su color pardo producido inicialmente a 3,3. Así, la producción de producto de color pardo no puede convertirse en un producto de color rojo.
Ejemplo 5. Oxidación de la grasa (no según la invención)
Para examinar la extensión de la oxidación que había tenido lugar en la fase, el procedimiento de la sustancia reactiva al ácido tiobarbitúrico (SRATB) descrito por Lemon (1975) (Lemon, D. W. 1975 An Improved TBA test for rancidity, News Series Circular n.° 51, Halifax Laboratory, Scotia, Canadá). Para el control, se extrajo grasa de vacuno fresco molido (80:20), se mezcló con agua y se puso en una bolsa de polietileno sellada que se puso además en un baño de agua a 41,7 °C (107 °F). Al cabo de 30 minutos, se centrifugó la mezcla durante 20 minutos a 3.000x g en una centrífuga Sorval. Se retiró la fase lipídica y se puso el lípido en bolsas Whirl-pak® y se almacenaron a las temperaturas refrigeradas 1,12C-4,4°C (34°F-40°F) durante siete días previamente a un análisis con SRATB. Este control es cómo la industria produce en la actualidad vacuno magro finamente texturizado y la fase grasa de este procedimiento. La grasa de vacuno del procedimiento de carne magra tratada en frío se extrae usando el procedimiento descrito anteriormente y 1) se puso en bolsas Whirl-pak® y se almacenó a temperaturas de refrigeración de 1, 1 °C a -1,1°C (34°F-30°F) durante siete días previos a un análisis con SRATB o 2) se mezcló con agua fría 50 : 50 (p/p) y después se almacenó a temperaturas de refrigeración de 1,1 °C-4,4 °C (34 °F-40 °F) durante siete días previos a un análisis con SRATB.
Los controles tuvieron un valor de 14,25 nmol/kg ± 3,5 nmol/kg de SRATB mientras que las muestras de grasa (secas) tuvieron un valor de 64 nmol/kg ± 2,1 nmol/kg y se encontró que la grasa en muestras acuosas era de 2,7 nmol/kg ± 2,0 nmol/kg. En experimentos posteriores, el contenido de humedad de la grasa (seca) fue el 26,92 % de humedad con un índice de peróxido de 0,25 meq/kg, y la grasa con muestra acuosa tenía el 57,31 % de humedad con un índice de peróxido de <0,02 meq/kg. Los peróxidos se midieron usando el método seguro de peróxido (AOAC 03050). Los controles presentaron oxidación extensa cuando se comparó con muestras magras de grasa tratada en frío. Es peculiar que las muestras de grasa almacenadas con agua tuvieran índices de oxidación menores que la grasa almacenada seca. Típicamente, el contenido mayor de humedad en las grasas conduce a velocidades de oxidación mayores. Puede ser que haya tanta agua que se diluyan los preoxidantes y se hagan menos activas las reacciones de oxidación.
Ejemplo 6
Se preparó vacuno magro tratado en frío para fines de comparación usando 1. ácido clorhídrico e hidróxido de sodio y 2. ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Se mezcló recorte de vacuno molido con agua fría en una proporción 1 : 4 de vacuno a agua. Se homogeneizó la mezcla usando un mezclador portátil Kitchen Aid durante 1 minuto a alta velocidad. Se redujo una alícuota a pH 3,6 usando HCl 2 N y se ajustó el pH de otra alícuota a pH 3,6 usando ácido cítrico 2 N. Los productos resultantes se filtraron a través de un tamiz metálico con perforaciones de 0,16 cm (1/16 pulgadas). Se ajustaron los dos líquidos filtrados a pH 5,5 usando hidróxido de sodio 4 M (muestra de HCl) o bicarbonato de sodio al 6 % (p/p) (muestra de ácido cítrico). Se filtró el producto de nuevo para eliminar el agua. El pH final del producto final se ajustó a pH 6,5 usando hidróxido de sodio o bicarbonato de sodio adicionales. Se congeló el producto y se envió a los laboratorios Silliker para análisis aproximados y de sodio.
Tabla 7
Los resultados demuestran que las dos combinaciones ácido/base producen productos finales que satisfacen las especificaciones químicas de USDA para vacuno magro finamente texturizado (VMFT) con un contenido de proteína >14 % y de grasa <10 %. Las dos muestras tenían también un color rojizo/rosa que es también un requisito de USDA para el VMFT y las dos tenían un sabor suave a vacuno sin olores ni sabores desagradables.
Ejemplo 7. Robustez
Se puso vacuno fresco (magro del 85 %) en un contenedor de mezcla y se añadió agua fría en una proporción 1 : 4 (vacuno : agua). Se homogeneizó la mezcla usando un mezclador portátil Kitchen Aid a alta velocidad durante 2 minutos. Se ajustó después el homogenato a pH 3,6 usando ácido clorhídrico (2 M). Se centrifugó el producto en una centrífuga Sorvall Model RC-5B durante 20 minutos a 838 rad/s (8000 RPM). Se ajustó con precisión la solución acidificada por la adición de agua fría, a un valor de brix del 2,5 % usando un refractómetro portátil. Se tomó una muestra del material de partida. Se pusieron 7,6 litros (dos galones) de la solución restante en una unidad de ensayo por ultrafiltración (Koch Membrane, Wilmington, MA) equipada con una columna 720034 para eliminación de agua. Se hizo funcionar el producto durante 1,05 horas hasta que el refractómetro mostró una lectura del 5 % de Brix. Individualmente, se ajustaron los productos a pH 5,5 usando hidróxido de sodio (4 M) y se recogieron los precipitados para análisis.
Los productos precipitados hechos a partir de soluciones del 2,5 % Brix y el 5,0 % Brix se midieron en cuanto al desarrollo de la longitud de la fibra y la robustez de las fibras. Se determinó la robustez poniendo pesos de vacuno iguales a 200 gramos (menos los pesos de agua) en un tamiz de 1000 micrómetros y se creó turbulencia a movimiento constante durante 2 minutos antes de pesar el retenido resultante.
La longitud de las fibras de producto precipitado hechas a partir de la solución de partida del 2,5 % de Brix fue de 0,5 mm a 1,0 mm, comparado con la longitud de las fibras hechas a partir de material del 5 % de Brix que fue de una longitud del 1,5 % de Brix a 5 mm. El tamaño menor de las partículas del 2,5 % de Brix requirió centrifugación para recoger con eficacia el precipitado, mientras que se recogieron las fibras más grandes en un tamiz metálico de 0,16 cm (1/16 pulgadas).
Para determinar la robustez se tomaron los pesos promedio de los productos precipitados después del paso de filtración con turbulencia. Los resultados fueron 127 g de la solución del 5 % de Brix y 82 g a partir de las soluciones del 2,5 % de Brix. Esto representa un aumento del 54,9 % en el rendimiento si se captura el producto precipitado a partir de la solución del 5 % de Brix frente a la obtención del mismo producto a partir de una solución del 2,5 %. Se refiere esto como robustez debido a que lo que parece ocurrir con el producto a partir de la solución al 2,5 %, es que el movimiento de turbulencia ocasiona un cizallamiento del producto que reduce su tamaño de partícula y permite que pase más por el tamiz de 1000 micrómetros. La acción de cizallamiento de turbulencia parece que no puede reducir el tamaño de partícula del producto del 5 % de Brix.
Claims (8)
1. Un procedimiento para recuperar de recortes de carne que contienen grasa y proteína, una composición de proteínas que tiene un color rojo, en donde los recortes de carne se obtienen a partir de vacuno, comprendiendo dicho procedimiento los pasos de:
a) triturar los recortes de carne en agua,
b) añadir un ácido de grado alimentario a los recortes de carne triturada para tener un pH en el intervalo de 3,6 a 4,4 para solubilizar de ese modo la proteína,
c) después de la adición del ácido de grado alimenticio en el paso b), separar grasa sólida de proteína solubilizada y
d) añadir un álcali de grado alimenticio a la proteína solubilizada para neutralizar el ácido o para obtener el punto isoeléctrico y para precipitar la proteína solubilizada.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde el ácido de grado alimenticio se añade en el paso a).
3. El procedimiento según la reivindicación 2, en donde se recupera un retenido de ultrafiltración que tiene un corte de peso molecular >5000-10 000 y con una concentración elevada de mioglobina a partir de dicha proteína precipitada y se mezcla después con dicha proteína precipitada y en donde el ácido de grado alimenticio es ácido clorhídrico.
4. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde se elimina agua de dicha proteína en el paso c) previo a la adición de dicho álcali de grado alimenticio.
5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde dicho ácido de grado alimenticio es ácido clorhídrico o en donde el ácido de grado alimenticio es ácido cítrico y dicho álcali de grado alimenticio es bicarbonato de sodio.
6. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde dicho pH en el paso b) está en el intervalo de 3,6 a 3,8.
7. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en donde los recortes de carne tienen un contenido de grasa promedio entre el 50 % y el 80 % en peso y un contenido magro entre el 20 % y el 50 % en peso.
8. Una composición de proteína obtenida por el procedimiento según las reivindicaciones 1 -7.
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