ES2846399A1 - Utensilio biodegradadable y comestible, y procedimiento para su obtención - Google Patents

Abstract

Utensilio biodegradable y comestible, para el servicio o consumición de bebidas o alimentos; que comprende, al menos, los siguientes grupos de ingredientes: agentes disolventes, agentes edulcorantes de bajo aporte calórico, agentes aglutinantes y agentes humectantes. Adicionalmente puede incluir en su formulación agentes prebióticos. Los porcentajes en peso de los diferentes grupos de componentes se encuentran comprendidos entre los valores siguientes: agentes disolventes 5 - 20%; agentes edulcorantes 30 - 45%; agentes aglutinantes 10 - 25%; agentes humectantes 5 - 15% y agentes prebióticos entre 0 - 20%. La invención también incluye un procedimiento para la obtención de dicho utensilio.

Description

DESCRIPCIÓN

Utensilio biodegradable y comestible, y procedimiento para su obtención

Sector de la técnica.

La presente invención pertenece al sector de los utensilios utilizados en alimentación para servir o consumir alimentos o bebidas. Esta se relaciona con la formulación y el proceso de elaboración de un utensilio biodegradable y comestible, fabricado en un material destinado a sustituir el plástico de un solo uso.

Este utensilio debe ser suficientemente resistente y/o estable, para mantener la funcionalidad esperada durante el tiempo necesario para poder realizar correctamente su utilización.

La formulación del material empleado para conformar el utensilio puede aportar un efecto beneficioso para el consumidor mediante la acción prebiótica de las fibras empleadas o de los componentes nutricionales añadidos en su composición y, además, no incrementar de forma considerable el aporte calórico del material, empleando eritritol u otro ingrediente acalórico, como principal agente edulcorante.

La invención también incluye el procedimiento para la obtención del utensilio en cuestión.

Estado de la técnica anterior

Actualmente existen múltiples utensilios desechables elaborados con plástico que, a pesar de ser un material muy versátil y económico, no es bueno para el medio ambiente ni para el ser humano. Su principal inconveniente es su dificultad para ser biodegradado, lo cual implica su acumulación en el medio ambiente durante años, desprendiendo microplásticos, que pueden terminar siendo dañinos para la salud de los seres vivos. Por suerte, ya existen materiales alternativos al plástico para este tipo de utensilios de un solo uso como la madera, el cartón, el papel, los bioplásticos, los bagazos de azúcar o de bambú, o las hojas de palma, entre otros.

Sin embargo, todos ellos, a pesar de ser materiales biodegradables, siguen siendo desechables y generan un residuo que se podría evitar o reducir si el material empleado fuera comestible. Esta última opción también permitiría complementar la funcionalidad de los utensilios, que podrían ser ingeridos como un componente más del alimento, saciando y aportando un cierto beneficio para la salud del consumidor, en lugar de ser simplemente usados y desechados.

Aprovechando este concepto de sostenibilidad y revalorización, en esta invención se ha desarrollado una nueva formulación que, mediante la metodología adecuada, permitirá crear un set de cubertería comestible formado por una masa con una baja aportación calórica (sin azúcares ni grasas) y, en algunos casos, con un alto contenido en fibra prebiótica que resultará beneficiosa para los consumidores. Como antecedentes cabe destacar que ya existen algunas patentes focalizadas en este tipo de utensilios comestibles y saludables, pero con un enfoque distinto al nuestro. Como se puede comprobar a continuación, la gran mayoría de ellas reivindican su resistencia y estabilidad en el tiempo o su efecto nutracéutico (similar a un suplemento alimenticio), pero ninguna se focaliza en lograr un bajo contenido calórico o en aportar una cantidad significativa de fibra con efecto prebiótico.

A continuación, se presenta una lista con las patentes revisadas que se han considerado más relevantes.

El documento WO 2016/181004 A1 (SORBOS), hace referencia a la formulación y la metodología para elaborar una pajita comestible, que además se pueda presentar como un suplemento nutricional.

Este documento utiliza azúcar y gelatina de origen animal como edulcorante y aglutinante, proporcionando al consumidor un aporte calórico indeseado.

La solicitud de patente WO 2019/046789 (LOLIWARE, LLC) hace referencia a vasos, cañitas y otros recipientes con capacidad para soportar o mantener líquidos durante largos períodos de tiempo. En esta solicitud de patente se reivindican recipientes con bajo contenido en azúcar o sin azúcares, usando básicamente extractos de algas (ricos en hidrocoloides) como agentes gelificantes en combinación con algún catión metálico y algún agente plastificante. No incluyen ningún ingrediente que aporte dulzor o sabor.

La patente US 2004/0013772 A1 se refiere a la creación de una pajita comestible y otros utensilios, como cucharas, enriquecida con suplementos nutricionales y elaborada mediante la compresión y extrusión de polvos de fruta, agentes humectantes, aromas y colorantes. En esta patente el procedimiento de elaboración del producto es similar al de la mayoría de patentes consultadas, con la excepción de que aplica un recubrimiento hidrofóbico mediante ceras o productos similares sobre la pajita extruida y cortada. Sin embargo, en su formulación no hay similitud con nuestra patente debido a que usan mayoritariamente polvo de extractos de fruta en su composición.

En la patente se define esta pajita como un vehículo para aportar aromas, potenciadores de sabor o complementos nutricionales a la bebida o comida en las que se utiliza.

La solicitud de patente US 2006/0286214 describe una pajita biodegradable y comestible, contemplando la posibilidad de transformarla o moldearla para obtener otro tipo de utensilios que permitan consumir alimentos. Esta solicitud reivindica una pajita elaborada con distintas capas de purés de frutas recubiertos por una solución de zeína (proteína del maíz) con agua, unidas entre sí por algún agente adhesivo adicional, aunque también se contempla la propia zeína, como los almidones modificados y algunas gomas. La formulación es claramente distinta a la nuestra, pero muy parecida a la patente anterior. Aun así, el proceso de obtención de los utensilios sigue siendo similar al de las otras patentes y a la nuestra, comprendiendo las etapas de mezclado, extrusión, laminado/cortado/troquelado, unión de estructuras o modificación de las mismas y una última etapa (opcional) con recubrimientos hidrofóbicos internos o externos.

La patente CN106473525A hace referencia a utensilios, complementos de mesa y otros accesorios elaborados con harinas comestibles y soluciones de alginato de sodio e iones de calcio. En este caso, el método de elaboración no incluye la extrusión del producto, sino que se basa en el método de compresión de tabletas (como los comprimidos farmacéuticos). Posteriormente el producto es cocido por calor seco y vapor.

La patente CN107411472A hace referencia a una taza de café comestible elaborada con almidón de boniato, metilcelulosa, agar, huevo, cacao en polvo, nata y sorbato de potasio, mezclados con agua y vertiendo la mezcla en un molde, para secarlo a 140-150°C, hasta dejar el contenido de humedad del producto alrededor del 5-8%.

Las dos patentes anteriores persiguen un utensilio comestible y biodegradable, pero su formulación y metodología no guardan una relación directa con el objeto de la presente invención

La patente CN102731844B está relacionada con la creación de films biodegradables y comestibles para envasado, elaborados con inulina, glicerol y alginato de sodio, pero en este caso se usan proporciones de agua de alrededor del 40% y el procedimiento de fabricación utilizado no guarda una relación directa con el de la presente invención. En este caso la mezcla se realiza en caliente para posteriormente dejarla enfriar a temperatura ambiente durante 24-48h con agitación. Posteriormente se vierte en un baño con una sal cálcica, para terminar, secándolo a 40-60°C. Las proporciones de ingredientes utilizados en esta patente y su metodología de trabajo son completamente distintas al objeto de la presente invención.

Explicación de la invención

La presente invención hace referencia a un utensilio biodegradable y comestible, utilizable en el servicio o consumición de alimentos y/o bebidas, tales como: elementos de cubiertos, palillos, palitos chinos, palitos de helado, cañitas o incluso para recipientes contenedores de líquidos como boles, tazas o vasos, entre otros.

A continuación, se mencionan algunas de las diferencias relevantes respecto a los antecedentes mencionados anteriormente:

Una diferencia relevante de la presente invención es la utilización en el material del utensilio de un edulcorante y un agente aglutinante, con un aporte calórico menor que el azúcar y gelatina de origen animal.

Otras diferencias relevantes en el material constitutivo del utensilio son el porcentaje en peso de la mezcla de ingredientes, la presencia de las fibras con efecto prebiótico y el uso de jarabes como agentes aglutinantes o humectantes.

Esta diferencia tiene la finalidad de saciar y aportar fibras prebióticas a los consumidores sin un incremento elevado de calorías.

También se considera la posibilidad de aromatizar o enriquecer el utensilio con extractos naturales o componentes nutricionales.

Para ello la formulación del material del utensilio, comprende una serie de ingredientes que, usados adecuadamente, permiten crear un material moldeable y/o extrudible que, al secarse, se vuelve duro y resistente, pero con cierta flexibilidad, teniendo la capacidad de deformarse ligeramente sin romperse. Al entrar en contacto con el agua, su estructura se mantiene estable y sin reblandecerse durante unos 30-45 minutos.

El utensilio comestible y biodegradable objeto de la invención, incluye en su composición ingredientes seleccionados de los siguientes grupos:

-agentes disolventes seleccionados entre: agua, leche y/o zumos.

-agentes edulcorantes seleccionados entre: eritritol (u otros polialcoholes), jarabes de fibras solubles y/o oligofructosas.

-agentes aglutinantes seleccionados entre: alginatos, sales de calcio, almidones pregelatinizados, goma guar, carboximetilcelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, carragenatos, agar, goma xantana, pectinas, goma tara, konjac, goma arábiga o goma gellan, solos o en combinación;

-agentes humectantes, seleccionados entre: jarabes de inulina, jarabe de sorbitol y/o glicerina y,

-opcionalmente, agentes prebióticos seleccionados entre: inulina, mucílagos, y/o oligofructosas.

En una realización preferida de la invención los porcentajes en peso de los componentes de cada uno de estos grupos se encuentran comprendidos entre los valores siguientes:

Agentes disolventes: 5 - 20%

Agentes edulcorantes: 30 - 45%

Agentes aglutinantes: 10 -25%

Agentes humectantes: 5 -15%

Agentes prebióticos: 0 - 20%

Funcionalidad de los grupos de ingredientes:

Agentes disolventes: Se usan para hidratar, dispersar o solubilizar los sólidos en polvo.

Agentes edulcorantes: Se aplican para aportar un sabor dulce.

Agentes aglutinantes: Se emplean para cohesionar los otros ingredientes y/o mantenerlos unidos.

Agentes humectantes: Se añaden con el fin de evitar que el material se seque, se desquebraje o se rompa fácilmente.

Agentes prebióticos: Se añaden opcionalmente para estimular la flora intestinal de los consumidores.

Además, se contempla la posibilidad de enriquecer el material del utensilio con otros aditivos, tales como: aromatizantes, saborizantes, colorantes y/o nutracéuticos.

A nivel de formulación, el material conformante del utensilio de esta invención, presenta respecto a los antecedentes mencionados, un mejor perfil nutricional, con un bajo aporte calórico y una ingesta de fibra considerable.

Paralelamente, para fabricar el utensilio de la invención, se pueden emplear distintas técnicas o métodos de fabricación, pero todas ellas deben compartir una serie de etapas determinadas:

1. Pesar y mezclar los ingredientes hasta obtener una masa homogénea. Esta etapa se puede realizar a temperatura ambiente (20-25°C) mezclando los ingredientes sólidos y líquidos por separado; incluyendo o no los aromas, colorantes y/o ingredientes nutracéuticos -en caso de estar presentes en la formulación- hasta obtener una masa que sea homogénea, formada por partículas de tamaño similar.

2. Extrudir la masa para obtener una lámina estandarizada. En el extrusor se pueden usar distintas boquillas de salida, con diferentes formas, para obtener directamente el material con la forma geométrica deseada (palito de helado, cañita...). También se puede utilizar el método de extrusión para obtener una lámina que, posteriormente, se pueda troquelar. En el mercado existen distintos tipos de extrusoras capaces de trabajar con la masa elaborada según nuestra patente. Esta etapa se puede realizar a temperatura ambiente (20-25°C) o ligeramente superior (35-45°C) para facilitar el rendimiento de la extrusión. Se debe tener en cuenta que la temperatura fijada puede aumentar con el tiempo de trabajo, debido al efecto de compresión y fricción ocasionados por la extrusión, por lo que puede ser conveniente, en algunos casos, disponer de sistema de termorregulación.

3. Troquelar la masa con moldes. En algunos casos, a partir de la masa extruida o laminada obtenida anteriormente, se aplicará una presión homogénea mediante un molde o troquel, para terminar de cortar o marcar la masa con la forma deseada. En este paso también se contempla la posibilidad de aplicar cierta presión, con algún tipo de pistón o sistema similar, para terminar de moldear la masa en caso de querer darle profundidad o curvatura. Esta etapa se puede realizar a temperatura ambiente, como las anteriores, o en frío (5-10°C), para mejorar su eficiencia.

4. Secar o deshidratar los utensilios troquelados. Tras obtener el utensilio con la forma deseada, se procede a una etapa de secado en estufa, cinta con ventiladores y regulación de temperatura o en sala climatizada a una temperatura de 40-70°C hasta alcanzar una humedad máxima del 10%.

5. Envasado de los utensilios secos. Después de la etapa de secado, los utensilios se dejan reposar y enfriar, en un ambiente seco y fresco (5-15°C) o mediante una cinta con ventilación para, finalmente, ser depositados en un envase externo de papel encerado o algún material similar.

Tras la etapa 4 también se contempla la posibilidad de aplicar sobre el utensilio un recubrimiento (con secado final) de ceras u otros agentes plastificantes o impermeabilizantes, aptos para el uso alimentario. Cabe mencionar que este paso no es imprescindible dado que la formulación del material conformante del utensilio es suficiente estable al contacto con líquidos sin necesidad del recubrimiento adicional.

Exposición detallada de modos de realización de la invención.

Ejemplo 1. Cuchara biodegradable y comestible.

Ejemplo de la creación de una cuchara biodegradable y comestible según la invención.

Partiendo de un producto comestible y biodegradable con la siguiente formulación:

Ingredientes Porcentaje de peso

Agua (disolvente). 15%

Eritritol (edulcorante) 45%

Almidón pregelatinizado, goma guar, alginato y 25%

sales de calcio (agentes aglutinantes).

Glicerina (agente humectante). 5%

Jarabe de inulina (agente prebiótico) 10%

PESO TOTAL 100%

Para fabricar este utensilio, se siguió el procedimiento descrito con anterioridad.

Por una parte, se pesaron los ingredientes sólidos (eritritol, almidón pregelatinizado, goma guar, alginato y sales de calcio) y se mezclaron con la ayuda de una amasadora.

Por otra parte, se pesaron y mezclaron los líquidos (agua, jarabe de inulina y glicerina) con una batidora de brazo.

Posteriormente, los líquidos se añadieron a la amasadora con los sólidos y se mezclaron para repartir homogéneamente la humedad y estandarizar el tamaño de las partículas de la masa.

A continuación, se añadió la masa a una máquina extrusora de pasta automática que fue extrudiendo la masa, con la boquilla deseada preseleccionada, hasta obtener una tira de masa plana, fina y rectangular.

Seguidamente, se usó un troquel con la forma correspondiente a una cuchara y, aplicando una presión homogénea, se cortó la masa con dicha forma. Después, se utilizó una bola de metal sobre la hoja/cabeza de la cuchara, simulando la presión de un pistón, para poder obtener su curvatura característica.

Todos los pasos y etapas anteriores se llevaron a cabo sin tener que calentar o enfriar la masa, trabajándola a temperatura ambiente (25°C). Aun así, no se descarta la posibilidad de trabajar en frío o caliente, para terminar de mejorar la eficiencia de algunas etapas del proceso. Todo ello dependerá del equipo de troquelado o moldeado que se vaya a utilizar industrialmente.

Finalmente, las cucharas se secaron en una estufa, a una temperatura de 45°C, durante aproximadamente 3 horas y se dejaron enfriar a temperatura ambiente (20-25°C), durante 15­ 20 minutos, para terminar de endurecer la masa. Esta última etapa de enfriamiento, se podría haber realizado en un túnel de secado, a menor temperatura (0-10°C), con un flujo y renovación de aire, para acelerar el proceso de secado y endurecimiento.

Ejemplo 2. Palitos de helados biodegradables y comestibles

Para poder fabricar una serie de palitos de helado se siguió un procedimiento parecido al de las cucharas, pero con alguna modificación y usando una formulación distinta, que se presenta a continuación:

Ingredientes Porcentaje de peso

Agua (disolvente). 18%

Eritritol (edulcorante). 39%

Alginato, sales de calcio y carboximetilcelulosa 15%

(agentes aglutinantes).

Glicerina (agente humectante). 5%

Inulina y jarabe de oligofructosa 23%

(agentes prebióticos).

PESO TOTAL 100%

Inicialmente se siguió el mismo procedimiento que en el ejemplo anterior; se pasaron y amasaron los sólidos (eritritol, inulina, alginato, sales de calcio y carboximetilcelulosa) y líquidos (agua, jarabe de inulina y glicerina) por separado, pero se terminaron mezclando con la amasadora, hasta obtener una masa de aspecto uniforme y homogéneo. Seguidamente se extrudió la masa con una extrusora automática, usando una boquilla de salida de forma rectangular y con el grosor deseado. A medida que iba saliendo la masa extruida, se iba cortando con la longitud requerida para los palitos de helado. Todo este procedimiento se realizó a temperatura ambiente (20-25°C), hasta depositar los palitos de helado encima de una bandeja que, posteriormente, se introdujo en la estufa, para terminar de secar las muestras a 45°C, durante un periodo de tiempo de aproximadamente 3 horas. Finalmente, se retiró la bandeja de la estufa y se dejaron enfriar las muestras a temperatura ambiente (20-25°C), durante unos 15-20 minutos, para endurecer la masa.

Con una boquilla distinta a la anterior, con un formato cilindrico y siguiendo el mismo procedimiento se hubieran podido extrudir unas cañitas en lugar de los palitos de helado. En este caso, también se hubiera cortado la masa directamente, con la longitud de la cañita deseada, justo después de ser extruida.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Utensilio biodegradable y comestible, para el servicio o consumición de bebidas o alimentos; caracterizado porque comprende, al menos, los siguientes grupos de ingredientes: agentes disolventes, agentes edulcorantes de bajo aporte calórico, agentes aglutinantes y agentes humectantes.

2. Utensilio biodegradable y comestible, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende en su formulación agentes prebióticos.

3. Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2; en el que el agente disolvente comprende: agua, leche, zumos o sus posibles combinaciones.

4. Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2; en el que el agente edulcorante está compuesto por eritritol solo, o en combinación con otros polialcoholes.

5. Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2; en el que el agente aglutinante, comprende: alginato de sodio, solo o en combinación con sales de calcio y/o almidón pregelatinizado nativo o modificado, goma guar, carboximetilcelulosa, metilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, carragenatos, agar, goma xantana, pectinas, goma tara, konjac, goma arábiga o goma gellan, solos o en combinación.

6. Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el agente humectante comprende glicerina u otro polialcohol, con o sin jarabes de fibras solubles.

7. Utensilio biodegradable y comestible, según la reivindicación 2, en el que el agente prebiótico comprende: inulina, oligofructosas, mucílagos, otras fibras solubles o alguna de sus posibles combinaciones.

8- Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que los porcentajes en peso de los diferentes grupos de componentes se encuentran comprendidos entre los valores siguientes: agentes disolventes 5 - 20%; agentes edulcorantes 30 - 45%; agentes aglutinantes 10 - 25%; agentes humectantes 5 -15% y agentes prebióticos entre 0 - 20%.

9. Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por incluir adicionalmente en su composición agentes aromatizantes, saborizantes, nutracéuticos y/o colorantes.

10. Utensilio biodegradable y comestible, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende exteriormente un recubrimiento comestible, compuesto por ceras, grasas comestibles y/o soluciones proteicas.

11. Procedimiento para la obtención del utensilio de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por comprender las siguientes etapas:

a) pesado y mezclado de los ingredientes hasta obtener una masa homogénea;

b) la conformación del utensilio directamente mediante la extrusión de la masa homogénea, o mediante una operación de troquelado de la pieza de masa obtenida en dicha extrusión;

c) opcionalmente, el recubrimiento exterior del utensilio con una sustancia comestible; d) secado y/o deshidratación de la masa del utensilio;

e) y envasado del utensilio elaborado.