ES2853725T3 - Proteínas vegetales hidrolizadas adaptadas a una utilización en alimentación infantil - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de preparación de un hidrolizado de proteínas vegetales que consiste en las etapas siguientes: a. preparación de una suspensión acuosa de proteínas vegetales con una concentración comprendida entre 2 y 50% (peso/peso); b. opcionalmente, homogeneización de la suspensión acuosa de proteínas vegetales preparada en la etapa a; c. hidrólisis enzimática de la suspensión acuosa de proteínas vegetales obtenida en la o las etapas precedentes; d. separación centrífuga realizada a un pH1 comprendido entre 6 y 9 y a una temperatura comprendida entre 15 y 85ºC; e. nanofiltración, con un umbral de corte comprendido entre 150 y 250 Da, del sobrenadante obtenido en la etapa d, previamente ajustado a un pH2 comprendido entre 5 y 7; una etapa elegida entre la etapa f y la etapa g siguientes: f. diafiltración del producto procedente de la etapa e con la membrana de nanofiltración, a un pH3 comprendido entre 5 y 7, y g. electrodiálisis del retenido obtenido en la etapa e; h. opcionalmente, concentración suplementaria y/o pasteurización y/o secado de la disolución obtenida; dicho procedimiento es tal que comprende opcionalmente una etapa de tratamiento del retenido sobre una resina catiónica de intercambio iónico realizada inmediatamente después de la etapa d o inmediatamente después de la etapa e, sea esta etapa e seguida de la etapa f o de la etapa g.
Description
DESCRIPCIÓN
Proteínas vegetales hidrolizadas adaptadas a una utilización en alimentación infantil
La presente invención se refiere a un hidrolizado de proteínas vegetales que tiene características adaptadas para una utilización en alimentación humana y más particularmente en alimentación infantil. Estas características se obtienen mediante la puesta a punto de las condiciones óptimas de comportamiento de las etapas de procedimiento que permiten garantizar la calidad del producto con rendimientos elevados.
Los niños que padecen alergias a las proteínas de la leche de vaca (APLV) deben tener una alimentación adaptada. Las empresas que proponen productos de nutrición infantil especializada buscan ingredientes de alta calidad adaptados a la reglamentación. Entre estos ingredientes, en las fórmulas infantiles destinadas a bebes que padecen APLV (preparaciones para lactantes, preparaciones de continuación, postres para lactantes y niños de corta edad, ...), se utilizan hidrolizados de proteínas vegetales y constituyen generalmente la única fuente de nitrógeno de estas fórmulas.
Estos hidrolizados de proteínas vegetales, además de garantizar la ausencia del alérgeno de la leche, deben responder a las exigencias más estrictas en cuanto a calidad (perfil de aminoácidos, contenido de minerales, ...) y seguridad alimentaria (cargas microbianas, contenido de contaminantes químicos, tales como metales pesados, nitratos o cloratos) que permiten obtener un producto terminado seguro, conforme a la normativa en vigor.
Con este objetivo, la Solicitante ha llegado a preparar un hidrolizado de proteínas vegetales destinado a ser utilizado con una concentración comprendida entre 10 y 30% en una formulación infantil que tiene contenidos de minerales y de contaminantes inferiores a las exigencias reglamentarias; este hidrolizado tiene las características siguientes:
Tabla 1: Composición deseada y contenidos máximos de contaminantes no deseados en un hidrolizado de proteínas vegetales destinado a la alimentación infantil teniendo en cuenta la normativa europea en vigor.
El contenido de proteínas no hidrolizadas se estima mediante una medida del nitrógeno no proteico (abreviado generalmente como NPN por sus iniciales en inglés: “non proteic nitrogen", es decir péptidos, aminoácidos, urea, ...) que corresponde al nitrógeno soluble en 15% (peso/peso) de ácido tricloroacético. La fracción de proteínas no hidrolizadas se calcula por la fórmula siguiente: (NT - NPN)/NT (siendo NT = nitrógeno total) y se expresa en % del total de la materia nitrogenada.
Los procedimientos de obtención de los hidrolizados de proteínas vegetales necesitan la utilización de proteínas vegetales (proteínas de soja, proteínas de arroz, proteínas de guisante, ...) obtenidos a partir de materias primas que pueden estar inicialmente contaminados con metales pesados. Además, estos procedimientos implican ajustes de pH con disoluciones alcalinas (NaOH, KOH, Ca(OH)2 , ...) y disoluciones ácidas (HCl, H3PÜ4, ...). Estos ajustes aportan una cantidad importante de minerales (Na, K, Cl, ...) y pueden aportar a veces contaminantes (por ejemplo, cloratos). Por último, el agua utilizada a lo largo de estos procedimientos puede ser una fuente de cloratos, nitratos e incluso pesticidas. Todas estas etapas representan un riesgo de aporte de contaminantes y conllevan el riesgo de comprometer la utilización de proteínas vegetales hidrolizadas en la alimentación infantil.
Por otra parte, los procedimientos de hidrólisis enzimática no permiten obtener la hidrólisis de todas las proteínas vegetales, que a menudo son insolubles en fase acuosa. Para mejorar la solubilidad y la digestibilidad de las proteínas vegetales es preferible eliminar todas o parte de las proteínas no hidrolizables/insolubles. Así, un contenido de proteínas hidrolizadas más importante mejorará las características del producto acabado y será, por lo tanto, un criterio determinante para el formulador.
El objetivo de la presente invención es la puesta a punto de un procedimiento que permita una modificación de la composición de los hidrolizados de proteínas vegetales destinada a hacerlos utilizables en alimentación infantil gracias a: una reducción del contenido de proteínas no hidrolizables/insolubles, una reducción de los contenidos de minerales, una reducción de los contenidos de metales pesados y otros contaminantes. Los objetivos de la tabla 1 se dan de modo indicativo, pero cualquier modificación que permita aproximarse a estos objetivos se considera una mejora.
En teoría, se pueden utilizar procedimientos de separación para mejorar las características de los hidrolizados de proteínas vegetales:
- la separación centrífuga permite eliminar las fracciones con densidad superior de una disolución. Esta tecnología se utiliza clásicamente para eliminar las fracciones insolubles de una disolución de proteínas vegetales hidrolizadas. La eficacia de la separación centrífuga está relacionada estrechamente con sus condiciones de realización y ningún documento bibliográfico describe las condiciones óptimas de realización de la separación centrífuga después de la hidrólisis para optimizar los rendimientos y mejorar la calidad del producto obtenido;
- la nanofiltración es un procedimiento de filtración por membranas que permite concentrar disoluciones. Las membranas utilizadas tienen una gran permeabilidad al agua, una permeabilidad media a los iones monovalentes y una permeabilidad muy pequeña a los iones divalentes. No se ha informado de la permeabilidad a los metales pesados y a otros contaminantes ni de las condiciones óptimas de comportamiento de la nanofiltración en disoluciones de proteínas vegetales hidrolizadas;
- la diafiltración se realiza sobre una herramienta de filtración por membranas y consiste en diluir la disolución, en general con agua, después volver a concentrarla de forma que disminuya la concentración de las especies permeables manteniendo a la vez el nivel de concentración de las especies no permeables (en este caso, los hidrolizados de proteínas vegetales);
- la electrodiálisis es un procedimiento de desmineralización que funciona con membranas permeables a los aniones y membranas permeables a los cationes, la aplicación de un campo eléctrico permite la migración de los minerales;
- la homogeneización es un procedimiento en el que se aplica a un fluido un tratamiento mecánico a alta presión dinámica. Este tipo de tratamiento es susceptible de fragmentar partículas insolubles y mejorar su solubilidad;
- las resinas catiónicas de intercambio iónico son polímeros que permiten modificar las concentraciones de cationes de una disolución. Existen resinas con una gran afinidad por el cadmio que no han sido probadas, hasta donde es sabido, para descontaminar disoluciones de proteínas vegetales hidrolizadas.
La Solicitante ha puesto a punto un nuevo procedimiento de preparación de hidrolizado de proteínas vegetales que combina varias etapas de separación cuya optimización de las condiciones de realización permite una disminución mejorada del contenido de contaminantes en dicho hidrolizado y hace que este hidrolizado se pueda utilizar para la alimentación infantil.
La Solicitud de Patente Española ES2559902 describe un procedimiento de obtención de un hidrolizado de proteínas vegetales descontaminado de metales pesados y de micotoxinas. Además de una etapa de hidrólisis enzimática de las proteínas vegetales, este procedimiento comprende una etapa de separación sólido-líquido de la mezcla obtenida después de la hidrólisis; la etapa de separación sólido-líquido se puede realizar por varios métodos. Este documento muestra un modo de realización del procedimiento que combina una separación centrífuga realizada previamente a la hidrólisis enzimática, estando seguida esta hidrólisis por una filtración, sin embargo no menciona ninguno d ellos parámetros de comportamiento de estas etapas.
La Solicitud Internacional WO1992015696 describe un procedimiento de obtención de un hidrolizado de proteínas vegetales que propone un rendimiento mejorado. Este procedimiento comprende una etapa de separación centrífuga, una etapa de ultrafiltración y después una etapa de nanofiltración. No se precisan las condiciones (pH, temperatura) de comportamiento de estas diferentes etapas de separación y este documento no tiene como objetivo la preparación de un hidrolizado de proteínas vegetales adaptado a la alimentación infantil.
Sin embargo, se muestra que la Solicitante ha constatado que la definición precisa de los parámetros de comportamiento del procedimiento de preparación de un hidrolizado es indispensable para la reproducibilidad de este procedimiento y, sobre todo, para la obtención de una reducción significativa de los contaminantes y para el control del perfil mineral; estos dos aspectos son indispensables para la utilización del hidrolizado en preparaciones infantiles.
La presente invención se refiere a un procedimiento de preparación de un hidrolizado de proteínas vegetales que consiste en las etapas siguientes:
a. - Preparación de una suspensión acuosa de proteínas vegetales con una concentración comprendida entre 2 y 50% (peso/peso)
La suspensión de las proteínas vegetales en una disolución acuosa, preferentemente en agua, se hace por hidratación de un polvo de concentrado o aislado de proteínas vegetales. En la parte siguiente de la presente memoria, los términos “concentrado” o “retenido” tienen el mismo significado y se emplean indistintamente; se refieren a preparaciones que tienen un contenido de proteínas vegetales de al menos 60% MAT/MS. Los “aislados” son, por su parte, preparaciones de proteínas vegetales que tienen un contenido de al menos 90% MAT/MS.
Los concentrados o aislados de proteínas vegetales pueden provenir principalmente del arroz, los guisantes o también de la soja.
El pH de la suspensión de proteínas vegetales se ajusta a un valor comprendido entre 6 y 9 mediante una o varias disoluciones alcalinas: por ejemplo, se trata de un disolución de NaOH, KOH, Ca(OH)2 , ...; preferentemente, se trata de una mezcla de NaOH y de KOH.
b. - Opcionalmente, homogeneización de la suspensión acuosa de proteínas vegetales preparada en la etapa a
La homogeneización es un procedimiento clásico conocido por los expertos en la técnica; un ejemplo de realización de una etapa de homogeneización se describe en el ejemplo 7.
c. - Hidrólisis enzimática de la suspensión acuosa de proteínas vegetales obtenida en la o las etapas precedentes
Esta etapa se puede realizar mediante técnicas clásicas conocidas por los expertos en la técnica, por ejemplo descritos en la bibliografía (Hamada J. S. (2000) “Characterization and Functional Properties o f Rice Bran Proteins Modified by Commercial Exoproteasas and Endoproteasas", Journal of Food Science, Vol. 65, N° 2 (305-310); Qiang Zhao, Hua Xiong, Cordelia Selomulya, Xiao Dong Chen, Honglan Zhong, Shenqi Wang, Wenjing Sun, Qiang Zhou (2012). “Enzymatic hydrolysis o f rice dreg protein: Effects o f enzyme type on the functional properties and antioxidant activities of recoveredproteins" Food Chemistry 134, 1.360-1.367).
Se usan una o varias proteasas (por ejemplo, EC 3.4.24.28; EC 3.4.11.1; EC 3.4.23.18; EC 3.4.21.62; EC 3.4.24.28; EC 3.4.21.4: ...) para hidrolizar las proteínas. Antes de la adición de la enzima, se ajustan el pH y la temperatura de la disolución para estar en condiciones adaptadas para la enzima utilizada. Estas condiciones de pH y temperatura, así como la dosis que se debe añadir y el tiempo de hidrólisis, se ajustan por el experto en la técnica en función de las propiedades de la enzima utilizada.
Durante la hidrólisis, se puede ajustar constantemente el pH (método de pH constante) o no (pH libre).
Al final de la hidrólisis, se inactiva la enzima por tratamiento térmico en las condiciones elegidas por el experto en la técnica en función de las propiedades de la enzima utilizada.
Esta etapa del procedimiento permite obtener una disolución/suspensión de proteínas vegetales hidrolizadas cuyas características no estén adaptadas a un uso alimentario infantil (véase el ejemplo 1), ya que esta disolución/suspensión contiene demasiadas proteínas no hidrolizadas/insolubles, demasiados minerales, frecuentemente demasiados metales pesados (principalmente, cadmio y arsénico) y potencialmente demasiados contaminantes (cloratos, nitratos, ...).
d- Separación centrífuga realizada a un pH 1 comprendido entre 6 y 9, preferentemente el pH 1 está comprendido entre 7 y 8, y a una temperatura comprendida entre 15 y 85°C, preferentemente entre 50 y 60°C y más preferentemente entre 53 y 57°C
Esta etapa permite reducir de manera importante el contenido de proteínas no hidrolizadas/insolubles y disminuir los contenidos de metales pesados (ejemplo 2, principalmente tabla 4); se puede realizar en un cierto intervalo de concentración, de pH y de temperatura, pero las condiciones descritas en esta invención constituyen un óptimo que permite garantizar la calidad del producto. Utilizada sola y/o en condiciones no optimizadas, esta etapa de decantación centrífuga no permite obtener un producto adaptado para la alimentación infantil.
e.- Nanofiltración del sobrenadante obtenido en la etapa d, previamente ajustado a un pH2 comprendido entre 5 y 7, preferentemente pH2 está comprendido entre 5,5 y 6,5
Esta etapa permite eliminar una parte de los minerales así como algunos contaminantes. La tecnología de filtración por membranas se elige de manera que se concentren los péptidos procedentes de las proteínas vegetales generados por hidrólisis enzimática permitiendo a la vez la eliminación de los minerales, principalmente monovalentes, y de los contaminantes.
La membrana utilizada para la nanofiltración tiene un umbral de corte comprendido entre 150 y 250 Da, y puede realizarse tal como se ha descrito en los ejemplos 3 y 4.
Según un modo de realización particular, la membrana de nanofiltración está compuesta por polipiperazina amida (PES).
Se ha descubierto que la elección del pH para la realización de esta etapa es determinante para la capacidad de desmineralización y de descontaminación; en efecto, el pH al que se realiza la etapa de nanofiltración permite eliminar preferentemente los minerales (para pH < 6) o los contaminantes (para pH > 7). Por lo tanto, es posible ajustar el procedimiento según las características de la disolución de proteínas vegetales hidrolizadas para alcanzar las especificaciones deseadas.
Después de la etapa e, el procedimiento según la invención comprende una de las dos etapas f (diafiltración) o g (electrodiálisis) siguientes:
f.- Diafiltración del producto obtenido en la etapa e con la membrana de nanofiltración utilizada en la etapa e, a un pH3 comprendido entre 5 y 7, preferentemente pH3 entre 5,5 y 6,5
Esta etapa permite mejorar la eliminación de los minerales y de algunos contaminantes.
Como para la nanofiltración, el pH al que se realiza la etapa de diafiltración permite eliminar preferentemente los minerales (para pH < 6) o los contaminantes (para pH > 7). En este caso también es posible, por lo tanto, ajustar el procedimiento según las características de la disolución de proteínas vegetales para obtener las especificaciones deseadas.
g- Electrodiálisis del retenido obtenido en la etapa e
La electrodiálisis es una tecnología clásica, bien conocida por el experto en la técnica; un ejemplo de realización de dicha etapa se describe en el ejemplo 5.
h.- Opcionalmente, concentración suplementaria y/o pasteurización y/o secado de la disolución obtenida
El producto preparado con el procedimiento según la invención, de la que se describe un ejemplo de realización en el ejemplo 6, consiste en un hidrolizado de proteínas vegetales (en forma líquida o en polvo) obtenido por separación centrífuga en condiciones óptimas y después por nanofiltración y diafiltración en condiciones óptimas, es igualmente un objetivo de la presente invención; este producto presenta la ventaja de tener características (principalmente, contenidos de clorato, nitratos y metales pesados) adaptados a la alimentación infantil, en particular, sus contenidos de metales pesados son inferiores a los umbrales reglamentarios sobre el producto infantil y sus contenidos de contaminantes (nitratos, cloratos, ....) son reducidos.
Opcionalmente, este procedimiento comprende además una etapa de tratamiento del retenido sobre una resina catiónica de intercambio iónico; un ejemplo de realización de dicha etapa se muestra en el ejemplo 8. Esta etapa permite opcionalmente reducir el contenido de cadmio en el hidrolizado.
Según un modo de realización particular, la resina catiónica de intercambio iónico está compuesta por ácido iminodiacético.
Esta etapa de tratamiento del retenido sobre una resina catiónica de intercambio iónico se puede realizar inmediatamente después de la etapa d o inmediatamente después de la etapa e, ya esté seguida esta etapa e por la etapa f o por la etapa g.
Preferentemente, esta etapa de tratamiento sobre resina catiónica de intercambio iónico se realiza cuando el procedimiento según la invención comprende una etapa de homogeneización.
Según otro de sus objetivos, la presente invención se refiere a un hidrolizado de proteínas vegetales, en particular de arroz, de guisantes o de soja, preferentemente de arroz, susceptible de obtenerse por el procedimiento según la invención.
Según la invención, el hidrolizado de proteínas vegetales es tal que contiene proteínas (materia nitrogenada total) con un contenido superior o igual a 80% y más preferentemente superior o igual a 90% en peso, con respecto al peso total de materia seca y que contiene una fracción de proteínas hidrolizadas/solubles con un contenido superior o igual a 90% en peso, con respecto al peso de las proteínas (materia nitrogenada total).
Según otro modo de realización de la invención que puede combinarse con el precedente, el hidrolizado de proteínas vegetales según la invención es tal que contiene:
- un contenido de cloratos inferior o igual a 0,35 mg/kg de MS (materia seca), preferentemente inferior o igual a 0,20 mg/kg de MS, aun preferentemente inferior o igual a 0,10 mgkg de MS; y/o
- un contenido de nitratos inferior o igual a 50 mg/kg de MS, preferentemente inferior o igual a 40 mg/kg de MS, de forma aún preferida inferior o igual a 30 mg/kg de MS, aun preferentemente inferior o igual a 20 mg/kg de MS y muy preferentemente inferior o igual a 10 mg/kg de MS; y/o
- un contenido de cadmio inferior o igual a 50 mg/kg de MS, preferentemente inferior o igual a 40 mg/kg de MS de forma aún preferida inferior o igual a 30 mg/kg de MS.
El hidrolizado de proteínas de arroz según la invención se caracteriza por la composición siguiente:
MS: materia seca
La presente invención se refiere también a la utilización del hidrolizado de proteínas vegetales según la invención para la fabricación de productos alimentarios, en particular preparaciones destinadas a la alimentación infantil tales como preparaciones para lactantes o preparaciones de continuación en las que las proteínas vegetales se sustituyen por proteínas lácteas; de modo indicativo, este tipo de formulación comprende generalmente entre 10 y 30%, preferentemente entre 15 y 20%, en peso de hidrolizado de proteínas vegetales, cuyo contenido de proteínas (materia nitrogenada total) es superior a 60%, preferentemente superior a 80% en peso, con respecto al peso total de la formulación.
La presente invención se refiere a una preparación alimentaria para lactantes y niños de corta edad, tal como un postre que comprende el hidrolizado de proteínas vegetales según la invención.
EJEMPLOS
Ejemplo 1: Proteínas de arroz hidrolizadas
Se mezclan 480 kg de concentrado de proteínas de arroz con 80% de proteína con respecto al extracto seco con 2.720 kg de agua para obtener una disolución al 12% de proteínas de arroz. Se añaden 20 L de NaOH al 30% para ajustar el pH a 7,5. Se inicia la hidrólisis enzimática por adición de 1,28 g de enzima/100 g de MAT de Alcalase 1,5 de MG a la disolución. Durante esta fase de hidrólisis realizada a una temperatura constante de 55°C, se añaden 17 L de KOH al 34% de forma que se mantenga el pH a 7,5±0,1. Después de 2 horas de hidrólisis, se añaden 11 L de HCl al 33% de forma que se reduzca el pH a 6,5. La enzima es inactivada mediante un tratamiento térmico de la disolución a 85°C durante 10 minutos. Las características de la disolución/suspensión así obtenida se detallan en la tabla siguiente.
Tabla 2: Composiciones de las proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el procedimiento descrito en el ejemplo 1.
Ejemplo 2: Tratamiento por centrifugación
Se prepara una disolución/suspensión de proteínas de arroz hidrolizadas como se ha descrito en el ejemplo 1. Esta disolución/suspensión se fracciona en un decantador centrífugo a pH 7 y a 60°C para eliminar una parte de las proteínas no hidrolizadas/solubles.
Tabla 3: Composición en fracción hidrolizada y en metales pesados de las proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el procedimiento descrito en el ejemplo 2.
Se ha descubierto que el pH de separación centrífuga tiene un impacto principal sobre los rendimientos de recuperación de materia proteica en el sobrenadante.
Tabla 4: Concentración de materia nitrogenada del sobrenadante procedente de la separación centrífuga en función del pH.
Ejemplo 3: Tratamiento por nanofiltración y diafiltración
Se prepara una disolución de proteínas hidrolizadas tratada por separación centrífuga como se ha descrito en el ejemplo 2. Esta disolución se trata por nanofiltración con un umbral de corte de 200 Da y después por diafiltración del retenido con agua a diferentes pH con membranas de nanofiltración para eliminar algunos contaminantes.
Tabla 5: Composición en nitratos y cloratos de las proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el procedimiento descrito en el ejemplo 3.
Ejemplo 4: Tratamiento por nanofiltración y diafiltración
Se prepara una disolución de proteínas hidrolizadas tratada por separación centrífuga como se ha descrito en el ejemplo 2. Esta disolución se trata por nanofiltración con un umbral de corte de 200 Da y después por diafiltración del retenido con agua a diferentes pH con membranas de nanofiltración para eliminar principalmente minerales monovalentes.
Tabla 6: Composición en minerales de las proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el procedimiento descrito en el ejemplo 4.
Ejemplo 5: Tratamiento por nanofiltración y electrodiálisis
Una disolución de proteínas hidrolizadas tratada por separación centrífuga se prepara como se ha descrito en el ejemplo 2 con otro lote de proteínas de arroz. Esta disolución se trata por nanofiltración (umbral de corte de 200 Da) y después por electrodiálisis del retenido. La electrodiálisis se ha realizado con un instrumento piloto MEGA modelo P EDR-Y/50 con 100 L de disolución a un pH de 6,7, a 13°C y con un caudal de 700 L/h. La conductividad de la disolución ha disminuido de 10,8 mS/cm a 2,8 mS/cm.
Tabla 7: Composición en minerales de las proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el procedimiento descrito en el ejemplo 5.
Ejemplo 6: Análisis de un hidrolizado obtenido después de tratamiento por separación centrífuga, nanofiltración y diafiltración
Se prepara una disolución de proteínas hidrolizadas tratada por separación centrífuga como se ha descrito en el ejemplo 2. Esta disolución se trata por nanofiltración (umbral de corte de 200 Da) a pH 6,0 y después por diafiltración del retenido con agua a pH 6,0 con membranas de nanofiltración para eliminar minerales.
Tabla 8: Composición global de las proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el procedimiento descrito en el ejemplo 6.
De esta tabla se deduce que el hidrolizado de proteínas de arroz según la invención presenta una composición ventajosa con respecto a los contenidos máximos de contaminantes autorizados por la normativa; este hidrolizado está consiguientemente perfectamente adaptado para una utilización en nutrición infantil.
Ejemplo 7: Tratamiento por homogeneización de la d isolución antes de la h idrólisis
Se ha realizado un ensayo incluyendo una etapa de homogeneización en un homogeneizador GEA Niro Soavi Panda 1000 a 200 bares y 50°C con una sola cabeza con la disolución concentrada de proteínas de arroz. Esta disolución se ha hidrolizado como se ha descrito en el ejemplo 1 pero con un pH de 6,0 para la separación centrífuga. También se ha hidrolizado en las mismas condiciones un testigo no homogeneizado.
Tabla 9: Contenido de materia nitrogenada del sobrenadante.
Ejemplo 8: Tratamiento con resinas catiónicas de una disolución hidrolizada
La utilización del procedimiento de tratamiento mecánico del concentrado de proteínas de arroz antes de la hidrólisis tal como se ha descrito en el ejemplo 7 puede deteriorar la descontaminación en metales pesados, principalmente cadmio. Se ha descubierto que era posible aplicar un tratamiento con resinas catiónicas para reducir la contaminación en cadmio de una disolución hidrolizada que presenta un contenido anormalmente elevado de cadmio.
Esta etapa se hace posible por el bajo contenido de proteínas insolubles obtenidas con la presente invención. Una disolución de proteínas de arroz hidrolizadas con un contenido de proteínas no hidrolizadas bajo pero con un contenido
anormalmente elevado de cadmio ha sido tratada sobre una columna que contenía 25 mL (BV, es decir el volumen del lecho) de resina Amberlite IRC 748 en forma de sodio. La disolución se ha pasado con un caudal de 5 BV/hora a 20°C para un total de 30 BV tratados.
Tabla 10: Contenido de cadmio.
Ejemplo 9: Preparación para lactantes a base de proteínas de arroz hidrolizadas
Las proteínas de arroz hidrolizadas preparadas como en el ejemplo 6, secas o no, se pueden utilizar en preparaciones destinadas a la alimentación infantil, tales como preparaciones para lactantes o preparaciones de continuación.
En la tabla 11 se describe un ejemplo de composición de una preparación para lactantes que comprende 14,4% en peso de proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el ejemplo 6.
La preparación infantil preparada con el hidrolizado descrito en la invención se beneficia de las ventajas en cuanto a contenidos de minerales y contaminantes relacionados con este hidrolizado. Además, el perfil mineral obtenido mediante el procedimiento realizado facilitará el comportamiento del procedimiento de preparación de la preparación infantil.
Tabla 11: Composición nutricional de una preparación para lactantes de menor edad para niños, en polvo, que comprende proteínas de arroz hidrolizadas.
Ejemplo 10: Postre para lactantes y niños de corta edad a base de proteínas de arroz hidrolizadas
Las proteínas de arroz hidrolizadas preparadas como en el ejemplo 6 se pueden usar en la formulación de postres en polvo (reconstituidos al 18,6%) destinados a los lactantes y niños de corta edad. Esta preparación alimentaria contiene maltodextrinas, almidones, aceites vegetales y numerosos ingredientes nutricionales. Un postre para niños preparado con el hidrolizado descrito en la invención se beneficiará de las ventajas en cuanto a los contenidos de minerales y de contaminantes relacionados con este hidrolizado.
Un ejemplo de composición del tipo postre para lactantes y niños de corta edad que comprende 10,1% en peso de proteínas de arroz hidrolizadas obtenidas según el ejemplo 6 se describe en la tabla 12.
Tabla 12: Composición nutricional de un postre para niño en polvo que comprende proteínas de arroz hidrolizadas.
Ejemplo 11: Comparación con un procedimiento que comprende etapas de lavado de las proteínas de arroz y sin mantenimiento del pH durante la h idrólisis
Se ha preparado un disolución de proteínas de arroz mezclando 171 g de polvo de concentrado de proteínas de arroz con 2.829 g de agua y se deja en rehidratación durante 30 minutos. Esta disolución se ha dividido en 2 fracciones equivalentes de 1.500 g cada una. Se aplica un procedimiento diferente para cada fracción.
La primera fracción se ha tratado según el procedimiento de la presente invención: el pH de la disolución calentada a 55°C se ha ajustado a 7,68 mediante la adición de 3,2 g de disolución de NaOH al 30%. Se ha realizado una hidrólisis de 4 horas a 55°C mediante la adición de 1,37 g de Alcalase 1,5 MG con mantenimiento del pH a 7,50 por adición de KOH a 34% (8,1 g en total). Después de la hidrólisis, se ha inactivado la enzima por tratamiento térmico a 85°C durante 30 minutos. A continuación, se ha realizado una etapa de centrifugación (5 minutos, 2.300 g) para separar el sobrenadante (1.309 g) rico en péptidos y el precipitado (191 g) rico en proteínas no hidrolizadas. Esto permite estimar el rendimiento del procedimiento (materia nitrogenada recuperada en el sobrenadante/materia nitrogenada utilizada).
Para la segunda fracción, se ha ajustado el pH de la disolución a 20°C a 3,59 mediante la adición de 2,7 g de disolución de HCl a 33%. Se ha realizado una primera etapa de separación por centrifugación (= lavado 1), (5 minutos, 2.300 g) de la disolución calentada a 65°C. Los 1.216,8 g de sobrenadante obtenidos se consideran como una pérdida. Los 283,2 g del precipitado obtenidos se han mezclado con 1.216,8 g de agua para obtener de nuevo 1.500 g de disolución. Se ha ajustado el pH de esta nueva disolución calentada a 66°C a 7,32 por adición de 6,0 g de KOH al 34%. Se ha realizado una segunda etapa de separación por centrifugación (= lavado 2) (5 minutos, 2.300 g). Los 1.194 g de sobrenadante obtenidos se consideran como una pérdida. Se han mezclado los 306 g de precipitado obtenidos con 1.194 g de agua para obtener de nuevo 1.500 g de disolución. El pH de esta nueva disolución calentada a 60°C ha sido ajustado a 7,60 por adición de 2,3 g de disolución de NaOH al 30%. Se ha realizado una hidrólisis de 4 horas a 55°C por adición de 1,37 g de Alcalase 1,5 MG sin mantenimiento del pH (pH final = 6,08). Después de la hidrólisis, se ha inactivado la enzima por tratamiento térmico a 85°C durante 30 minutos. A continuación, se ha realizado una etapa de centrifugación (5 minutos, 2.300 g) para separar el sobrenadante (1.203 g) rico en péptidos y el precipitado (297 g).
Tabla 13: Resultados - Rendimiento y características del sobrenadante después de la hidrólisis.
El procedimiento descrito en la presente invención lleva a una tasa de recuperación de la materia nitrogenada en el sobrenadante después de la hidrólisis sensiblemente superior a un procedimiento con lavado y sin ajuste del pH. Las características de los sobrenadantes obtenidos se diferencian principalmente por una presencia aumentada de Na y K en el sobrenadante obtenido mediante el procedimiento según la invención, que se corrige fácilmente, en el procedimiento de la invención, mediante el control optimizado de la etapa de nanofiltración tal como se ha descrito precedentemente, principalmente en el ejemplo 5.
Claims (7)
- REIVINDICACIONES1 Procedimiento de preparación de un hidrolizado de proteínas vegetales que consiste en las etapas siguientes: a. preparación de una suspensión acuosa de proteínas vegetales con una concentración comprendida entre 2 y 50% (peso/peso);b. opcionalmente, homogeneización de la suspensión acuosa de proteínas vegetales preparada en la etapa a;c. hidrólisis enzimática de la suspensión acuosa de proteínas vegetales obtenida en la o las etapas precedentes;d. separación centrífuga realizada a un pH1 comprendido entre 6 y 9 y a una temperatura comprendida entre 15 y 852C;e. nanofiltración, con un umbral de corte comprendido entre 150 y 250 Da, del sobrenadante obtenido en la etapa d, previamente ajustado a un pH2 comprendido entre 5 y 7;una etapa elegida entre la etapa f y la etapa g siguientes:f. diafiltración del producto procedente de la etapa e con la membrana de nanofiltración, a un pH3 comprendido entre 5 y 7, yg. electrodiálisis del retenido obtenido en la etapa e;h. opcionalmente, concentración suplementaria y/o pasteurización y/o secado de la disolución obtenida; dicho procedimiento es tal que comprende opcionalmente una etapa de tratamiento del retenido sobre una resina catiónica de intercambio iónico realizada inmediatamente después de la etapa d o inmediatamente después de la etapa e, sea esta etapa e seguida de la etapa f o de la etapa g.
- 2. - Procedimiento de preparación de un hidrolizado de proteínas vegetales según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende una etapa b de homogeneización.
- 3. - Hidrolizado de proteínas vegetales susceptible de ser obtenido mediante el procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que tiene la composición siguiente:
- 4.- Hidrolizado de proteínas vegetales según la reivindicación 3, caracterizado por que dichas proteínas vegetales provienen del arroz, del guisante o de la soja.
- 5. - Utilización del hidrolizado de proteínas vegetales según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, para la fabricación de una preparación alimentaria.
- 6. - Preparación alimentaria que comprende un hidrolizado de proteínas vegetales según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5.
- 7.- Preparación alimentaria según la reivindicación 6, caracterizada por que se trata de una preparación infantil para lactantes o de continuación, y por que contiene entre 10 y 30% en peso de dicho hidrolizado.
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