ES2875393T3 - Método para extraer proteínas, almidón y fibra de trigo sarraceno - Google Patents

Método para extraer proteínas, almidón y fibra de trigo sarraceno Download PDF

Info

Publication number
ES2875393T3
ES2875393T3 ES18724852T ES18724852T ES2875393T3 ES 2875393 T3 ES2875393 T3 ES 2875393T3 ES 18724852 T ES18724852 T ES 18724852T ES 18724852 T ES18724852 T ES 18724852T ES 2875393 T3 ES2875393 T3 ES 2875393T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
fraction
proteins
buckwheat
starch
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18724852T
Other languages
English (en)
Inventor
Jovin Hasjim
Jingling Tao
Bernard Pora
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Roquette Freres SA
Original Assignee
Roquette Freres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Application granted granted Critical
Publication of ES2875393T3 publication Critical patent/ES2875393T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
    • C08B30/04—Extraction or purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/145—Extraction; Separation; Purification by extraction or solubilisation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C07K1/30—Extraction; Separation; Purification by precipitation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
    • C08B30/02—Preparatory treatment, e.g. crushing of raw materials or steeping process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
    • C08B30/04—Extraction or purification
    • C08B30/042—Extraction or purification from cereals or grains
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
    • C08B30/04—Extraction or purification
    • C08B30/042—Extraction or purification from cereals or grains
    • C08B30/046—Extraction or purification from cereals or grains from wheat
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B30/00—Preparation of starch, degraded or non-chemically modified starch, amylose, or amylopectin
    • C08B30/06—Drying; Forming

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Cereal-Derived Products (AREA)
  • Noodles (AREA)
  • Grain Derivatives (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)

Abstract

Un proceso para extraer proteínas, almidón y fibras de una harina de trigo sarraceno o de un grano integral de trigo sarraceno, el proceso comprende las siguientes etapas de: a) preparar, a una temperatura menor de 50 °C, una suspensión acuosa de la harina de trigo sarraceno o del grano integral de trigo sarraceno con un pH entre 7 y 9; b) fraccionar la suspensión acuosa por densidad, para obtener una fracción ligera que comprende proteínas, carbohidratos y sales solubles, y una fracción pesada que comprende almidón y fibras; c) tratar la fracción ligera para aislar las proteínas; d) tratar la fracción pesada para separar el almidón de las fibras.

Description

DESCRIPCIÓN
Método para extraer proteínas, almidón y fibra de trigo sarraceno
Campo de la invención
La invención se refiere a un método para extraer proteínas, almidón y fibras de grano integral o grano molido fino de trigo sarraceno.
Antecedentes
El trigo sarraceno (Fagopyrum esculentum) es un pseudocereal que comprende un alto contenido de almidón (50­ 70 % de almidón en granos molidos y harina), similar a los principales cultivos de cereales como arroz, maíz y trigo. Además del almidón, en estas semillas se encuentran cantidades significativas de proteínas (11-15 %), y las proteínas son de buena calidad. De hecho, el trigo sarraceno es una de las mejores fuentes vegetales de proteínas de alta funcionalidad y valor nutricional. Con respecto a las fibras de trigo sarraceno, la cantidad total es comparable a la de los granos de cereal. Otra ventaja del trigo sarraceno es el hecho de que no contiene gluten. Por lo tanto, al ser un tipo de ingrediente saludable, las industrias alimentarias y farmacéuticas están buscando proporcionar métodos industriales para extraer bien las proteínas del trigo sarraceno o el almidón del trigo sarraceno, o incluso las fibras del trigo sarraceno dependiendo de las aplicaciones deseadas.
El documento CN101121756A describe un método para extraer y refinar almidón del grano integral de trigo sarraceno. Se retiran las fibras mediante un tamiz y a continuación el almidón se separa de las proteínas utilizando hidrociclones, y se purifica. Las fibras y proteínas no se valoran en el proceso.
Según el conocimiento del solicitante, no existe una técnica anterior que describa un método para extraer al mismo tiempo proteínas, almidón y fibras del grano integral o harina de trigo sarraceno y en el cual las proteínas se extraigan durante las primeras etapas con el objetivo de no desnaturalizarlas.
Por lo tanto, es mérito del solicitante proponer un método industrial de ese tipo que presente las ventajas adicionales de ser simple, eficaz y exento de disolventes orgánicos y reactivos orgánicos.
Claramente, todas las etapas del proceso se llevan a cabo solamente en presencia de agua y ácidos y bases de calidad alimenticia, más particularmente, soluciones acuosas de ácido clorhídrico, hidróxido sódico e hidróxido cálcico.
No hay transformación química. Por lo tanto, el proceso propuesto puede clasificarse ventajosamente como un proceso de etiquetado limpio. Por lo tanto, los productos obtenidos a partir del método según la invención son, además, ingredientes de etiquetado limpio.
Sumario de la invención
Según la presente invención, se proporciona un proceso para extraer proteínas, almidón y fibras de una harina de trigo sarraceno o de un grano integral de trigo sarraceno, comprendiendo el proceso las siguientes etapas:
a) Preparar, a una temperatura menor de 50 °C, una suspensión acuosa de la harina de trigo sarraceno o del grano integral de trigo sarraceno con un pH entre 7 y 9;
b) fraccionar la suspensión acuosa por densidad, para obtener una fracción ligera que comprende proteínas, carbohidratos y sales solubles, y una fracción pesada que comprende almidón y fibras;
c) tratar la fracción ligera para aislar las proteínas;
d) tratar la fracción pesada para separar el almidón de las fibras.
Como se usa en la presente descripción, la expresión “grano integral” se refiere a la almendra con cáscara del grano de trigo sarraceno. El grano integral es el grano completo que incluye una parte de salvado rica en fibra y el germen del grano, así como el endospermo. Por definición, el salvado son las capas externas duras del grano de trigo sarraceno que es especialmente rico en fibras. La fracción de proteína extraída del grano integral es mayoritariamente soluble. El endospermo es un tejido situado en el interior de la semilla de trigo sarraceno.
Como se usa en la presente descripción, “ harina” se refiere a un polvo elaborado por molienda del grano de trigo sarraceno. La mayor parte de la fracción de salvado puede eliminarse mediante tamizado.
Descripción detallada de la invención
La etapa a) del proceso según la presente invención consiste en preparar, a una temperatura menor de 50 una suspensión acuosa de la harina de trigo sarraceno o del grano integral de trigo sarraceno con un pH entre 7 y 9.
En una realización preferida, el agua se añade a la harina de trigo sarraceno o al grano integral de trigo sarraceno en una proporción 4:1 en peso. Dicha proporción permite que la harina de trigo sarraceno se mezcle homogéneamente con el agua y forme una suspensión acuosa. La relación es también adecuada para preparar la suspensión acuosa a partir de los granos de trigo sarraceno.
Para evitar la desnaturalización de las proteínas y la gelatinización del almidón, es esencial preparar la suspensión acuosa a una temperatura menor de 50 0C.
Preferiblemente, la suspensión acuosa se prepara a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 500C.
Por lo tanto, según una realización preferida de la presente invención, la etapa a) de preparación de la suspensión acuosa comprende una etapa de añadir agua a la harina de trigo sarraceno o al grano integral de trigo sarraceno en una proporción de 4:1 (p/p) a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C.
Además, cuando el proceso comienza a partir de un grano integral de trigo sarraceno, la etapa a) de preparación de la suspensión acuosa comprende una etapa de molienda en húmedo del grano integral completo de trigo sarraceno a una temperatura menor de 50 0C, preferiblemente, entre temperatura ambiente y 50 0C, por ejemplo, mediante el uso de molienda en bruto y/o una máquina de molienda coloidal. La molienda en húmedo evita ventajosamente la desnaturalización de las proteínas y permite obtener la suspensión acuosa de trigo sarraceno donde las partículas de trigo sarraceno en dicha suspensión tienen un tamaño promedio de partículas de 100 pm. Un tamaño de partículas de ese tipo permite una eficaz extracción adicional de las proteínas, almidón y fibras. Opcionalmente, los granos integrales de trigo sarraceno pueden limpiarse primero enjuagando con agua fría.
A continuación, la suspensión acuosa se ajusta a un pH ligeramente básico, a un pH comprendido entre 7 y 9, preferiblemente, a un pH comprendido entre 7,5 y 8,5. A este pH ligeramente básico, la proteína de trigo sarraceno tiene una mayor solubilidad y, por lo tanto, se facilita la extracción de dichas proteínas. El pH se ajusta por medio de una solución acuosa diluida de hidróxido sódico o hidróxido cálcico, tal como a una concentración de 1 N.
La suspensión acuosa útil en la presente invención comprende compuestos solubles que corresponden a proteínas, carbohidratos y sales solubles, y compuestos insolubles que corresponden a fibras y almidón.
La etapa b) del proceso según la presente invención consiste en fraccionar por densidad a un pH entre 7 y 9, preferiblemente, entre 7,5 y 8,5, una fracción ligera que comprende proteínas, carbohidratos y sales solubles, y una fracción pesada que comprende almidón y fibras. Por lo tanto, las proteínas se separan en las primeras etapas del proceso. Esto tiene la ventaja no solo de no desnaturalizar las proteínas y de mantener sus propiedades funcionales y nutricionales, sino también una mejor pureza de las proteínas.
La etapa c) del proceso según la presente invención consiste en tratar la fracción ligera para aislar las proteínas, más particularmente, para obtener una fracción con un contenido de proteínas de 50-80 %.
Las proteínas finales procedentes del grano integral de trigo sarraceno son principalmente solubles salvo aquellas procedentes de harina de trigo sarraceno, que tienen menor solubilidad. De hecho, las proteínas finales extraídas de la harina de trigo sarraceno comprenden una parte de proteínas insolubles y otra parte de proteínas solubles. Por lo tanto, la etapa de tratamiento de la fracción ligera del grano integral de trigo sarraceno y la harina de trigo sarraceno no es exactamente la misma para obtener proteínas, almidón y fibras con buen rendimiento y alta pureza.
Cuando el proceso comienza a partir del grano integral de trigo sarraceno, la etapa de tratamiento comprende las siguientes etapas:
c1) ajustar el pH de la fracción ligera al pH isoeléctrico de las proteínas a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C, para precipitar las proteínas;
c2) fraccionar la fracción ligera por densidad, para separar el precipitado de proteínas de un sobrenadante que comprende la mayor parte de carbohidratos y sales solubles;
c3) tratar el precipitado de proteínas a un pH en el intervalo de 6,5 a 7,5 a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C, para neutralizar y resolubilizar las proteínas;
c4) secar las proteínas.
Para separar los carbohidratos solubles y las sales de las proteínas, la fracción ligera obtenida del grano integral de trigo sarraceno molido se ajusta al pH isoeléctrico de las proteínas, que corresponde a un pH comprendido en el intervalo de 4 a 5, preferiblemente entre 4 y 4,5. En este intervalo de pH, las proteínas están en forma de precipitado y la mayoría de carbohidratos y sales solubles permanecen solubles. El pH se ajusta con una solución acuosa de ácido clorhídrico al 5 % (v/v).
Es esencial tratar la fracción ligera a una temperatura menor de 50 0C para evitar la desnaturalización de las proteínas, preferiblemente a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C. Por lo tanto, la separación de proteínas a partir de carbohidratos y sales solubles es particularmente eficaz.
Un fraccionamiento por densidad permite la separación de los carbohidratos solubles, las sales y el precipitado de proteínas, tal como mediante el uso de una centrífuga de placa cónica.
El precipitado de proteínas aislado de esta manera se trata a un pH en el intervalo de 6,5 a 7,5 para obtener una solución acuosa neutra en la cual se solubilizan las proteínas. Para mejorar la eficacia de la solubilización de proteínas, la solución acuosa neutra que comprende proteínas se calienta ventajosamente a una temperatura menor de 50 0C, preferiblemente a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C, para evitar la desnaturalización de las proteínas.
Después, las proteínas solubilizadas se secan. La etapa de secado se lleva a cabo mediante un liofilizador, un secador de horno de vacío, un secador de tambor, o un secador por pulverización, preferiblemente mediante el uso de un secador por pulverización.
En la presente invención, el secado por pulverización se usa como un método de deshidratación que consiste en pulverizar, en una cámara, una suspensión de proteínas en una corriente de gas caliente. La cámara comprende, para este propósito, una entrada de gas calentado, una salida para descargar gas y una salida para recuperar el polvo de las proteínas secas. Este es el método preferido para secar muchos materiales térmicamente sensibles, tales como las proteínas.
Ventajosamente, el secado por pulverización es un proceso rápido, continuo, rentable, reproducible y escalable para la producción de polvo seco a partir de un material fluido mediante atomización a través de un atomizador en un medio de gas de secado caliente, usualmente aire.
La liofilización, conocida además como liofilización, es un método más caro usado, generalmente, como alternativa a los productos que se degradan en el secado por pulverización.
Opcionalmente, el proceso de la presente invención comprende una etapa adicional en la que las proteínas solubilizadas se pasteurizan antes de la etapa de secado. Por ejemplo, la pasteurización se realiza en un autoclave UHT configurado, por ejemplo, para calentar a 121 0C durante 5 segundos y, a continuación, enfriar hasta 30 0C.
En la presente invención, cuando el proceso comienza a partir de harina de trigo sarraceno, la etapa de tratamiento de la fracción ligera comprende las siguientes etapas:
c'1) ajustar el pH de la fracción ligera al pH isoeléctrico de las proteínas a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C, para precipitar proteínas;
c'2) fraccionar la fracción ligera por densidad, para obtener el precipitado de proteínas y un sobrenadante que comprende carbohidratos y sales solubles;
c'3) tratar el precipitado de proteínas a un pH en el intervalo de 6,5 a 7,5 a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C, para neutralizar y parcialmente resolubilizar las proteínas para obtener una fracción de proteínas insolubles y una fracción de proteínas solubles;
c'4) separar por filtración la fracción de proteínas insolubles de la fracción de proteínas solubles;
c'5) secar las proteínas insolubles;
c'6) secar las proteínas solubles.
Para separar los carbohidratos solubles y las sales de las proteínas, la fracción ligera obtenida de la harina de trigo sarraceno se ajusta al pH isoeléctrico de las proteínas, que corresponde a un pH comprendido en el intervalo de 4 a 5, preferiblemente entre 4 y 4,5. El pH se ajusta con una solución acuosa de ácido clorhídrico al 5 % (v/v). En este intervalo de pH, las proteínas solubles y las proteínas insolubles están principalmente en forma de precipitado, y la mayoría de las sales permanecen solubles. Es esencial tratar la fracción ligera a una temperatura menor de 50 °C, preferiblemente, a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 °C, para prevenir la desnaturalización de proteínas. Por lo tanto, la separación de proteínas a partir de carbohidratos y sales solubles es particularmente eficaz.
Un fraccionamiento por densidad permite la separación de los carbohidratos solubles y las sales del precipitado de proteínas, tal como mediante el uso de una centrífuga de placa cónica.
El precipitado de proteínas aislado de esta manera se trata a continuación a un pH en el intervalo de 6,5 a 7,5 para obtener una solución acuosa neutra. En este intervalo de pH, las proteínas solubles se solubilizan y las proteínas insolubles están en forma de precipitado. Para mejorar la solubilización de las proteínas, la solución acuosa neutra que comprende proteínas se calienta a una temperatura menor de 50 0C, preferiblemente a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 °C, para evitar la desnaturalización de las proteínas.
Después, las proteínas se filtran para separar las proteínas insolubles (es decir, el precipitado) de las proteínas solubles (es decir, el sobrenadante), separación por tamaño de partículas.
A continuación, las proteínas se secan. Preferiblemente, el secado de las proteínas solubles y las proteínas insolubles se lleva a cabo mediante el uso de un liofilizador, un secador de horno de vacío, un secador de tambor o un secador por pulverización. Con mayor preferencia, las proteínas insolubles se secan por medio de un secador de horno de vacío y las proteínas solubles se secan por pulverización.
Opcionalmente, el proceso de la presente invención comprende una etapa adicional en la que las proteínas solubilizadas se pasteurizan antes de la etapa de secado. Por ejemplo, la pasteurización se realiza en un autoclave UHT configurado, por ejemplo, para calentar a 121 0C durante 5 segundos y, a continuación, enfriar hasta 30 0C.
La etapa d) del proceso según la presente invención consiste en tratar la fracción pesada para separar el almidón de las fibras.
La etapa de tratamiento d) según la presente invención comprende las siguientes etapas de:
d1) añadir agua a la fracción pesada a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C para resuspender la fracción pesada y para obtener la mezcla de una fracción de fibra y una fracción de almidón;
d2) separar mediante filtración la fracción de fibra de la fracción de almidón a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C;
d3) secar las fibras;
d4) eliminar las proteínas residuales en la fracción de almidón por diferencia de densidad a pH 6-9 a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C;
d5) secar el almidón.
La fracción pesada se trata con agua para formar una suspensión acuosa de almidón y fibras, que facilitará su separación por densidad y/o tamaño de partículas, preferiblemente, por filtración. Por lo tanto, se obtienen dos fracciones distintas: una fracción de fibra y una fracción de almidón.
En una realización preferida, la separación se lleva a cabo mediante el uso de un tamiz. Por lo tanto, las fibras quedan retenidas en el tamiz y las partículas de almidón pasan a través de las aberturas del tamiz. Por ejemplo, el tamiz puede ser un tamiz vibratorio, un tamiz giratorio o un tamiz curvado. Dichos tamices facilitan la separación entre el almidón y las fibras.
A continuación, las fibras así aisladas se secan y la fracción de almidón se trata nuevamente según la etapa d4) para eliminar cualquier proteína restante.
En una realización preferida, la etapa de tratamiento d4) de la fracción de almidón se repite al menos una vez, más preferiblemente tres veces. Ventajosamente, esta repetición de etapas permite aumentar la pureza del almidón y aumentar el rendimiento de la fracción de proteínas. El fraccionamiento para eliminar las proteínas restantes de la fracción de almidón o la etapa de tratamiento de la fracción de almidón puede realizarse por medio de centrífugas o hidrociclones.
A continuación, la fracción de almidón así obtenida se seca.
En una realización preferida del proceso según la presente invención, las etapas de secado d3) y d5) de la etapa de tratamiento de la fracción pesada se llevan a cabo mediante el uso de un secador de lecho fluidizado, un liofilizador o un secador de aire caliente.
Opcionalmente, el pH de la fracción de almidón puede ajustarse a pH 5,5-7 antes del secado.
En una realización preferida del proceso según la presente invención, todas las etapas de fraccionamiento por densidad (etapas b), c2), c'2) y d4)) incluyen una etapa de separación mecánica, tal como decantación o centrifugación. Por ejemplo, la etapa de separación mecánica se lleva a cabo mediante el uso de un decantador de tornillo horizontal, un decantador centrífugo o un hidrociclón.
En una realización preferida del proceso según la presente invención, todas las etapas de separación por filtración (etapas c'4) y d2)) se llevan a cabo mediante el uso de un tamiz que tiene un tamaño de malla comprendido entre 100 y 125 pm, que es adecuado para separar las partículas según sus diferentes tamaños.
En una realización preferida del proceso según la presente invención, la temperatura de las etapas a), c), d) es estrictamente menor de 50 °C para evitar la desnaturalización de las proteínas de trigo sarraceno y la gelatinización del almidón de trigo sarraceno. Más preferiblemente, la temperatura de las etapas a), c), d) está comprendida entre la temperatura ambiente y 500C. Es ventajoso trabajar a una temperatura cercana a los 50 °C para solubilizar eficazmente las proteínas. Una ventaja adicional de trabajar a una temperatura cercana a los 50 °C es que se reduce el crecimiento microbiano.
En el proceso según la presente invención no se usa una etapa de ultrasonicación. La razón principal es que la ultrasonicación puede dañar los gránulos de almidón y desnaturalizar las proteínas.
Otro objeto de la presente invención son las proteínas de trigo sarraceno obtenidas mediante el proceso según la presente invención.
Las proteínas de trigo sarraceno obtenidas mediante el proceso de la invención tienen un rendimiento comprendido entre 2 y 10 % del grano integral de trigo sarraceno o la harina de trigo sarraceno, y una pureza en el intervalo de 50 a 80 %.
Las proteínas de trigo sarraceno obtenidas mediante el proceso de la invención presentan la ventaja de no desnaturalizarse durante el proceso de la presente invención. Por lo tanto, sus funcionalidades, tales como solubilidad, se mantienen junto con buenos atributos sensoriales y alto valor nutricional. El proceso solo utiliza agua y ácidos y bases de calidad alimentaria, sin disolventes químicos. Por lo tanto, las proteínas obtenidas pueden calificarse como ingredientes de etiquetado limpio y pueden usarse en muchas aplicaciones, tales como aplicaciones de alimentos y bebidas, principalmente como fuente de proteínas saludables exentas de gluten de origen vegetal.
Además, otro objeto de la presente invención es el almidón de trigo sarraceno obtenido mediante el proceso de la presente invención.
El almidón de trigo sarraceno obtenido mediante el proceso de la invención tiene un rendimiento comprendido entre 45 y 60 % del grano integral de trigo sarraceno o la harina de trigo sarraceno y una pureza superior al 90 %, preferiblemente, entre 95 % y 100 %.
El almidón de trigo sarraceno obtenido mediante el proceso de la invención presenta la ventaja de no gelatinizarse durante el proceso de la presente invención.
Por lo tanto, el almidón de trigo sarraceno no gelatinizado mantiene sus propiedades fisicoquímicas originales, que incluyen buenas resistencias al cizallamiento y al calor. Puede usarse en muchas aplicaciones, tales como almidón nativo de etiquetado limpio para sustituir los almidones modificados reticulados.
Otro objeto de la presente invención son las fibras de trigo sarraceno obtenidas mediante el proceso de la presente invención.
Las fibras de trigo sarraceno obtenidas mediante el proceso de la invención tienen un rendimiento menor del 35 % del grano integral de trigo sarraceno o la harina de trigo sarraceno. Las fibras tienen el potencial de aumentar el contenido en fibra de los alimentos, tal como en las pastas y productos de panadería. Debido a la presencia de almidón y proteínas residuales, las fibras también tienen algunas funcionalidades útiles para algunas aplicaciones alimentarias, tales como agentes aglomerantes y agentes espesantes.
Otras características y ventajas de la presente invención aparecerán claramente al leer los ejemplos proporcionados a continuación que ilustran la invención sin limitarla.
Ejemplos
Ejemplo 1
Grano integral común de trigo sarraceno (400 g) se mezcló con agua en una proporción de 1:4 (p/p) a 45 0C. A continuación, se molió en un mezclador durante 5 min para producir una suspensión acuosa. El pH de la suspensión acuosa se ajustó a 8 a 45 0C mediante una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N para mejorar la solubilización de proteínas. Las proteínas de la suspensión acuosa se dejaron solubilizar mediante agitación mecánica durante 1 hora.
Después, la suspensión acuosa se introdujo en una centrífuga de laboratorio a 1700 g durante 10 minutos a temperatura ambiente. La centrifugación llevó a la producción de dos fracciones: una primera fracción (es decir, el sobrenadante) rica en proteínas, carbohidratos y sales solubles y una segunda fracción (es decir, el precipitado) que comprende almidón y fibras.
El pH de la primera fracción se ajustó a pH 4,5 (punto isoeléctrico) añadiendo ácido clorhídrico, 5 % (v/v) a 45 0C, para precipitar las proteínas. La separación de la fracción proteica (es decir, el precipitado) de los carbohidratos y las sales solubles (es decir, el sobrenadante) se llevó a cabo mediante una centrífuga de laboratorio a 760 g durante 5 minutos a temperatura ambiente. La fracción de proteínas (es decir, el precipitado) así obtenida se neutralizó a pH 7 con una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N a temperatura ambiente, para resolubilizar la fracción de proteína. Después, la fracción de proteínas concentrada se secó mediante secado por pulverización durante 2 horas. La fracción de proteínas se obtuvo con un rendimiento del 6,6 % a partir del grano integral de trigo sarraceno y tiene una pureza del 75 %.
La segunda fracción (es decir, el precipitado) que comprendía la mezcla de almidón y fibra se trató con agua a temperatura ambiente y se pasó a través de un tamiz de malla 120 (125 gm), para obtener una fracción rica en fibras y una fracción rica en almidón. A continuación, la fracción de fibras se lavó con agua para eliminar el almidón residual.
La fracción de fibras se secó utilizando un secador de lecho fluidizado. Se obtuvo la fracción de fibras con un rendimiento del 22 % y tiene una pureza del 16 % de celulosa.
Para eliminar las proteínas residuales de la fracción de almidón, primero se trató la fracción de almidón a pH 8 mediante una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N a temperatura ambiente, a continuación 1 hora de agitación mecánica a temperatura ambiente. Se introdujo en una centrífuga a 1700 g durante 10 minutos a temperatura ambiente. Se obtuvo una pequeña fracción de proteínas como sobrenadante y una fracción de almidón como precipitado. Esta operación se repitió 3 veces para eliminar todas las proteínas residuales. Después, la fracción de almidón se reajustó a pH 7 y se secó usando un secador de lecho fluidizado. La fracción de almidón se obtuvo con un rendimiento del 50 % a partir del grano integral de trigo sarraceno molido y tiene una pureza del 95 %.
Ejemplo 2
Harina común de trigo sarraceno (400 g) se suspendió en agua en una proporción de 1:4 (p/p), y se mezcló homogéneamente mediante agitación mecánica para formar una suspensión acuosa. El pH de la suspensión acuosa se ajustó a 8 a 45 0C mediante una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N para mejorar la solubilización de proteínas. Las proteínas de la suspensión acuosa se dejaron solubilizar mediante agitación mecánica durante 1 hora.
Después, la suspensión acuosa se introdujo en una centrífuga de laboratorio a 1700 g durante 10 minutos a temperatura ambiente. La centrifugación llevó a la producción de dos fracciones: una primera fracción (es decir, el sobrenadante) rica en proteínas, carbohidratos y sales solubles y una segunda fracción (es decir, el precipitado) que comprendía una mezcla de almidón y fibra.
El pH de la primera fracción se ajustó a pH 4,5 (punto isoeléctrico) añadiendo una solución acuosa de ácido clorhídrico, 5 % (v/v) a 45 0C, para precipitar las proteínas. La separación de la fracción proteica (es decir, el precipitado) de los carbohidratos y las sales solubles (es decir, el sobrenadante) se llevó a cabo mediante una centrífuga de laboratorio a 760 g durante 5 minutos a temperatura ambiente. La fracción de proteínas (es decir, el precipitado) así obtenida se neutralizó a pH 7 mediante una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N a temperatura ambiente y, a continuación, se pasó a través de un tamiz de malla 120 (125 gm) para obtener una fracción de proteínas insolubles y una fracción de proteínas solubles. La fracción de proteínas solubles se secó mediante secado por pulverización durante 2 horas y la fracción de proteínas insolubles se secó mediante secado en horno de vacío durante 8 horas.
La fracción de proteínas solubles se obtuvo con un rendimiento del 3 % a partir de la harina de trigo sarraceno y tiene una pureza del 74 %. La fracción de proteínas insolubles se obtuvo con un rendimiento del 3 % a partir de la harina de trigo sarraceno.
La segunda fracción (es decir, el precipitado) que comprendía la mezcla de almidón y fibra se trató con agua a temperatura ambiente y se pasó a través de un tamiz de malla 120 (125 pm), para obtener una fracción rica en fibras y una fracción rica en almidón. A continuación, la fracción de fibras se lavó con agua para eliminar el almidón residual.
La fracción de fibras se secó utilizando un secador de lecho fluidizado. Se obtuvo la fracción de fibras con un rendimiento del 32 % y tiene una pureza del 10 % de celulosa.
Para eliminar las proteínas residuales de la fracción de almidón, primero se trató la fracción de almidón a pH 8 mediante una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N a temperatura ambiente, a continuación 1 hora de agitación mecánica a temperatura ambiente. Se introdujo en una centrífuga de laboratorio a 1700 g durante 10 minutos a temperatura ambiente. Se obtuvo una pequeña fracción de proteínas como sobrenadante y una fracción de almidón como precipitado. Esta operación se repitió 3 veces para eliminar todas las proteínas residuales. Después, la fracción de almidón se reajustó a pH 7 y se secó usando un secador de lecho fluidizado. La fracción de almidón se obtuvo con un rendimiento del 50 % a partir de la harina de trigo sarraceno y tiene una pureza del 95 %.
Ejemplo 3
Grano integral de trigo sarraceno (100 kg) con agua en una proporción de 1:4 (p/p) a 45 0C Después, se molió en un molino de producto en bruto, a continuación en un molino coloidal hasta alcanzar un tamaño promedio de partículas de 100 pm. El pH de la suspensión acuosa se ajustó a 8 a 45 0C mediante una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N para mejorar la solubilización de proteínas. Las proteínas de la suspensión acuosa se dejaron solubilizar mediante agitación mecánica durante al menos 1 hora. Después, la suspensión acuosa se introdujo en un decantador horizontal a 3500 g durante a temperatura ambiente. La centrifugación llevó a la producción de dos fracciones: una primera fracción (es decir, el sobrenadante) rica en proteínas, carbohidratos, sales solubles y una segunda fracción (es decir, el precipitado) que comprende almidón y fibras.
El pH de la primera fracción se ajustó a pH 4,5 (punto isoeléctrico) añadiendo ácido clorhídrico, 5 % (v/v) a 45 0C a la primera fracción para precipitar las proteínas. La separación de la fracción proteica (es decir, el precipitado) de los carbohidratos y las sales solubles (es decir, el sobrenadante) se levó a cabo mediante una centrífuga de placas cónica a 9500 g a temperatura ambiente. La fracción de proteínas (es decir, el precipitado) así obtenida se neutralizó a pH 7 con una solución acuosa de hidróxido de sodio 1 N a temperatura ambiente, para resolubilizar la fracción de proteína. Después, la fracción de proteínas concentradas se secó mediante secado por pulverización durante 2 horas con una temperatura de entrada de 170 0C y una temperatura de salida de 105 0C.
La fracción de proteínas se obtuvo con un rendimiento del 2 % a partir del grano integral de trigo sarraceno y tiene una pureza del 65 %.
La segunda fracción (es decir, el precipitado) que comprendía la mezcla de almidón y fibra se trató con agua a temperatura ambiente y se pasó a través de un tamiz de malla 150, para obtener una fracción rica en fibras y una fracción rica en almidón.
La fracción de fibras se secó utilizando un secador de aire caliente. Se obtuvo la fracción de fibras con un rendimiento del 12 % y tiene una pureza del 10 % de la fibra total.
Para eliminar las proteínas residuales de la fracción de almidón, la fracción de almidón se purificó con hidrociclones. Se obtuvo una pequeña fracción de proteínas como fase ligera y una fracción de almidón como fase pesada. A continuación, la fracción de almidón se secó utilizando un filtro de placas y un secador de lecho fluidizado.
La fracción de almidón se obtuvo con un rendimiento del 50 % a partir del grano integral de trigo sarraceno molido y tiene una pureza del 92 %.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un proceso para extraer proteínas, almidón y fibras de una harina de trigo sarraceno o de un grano integral de trigo sarraceno, el proceso comprende las siguientes etapas de:
    a) preparar, a una temperatura menor de 50 0C, una suspensión acuosa de la harina de trigo sarraceno o del grano integral de trigo sarraceno con un pH entre 7 y 9;
    b) fraccionar la suspensión acuosa por densidad, para obtener una fracción ligera que comprende proteínas, carbohidratos y sales solubles, y una fracción pesada que comprende almidón y fibras; c) tratar la fracción ligera para aislar las proteínas;
    d) tratar la fracción pesada para separar el almidón de las fibras.
  2. 2. El proceso según la reivindicación 1, en donde el proceso está exento de disolventes orgánicos y exento de reactivos orgánicos.
  3. 3. El proceso según la reivindicación 1 o 2, en donde la etapa a) de preparación de la suspensión acuosa comprende una etapa de añadir agua a la harina de trigo sarraceno o al grano integral de trigo sarraceno en proporción de 4:1 (p/p) a una temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 0C.
  4. 4. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde cuando el proceso comienza a partir de grano integral de trigo sarraceno, la etapa a) de preparación de la suspensión acuosa comprende además una etapa de molienda en húmedo para obtener la suspensión acuosa de trigo sarraceno donde las partículas de trigo sarraceno en dicha suspensión tienen un tamaño de partículas promedio de 100 pm.
  5. 5. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4 en donde cuando el proceso comienza a partir del grano integral de trigo sarraceno, la etapa de tratamiento de la fracción ligera c) comprende las siguientes etapas:
    c1) ajustar el pH de la fracción ligera a un valor de pH de 4,5 a una temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 0C, para precipitar proteínas;
    c2) fraccionar la fracción ligera por densidad, para separar el precipitado de proteínas de un sobrenadante que comprende carbohidratos y sales solubles;
    c3) tratar el precipitado de proteínas a pH en el intervalo de 6,5 a 7,5 a una temperatura comprendida entre la temperatura ambiente y 50 0C, para neutralizar y resolubilizar proteínas; c4) secar las proteínas.
  6. 6. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4 en donde cuando el proceso comienza a partir de harina de trigo sarraceno, la etapa de tratamiento de la fracción ligera c) comprende las siguientes etapas:
    c'1) ajustar el pH de la fracción ligera al pH isoeléctrico de las proteínas a temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 0C, para precipitar proteínas;
    c'2) fraccionar la fracción ligera por densidad, para obtener un precipitado de proteínas y un sobrenadante que comprende carbohidratos y sales solubles;
    c'3) tratar el precipitado de proteínas a pH en el intervalo de 6,5 a 7,5 a una temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 0C, para neutralizar y parcialmente resolubilizar las proteínas para obtener una fracción de proteínas insolubles y una fracción de proteínas solubles;
    c'4) separar por filtración la fracción de proteínas insolubles de la fracción de proteínas solubles; c'5) secar las proteínas insolubles;
    c'6) secar las proteínas solubles.
  7. 7. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, en donde la etapa de tratamiento d) de la fracción pesada comprende las siguientes etapas:
    d1) añadir agua a la fracción pesada a una temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 °C para resuspender la fracción pesada y para obtener una fracción de fibra y una fracción de almidón;
    d2) separar, preferiblemente mediante filtración, la fracción de fibra de la fracción de almidón basada en una temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 °C;
    d3) secar las fibras;
    d4) eliminar las proteínas residuales en la fracción de almidón por diferencia de densidad a pH 6-9 a una temperatura comprendida entre temperatura ambiente y 50 0C;
    d5) secar la fracción de almidón.
  8. 8. El proceso según la reivindicación 7, en donde la etapa de tratamiento d4) de la fracción de almidón se repite al menos una vez, más preferiblemente tres veces.
  9. 9. El proceso según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, en donde las etapas de secado d3) y d5) de la etapa de tratamiento de la fracción pesada se llevan a cabo mediante el uso de secador de lecho fluidizado, liofilizador o secador de aire caliente.
  10. 10. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 5 a 9, en donde las etapas de secado c4), c'5) y c'6) de la etapa de tratamiento de la fracción ligera se llevan a cabo mediante el uso de secador de horno de vacío, liofilizador o secador por pulverización.
  11. 11. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6 a 10, en donde las etapas de separación (etapas c'4) y d2)) por filtración se llevan a cabo mediante el uso de un tamiz que tiene un tamaño comprendido entre 100 y 125 pm.
  12. 12. El proceso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, en donde la etapa de fraccionamiento por densidad (etapas b), c2), c'2) y d4)) incluye una etapa de fraccionamiento mecánico, llevándose a cabo la etapa de fraccionamiento mecánico mediante el uso de un decantador de tornillo horizontal, un decantador centrífugo o un hidrociclón.
ES18724852T 2017-05-16 2018-05-14 Método para extraer proteínas, almidón y fibra de trigo sarraceno Active ES2875393T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710343271.0A CN108864245A (zh) 2017-05-16 2017-05-16 用于从荞麦中提取蛋白质、淀粉和纤维的方法
PCT/EP2018/062397 WO2018210760A1 (en) 2017-05-16 2018-05-14 Method for extracting protein, starch and fiber from buckwheat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2875393T3 true ES2875393T3 (es) 2021-11-10

Family

ID=62167329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18724852T Active ES2875393T3 (es) 2017-05-16 2018-05-14 Método para extraer proteínas, almidón y fibra de trigo sarraceno

Country Status (15)

Country Link
US (1) US20210284683A1 (es)
EP (1) EP3625266B1 (es)
JP (1) JP7260485B2 (es)
KR (1) KR102646006B1 (es)
CN (2) CN108864245A (es)
AU (1) AU2018269305B2 (es)
ES (1) ES2875393T3 (es)
IL (1) IL270458B2 (es)
LT (1) LT3625266T (es)
MX (1) MX2019013601A (es)
NZ (1) NZ758436A (es)
PL (1) PL3625266T3 (es)
UA (1) UA124815C2 (es)
WO (1) WO2018210760A1 (es)
ZA (1) ZA201907118B (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022539167A (ja) * 2019-07-02 2022-09-07 ロケット フレール 痕跡量の有機溶媒も含まない低脂質含有量のオーツ麦タンパク質組成物
KR102607941B1 (ko) 2020-10-05 2023-11-30 이재희 글루텐 모니터링을 이용한 글루텐 함량이 제어된 분말의 제조 장치 및 제조 방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028468A (en) * 1975-10-01 1977-06-07 The Quaker Oats Company Oat groat fractionation process
US4171384A (en) * 1978-05-11 1979-10-16 Cpc International Inc. Combined dry-wet milling process for refining wheat
DE4301587A1 (de) * 1993-01-21 1994-07-28 K & S Bio Pack Entwicklung Verfahren zur Herstellung eines Polysaccharid enthaltenden Produktes sowie Polysaccharidzusammensetzungen
DE4440958A1 (de) * 1994-11-17 1996-05-23 Sta Pro Consultancy Bv Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Weizenstärke
CN1502633A (zh) * 2002-11-26 2004-06-09 北京市粮食科学研究所 从苦荞麦心粉中连续提取淀粉、蛋白的生产工艺
CN1252090C (zh) * 2004-03-30 2006-04-19 代丕有 荞麦淀粉生产方法
CN100338096C (zh) * 2005-01-19 2007-09-19 黄磊 从荞麦中连续提取荞麦淀粉、荞麦蛋白、黄酮、膳食纤维的方法
CN101121756A (zh) * 2006-08-07 2008-02-13 榆林市新田源集团公司 荞麦淀粉的生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112019024112A2 (pt) 2020-06-02
KR102646006B1 (ko) 2024-03-12
RU2019141297A (ru) 2021-06-16
JP7260485B2 (ja) 2023-04-18
AU2018269305A1 (en) 2019-11-07
AU2018269305B2 (en) 2022-04-21
EP3625266B1 (en) 2021-04-07
UA124815C2 (uk) 2021-11-24
EP3625266A1 (en) 2020-03-25
JP2020519297A (ja) 2020-07-02
IL270458A (en) 2022-12-01
MX2019013601A (es) 2019-12-18
ZA201907118B (en) 2021-02-24
WO2018210760A1 (en) 2018-11-22
KR20200007808A (ko) 2020-01-22
CN110621702A (zh) 2019-12-27
NZ758436A (en) 2022-09-30
RU2019141297A3 (es) 2021-09-02
CN108864245A (zh) 2018-11-23
PL3625266T3 (pl) 2021-09-13
US20210284683A1 (en) 2021-09-16
IL270458B2 (en) 2023-04-01
LT3625266T (lt) 2021-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3007335C (en) Rapeseed protein isolate, food comprising the isolate and use as foaming or emulsifying agent
Sahni et al. Influence of processing and pH on amino acid profile, morphology, electrophoretic pattern, bioactive potential and functional characteristics of alfalfa protein isolates
Zheng et al. Wet-milling, composition and functional properties of starch and protein isolated from buckwheat groats
Van Der Borght et al. Fractionation of wheat and wheat flour into starch and gluten: overview of the main processes and the factors involved
Ghumman et al. Functionality and digestibility of albumins and globulins from lentil and horse gram and their effect on starch rheology
CN104781282B (zh) 用于制备稳定淀粉的方法
US4766204A (en) Process for preparing products from legumes using centrifugation
JP2837482B2 (ja) 穀物繊維およびその製造法
US20230240322A1 (en) Preparation of pulse protein products ("yp810")
ES2915253T3 (es) Método para preparar un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio
ES2875393T3 (es) Método para extraer proteínas, almidón y fibra de trigo sarraceno
US20190133158A1 (en) Corn protein concentrate and methods of manufacturing same
US20090186136A1 (en) Process for seed and grain fractionation and recovery of bio-products
da Silva et al. Sorghum bran as a potential source of kafirin
Kim et al. Comparison of soy protein concentrates produced using membrane ultrafiltration and acid precipitation
RU2775072C2 (ru) Способ экстрагирования белка, крахмала и волокна из гречихи
Aksoy et al. The comparative studies on the physicochemical properties of mung bean protein isolate–polysaccharide conjugates prepared by ultrasonic or controlled heating treatment
BR112019024112B1 (pt) Processo para extrair proteínas, amido e fibras de uma farinha de trigo-sarraceno ou de um grumo de trigo-sarraceno
WO1989001294A1 (en) A process for fractioning crop into industrial raw material
US20230345965A1 (en) A process for the preparation of undenatured vegetable proteic isolates
US20230292788A1 (en) Production of non-precipitated plant protein isolates
Wu et al. Pilot‐Plant Wet‐Milling Process for Producing Corn Gluten Meal