ES2899708A1 - Procedimiento de fabricacion de una grasa solida untable obtenida a partir de una emulsion, grasa solida untable obtenida y uso de la misma - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable obtenida a partir de una emulsión altamente concentrada, donde la grasa obtenida está formada por una emulsión donde la fase acuosa incluye hidrocoloides HPMC, alginato sódico y k-carragenato disueltos en agua, una fracción de aceite formada por un aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional y saborizantes, donde la fracción de aceite supone un volumen mayor del 74% del volumen total de la emulsión. También es objeto de la invención el producto obtenido, así como su uso como producto alimenticio para su ingesta de forma untable, aportando un consumo de aceites vegetales con perfil lipídico de elevada calidad nutricional que constituye un sustituto de margarinas y mantequillas.
Description
DESCRIPCIÓN
PROCEDIMIENTO DE FABRICACION DE UNA GRASA SÓLIDA UNTABLE OBTENIDA A
PARTIR DE UNA EMULSION, GRASA SÓLIDA UNTABLE OBTENIDA Y USO DE LA
MISMA
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención describe un procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable la cual constituye un producto alimenticio saludable de alta calidad nutricional. Así, el procedimiento de la presente invención permite obtener una grasa sólida a partir de una emulsión altamente concentrada.
Concretamente, el procedimiento de obtención de la grasa consiste en la estructuración de un aceite líquido de elevado perfil lipídico mediante el empleo de hidrocoloides. Así, la emulsión de la grasa está formada por una fase acuosa formada por los hidrocoloides estabilizantes de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), alginato sódico y K -carragenato disueltos en agua, una fracción de aceite formada por un aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional, y saborizantes.
Preferentemente, la fracción de aceite que forma la emulsión se integra por un aceite de oliva virgen extra y aceite de girasol alto oleico.
El objeto de la invención es proporcionar un producto alimenticio de textura similar a la margarina, constituyendo un sustituto ventajoso de la misma, el cual incorpora aceites vegetales de elevada calidad nutricional. Así, la grasa sólida de la presente invención se constituye por una emulsión altamente concentrada, es decir una emulsión donde la fracción de aceites vegetales con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional constituye al menos un porcentaje del 74% en volumen de la composición total de la emulsión precursora de la grasa sólida untable.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El exceso de grasas saturadas en la alimentación está relacionado con problemas de salud, como el aumento de enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo II, síndrome metabólico y obesidad, entre otros. No obstante, las grasas saturadas son las responsables de un gran número de atributos de alta calidad en los alimentos que consumimos, principalmente en relación con la textura, el aroma, el sabor y la estabilidad. Esta contribución positiva y fundamental de los ácidos grasos saturados y trans a las propiedades sensoriales y a la fabricación tecnológica de los alimentos, es el motivo principal de que, hoy en día, la sustitución de determinadas grasas (ej. la grasa de palma), o la reducción general de este tipo de grasas resulte tan compleja.
Dada la importancia de las grasas con alto porcentaje de ácidos grasos saturados (grasas sólidas a temperatura ambiente) en la fabricación industrial y la calidad de los alimentos, a lo largo de la historia se han desarrollado diversos métodos para obtener grasas sólidas a partir de aceites líquidos, la gran mayoría basados en la rentabilidad económica. La hidrogenación parcial, la interesterificación y el fraccionamiento han sido los métodos químicos más utilizados para transformar los aceites líquidos en grasas sólidas, y conseguir la plasticidad requerida.
En el caso de las grasas obtenidas por hidrogenación parcial, a la problemática de los ácidos grasos saturados se le suma la generación de ácidos grasos trans en importantes cantidades, cuyo efecto nocivo en la salud está claramente demostrado.
Para evitar las grasas trans, la tendencia ha cambiado hacia el uso de grasas totalmente hidrogenadas, y de grasas saturadas de origen natural que, si bien están libres de las nocivas grasas trans, no resuelven la necesidad de reducir los ácidos grasos saturados en la alimentación. En el caso particular de la grasa de palma, su uso además se asocia con un daño ecológico por sobreexplotación.
En consecuencia, la presente invención propone una grasa sólida que constituye una fuente de grasa libre de grasas trans, con baja proporción de ácidos grasos saturados, pero que
posean la funcionalidad tecnológica y sensorial aportada por los mismos.
Son conocidos los documentos de Bascuas, Espert, et al., 2021 [Structural and sensory studies on chocolate spreads with hydrocolloid-based oleogels as a fat alternative. LWT, 135, 110228]; Bascuas, Hernando, Moraga, & Quiles, 2020 [Structure and stability of edible oleogels prepared with different unsaturated oils and hydrocolloids. International Journal of Food Science & Technology, 55(4), 1458-1467]; Bascuas, Salvador, Hernando, & Quiles, 2020 [Designing Hydrocolloid-Based Oleogels With High Physical, Chemical, and Structural Stability. Frontiers in Sustainable Food Systems, 4, 111.]; Demirkesen & Mert, 2020 [Recent developments of oleogel utilizations in bakery products. Critical reviews in food science and nutrition, 60(14), 2460-2479]; Patel, A. R., Nicholson, R. A., & Marangoni, A. G. (2020).
[Applications of fat mimetics for the replacement of saturated and hydrogenated fat in food products. Current Opinion in Food Science, 33, 61-68]; que divulgan distintos tipos de oleogeles. Sin embargo, la estructura de un oleogel divulgada es muy diferente a una emulsión altamente concentrada (como la que será propuesta en la presente invención). En este sentido, cabe señalar que el desarrollo de oleogeles conlleva una etapa de secado y un posterior triturado que provocan cambios fisicoquímicos, nutricionales y organolépticos transformando la aplicabilidad y las propiedades texturales, reológicas, sensoriales y estructurales del alimento al que se añaden. Además, la tecnología empleada para desarrollar y estabilizar una emulsión altamente concentrada es distinta a la que se emplea para elaborar un oleogel, y este hecho queda reflejado en el producto final obtenido en el primer caso, el cual contiene un aceite estructurado físicamente que mantiene la estabilidad fisicoquímica y nutricional original.
Por otro lado, el documento de patente núm. WO9963835 A1 divulga una composición alimenticia que posee un 43,25% de agua, un 18% de aceite y un 36,04% de FubrulineTM Instant. Es decir, la cantidad de aceite divulgada es muy inferior al 74% del volumen requerido para considerarse una emulsión altamente concentrada, marco en el que se desarrolla la presente invención.
Patel, Nicholson & Marangoni en su artículo Applications of fat mimetics for the replacement of saturated and hydrogenated fat in food products. Current Opinion in Food Science, 33, 6168 (2020) desarrollaron un detallado análisis para comprender qué tipo de “mimético” de grasa se debe elegir en función de la matriz a la que se le vaya a añadir y qué características proporcionan cada uno de ellos. Los propios autores señalan en este trabajo que las diferencias entre un oleogel y una emulsión son sustanciales, y que en un tipo de productos debería añadirse un oleogel, y en otros debería una emulsión, en función de las características que se busquen para el producto final.
Taracón, Sanz, Fiszman & Tárrega (2014) [Consumers' hedonic expectations andperception of the healthiness of biscuits made with olive oil or sunflower oil. Food research International, 55, 197-206] utilizaron una emulsión de aceite en agua empleando 4 éteres de celulosa diferentes (con capacidad termogelificante), empleando las siguientes proporciones: aceite 52,2%, agua 45,7% y 2,2%, respectivamente. De estas proporciones se deduce que con una proporción de un 50% de aceite, el producto final se asemeja a una salsa ligera, y la cantidad de los éteres de celulosa proporcionará una textura densa pero fluida, adecuada para sustituir la emulsión en galletas, pero no para ser un sustituto real de la margarina.
Patel, A. R., & Dewettinck, K. (2015) [Comparative evaluation of structured oil systems: Shellac oleogel, HPMC oleogel, and HIPE gel. European journal of lipid science and technology, 117(11), 1772-1781] desarrollan una emulsión altamente concentrada, los ingredientes empleados y el procedimiento de elaboración, que requiere un calentamiento a 70°C y que las fases de aceite y agua se preparen de antemano dispersando polirricinoleato de poliglicerol (E-476), que es un emulsionante sintético que transforma las características del producto final. Entre los posibles efectos de su consumo, se encuentran reacciones alérgicas debido a la modificación de la permeabilidad de la pared intestinal y que en dosis elevadas puede producir un aumento del volumen del hígado y de los riñones. Los mencionados autores diseñaron la emulsión altamente concentrada para medir las diferencias tecnológicas con otros sistemas, el cual no será inocuo en su ingesta y podría generar un riesgo alimentario.
Por tanto, son conocidos oleogeles, emulsiones gelificadas y emulsiones con diferentes hidrocoloides y sus combinaciones, sin embargo, ninguno de los sistemas divulgados presenta características idóneas para sustituir a la margarina como la presente invención.
En este sentido, es necesario señalar que las emulsiones existentes no presentan un aporte de aceite mayor del 74%, es decir de % similar a la cantidad original de la margarina por lo que los productos divulgados no constituyen un adecuado reemplazo, a diferencia del objeto de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento que a continuación se preconiza resuelve la problemática anteriormente expuesta, de forma que posibilita la obtención de una grasa sólida de elevada calidad nutricional, la cual constituye un sustituto de la margarina al constituir una fuente de grasa libre de grasas trans, con baja proporción de ácidos grasos saturados.
El procedimiento desarrollado en la presente invención requiere la generación de una emulsión altamente concentrada ya que es la responsable de conferir las características organolépticas y tecno-funcionales propias de la margarina al producto obtenido.
Así, cabe señalar que mientras que una emulsión es un sistema disperso constituido por la dispersión de dos o más fluidos no miscibles o fases líquidas (generalmente agua y aceite), en el que una fase dispersa se encuentra distribuida en el seno de la fase continua, una emulsión altamente concentrada es un sistema donde la fracción de volumen de fase dispersa ha de ser superior al 74%. Por tanto, la dificultad del procedimiento de la presente invención reside en mantener estable la fase dispersa en el seno de la fase continua de la emulsión altamente concentrada que forma la grasa sólida de la presente invención.
En el procedimiento de la invención intervienen las siguientes etapas:
- Disolución de entre 0,72% y 0,78% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) en agua a una temperatura de al menos 4°C, donde el agua presenta un porcentaje entre 17,30% y 18,71% en peso de la composición total de la grasa sólida obtenida. Así, se hace necesaria una temperatura menor de 4°C durante esta etapa debido a la viscosidad que rápidamente adquiere la disolución, la cual genera mayor fricción dentro del equipo agitador.
- Agitación durante al menos 3 minutos a una velocidad de 300 rpm.
- Adición a la disolución obtenida de 0,06% en peso de la composición total de la grasa sólida obtenida de alginato sódico y de 0,06% en peso de la composición total de la grasa sólida obtenida de K -carragenato, manteniendo la velocidad de agitación a 300 rpm durante al menos 5 minutos y obteniendo una fase acuosa formada por hidrocoloides homogéneamente mezclados. El alginato sódico y el K -carragenato provocan un aumento de la viscosidad de la disolución por lo que se hace necesario mantener la agitación hasta que se obtiene una mezcla homogénea.
- Adición de saborizantes manteniendo la velocidad de agitación a 300 rpm durante al menos 5 minutos, donde los saborizantes forman entre el 1,79% y el 1,94% en peso de la composición total de la grasa sólida obtenida.
- Adición lentamente de una fracción de aceite formada por un porcentaje en peso de entre 74% y 80% de la composición total de la grasa sólida untable obtenida manteniendo una velocidad de 400 rpm para la obtención de la emulsión.
- Refrigeración de la emulsión obtenida a una temperatura de, al menos, 4°C para la obtención de la grasa sólida untable.
En este sentido, la emulsión obtenida por el procedimiento detallado presenta una fracción de aceite que supone, al menos, el 74% del volumen total de la emulsión, mientras que la fracción de aceite de dicha emulsión se constituye por un aceite vegetal o mezcla de aceites vegetales con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional.
El procedimiento de la invención supone la estructuración de aceites vegetales con perfil lipídico de elevada calidad nutricional, mediante el empleo de agentes estructurantes comestibles, que además resultan económicos, sostenibles y efectivos en pequeñas concentraciones.
Otra ventaja asociada al procedimiento desarrollado reside en que su elaboración no conlleva ningún tratamiento térmico a elevadas temperaturas por lo que el estado de oxidación de las grasas es idéntico al propio de los aceites.
De esta forma, el esfuerzo innovador aportado en la presente invención reside en la
combinación de los elementos que integran la grasa sólida untable, las etapas del procedimiento de su fabricación llevadas a cabo en el orden y condiciones detalladas anteriormente para obtener la textura adecuada de una grasa cuyo objeto es reemplazar el consumo de margarinas aportando aceites vegetales con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional.
La grasa sólida está formada por una emulsión donde la fase acuosa está formada por los hidrocoloides estabilizantes HPMC, alginato sódico y K -carragenato disueltos en agua, una fracción de aceite formada por un aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional y saborizantes, donde la fracción de aceite forma un volumen mayor del 74% del volumen total de la emulsión.
Así, la grasa sólida untable de la presente invención, basada en una emulsión cuyo volumen de la fase dispersa (aceite vegetal) supone un porcentaje de al menos el 74% del volumen total, ofrece unas propiedades particulares que presentan las emulsiones altamente concentradas. Estas características junto a la adición de los saborizantes, preferentemente levadura inactiva y sal, confieren a la invención unas propiedades sensoriales que hacen de este producto un sustituto saludable a las alternativas actuales del mercado.
En este sentido, cabe señalar que la levadura inactiva, preferentemente, presenta un porcentaje entre 1,45% y 1,56% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida, mientras que la sal presenta un porcentaje entre 0,34% y 0,38% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida.
Por otro lado, el aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional que integra la fracción de aceite está formado, preferentemente, por aceite de oliva virgen extra y aceite de girasol alto oleico. De forma que el aceite de oliva virgen extra está presente en la grasa sólida untable de la invención en un porcentaje entre 16,33% y 17,65% en peso de la composición total, mientras que el aceite de girasol alto oleico está presente en un porcentaje entre 57,68% y 62,36% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida.
Los aceites seleccionados contienen ácidos grasos insaturados y presentan una calidad nutricional y organoléptica adecuada que cumple con el objetivo perseguido de la presente invención.
El tipo de aceite seleccionado puede variar en función de la finalidad que se requiera para el producto. El empleo de un aceite u otro dependerá de la calidad lipídica que se quiera obtener en el producto final y del coste que pueda suponer cada tipo de aceite. Sin embargo, la cantidad del resto de ingredientes que forma la grasa sólida untable no se puede alterar para obtener una emulsión altamente concentrada con una elevada estabilidad.
Cabe señalar que los % establecidos de los componentes que forman la presente invención atienden a unas características estructurales, texturales y sensoriales del producto final, los cuales directamente influyen en la estabilidad y vida útil de la grasa de la invención. En este sentido:
- La cantidad de aceite líquido retenido (entre el 74% y 80% en peso) en la emulsión altamente concentrada de la grasa sólida untable de la invención es el máximo permitido para mantener su estabilidad. Si se disminuye la cantidad de hidrocoloides o de la fase acuosa, esta estabilidad se verá alterada.
- Otras combinaciones de hidrocoloides o modificaciones en las concentraciones de los hidrocoloides seleccionados modificarían las propiedades de la invención, perjudicando a su consistencia, textura y untabilidad.
- Si se aumenta la cantidad de hidrocoloides, la muestra no es capaz de mezclarse correctamente debido a su alta viscosidad y no es capaz de retener el aceite de la emulsión.
- Si se disminuye la cantidad de agua, la cantidad de hidrocoloides no es capaz de integrarse en la fase acuosa y no se consigue una mezcla homogénea.
- Según se aumenta en la emulsión altamente concentrada la cantidad de aceite vegetal con perfil lipídico de elevada calidad nutricional, es más complejo mantener la estabilidad de la misma.
Finalmente, es necesario señalar que los ingredientes de la grasa sólida untable de la presente invención son completamente inocuos, por lo que no supondrán un riesgo alimentario para los consumidores del producto. Así, la presencia de saborizantes ofrece a la mencionada grasa untable desarrollada una funcionalidad sensorial que invita a su ingesta. Por tanto, es objeto de la presente invención el uso de la grasa sólida untable obtenida por el procedimiento detallado para su ingesta como producto alimenticio de forma untable.
Así, el problema resuelto por la presente invención es la drástica reducción de grasas insalubres cuando se consumen productos formados por grasas vegetales sólidas a temperatura ambiente. Así, la ingesta de la grasa sólida untable de la presente invención reemplaza el consumo de las conocidas margarinas, evitándose la ingesta excesiva de ácidos grasos saturados y trans que provocan un aumento en el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares, obesidad, cáncer y diabetes tipo II.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con unos ejemplos preferentes de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1 muestra una imagen macroscópica de una muestra de grasa sólida untable conforme a una realización preferente de la invención.
La Figura 2 muestra una imagen de la muestra de grasa sólida untable conforme a una realización preferente de la invención que permite comprobar su untabilidad.
La Figura 3 muestra una micrografía de la muestra de grasa sólida untable conforme a una realización preferente de la invención en microscopio con focal láser de barrido (40X).
La Figura 4 muestra dos micrografías de microscopía óptica sin agentes de tinción de una muestra de grasa sólida untable conforme a una realización preferente de la invención a un aumento de 60X (figura A) y a un aumento de100X (figura B).
La Figura 5 muestra una representación del módulo elástico o módulo de almacenamiento (G’), y del módulo de pérdida o viscoso (G’’) (expreados en Pascales) de la muestra de grasa sólida untable conforme a una realización preferente de la invención, a un esfuerzo y frecuencia constante según aumenta la temperatura (expresada en °C).
La Figura 6 muestra el resultado de un ensayo realizado siguiendo un procedimiento diferente al objeto de la presente invención, en el que no se consigue emulsionar ambas fases debido a una cantidad insuficiente de hidrocoloides.
La Figura 7 muestra el resultado de un ensayo realizado siguiendo un procedimiento diferente al objeto de la presente invención, en el que no se consigue una emulsión estable debido a un porcentaje en peso de fracción de aceite superior al 80% respecto de la composición total.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Las figuras 1 y 2 recogidas en la presente memoria permiten observar una vista de la textura de una muestra de grasa sólida untable obtenida mediante el procedimiento de fabricación propuesto seguidamente.
La primera dificultad de la invención es mantener la estabilidad de una emulsión altamente concentrada, preferentemente con un 78,78% de aceite empleando la menor cantidad de estabilizante (hidrocoloides) posible, en la realización preferente de la invención un 0,89%.
Con el objetivo de conseguir la estabilización del porcentaje tan alto de aceite, se realizó una exhaustiva investigación y una extensa batería de pruebas para obtener la combinación y cantidad óptima de hidrocoloides que, siendo la mínima posible, fuera suficiente para estabilizar dicha emulsión.
Una segunda complejidad técnica resultó la de conseguir un producto alimenticio untable que contuviese una proporción de grasa similar a la margarina (alrededor del 80%). Es decir, la presente invención propone el mismo porcentaje de grasa que el alimento al que sustituye (margarina), pero con una mejora radical en el perfil lipídico, convirtiéndolo en una alternativa saludable a la margarina, de alta calidad nutricional, sin alterar la composición original de sus macronutrientes.
En este sentido, las etapas del procedimiento para la fabricación de una grasa sólida untable conforme a una realización preferente de la invención son las siguientes:
- En primer lugar, se disuelven 3,9 g de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) en 92,1 g de agua a temperatura de refrigeración (4°C) y se agita durante 3 minutos (equipo Thermomix TC-31, Wuppertal, Germany) a 300 rpm. Debido a la viscosidad que rápidamente adquiere la mezcla y que le proporciona mayor fricción dentro del equipo, es muy importante que la temperatura del agua sea al menos de refrigeración.
- Posteriormente, a la disolución de HPMC, se le añade 0,3 g de alginato sódico y 0,3 g de K -carragenato y se mantiene en agitación durante 5 minutos conservando la velocidad a 300 rpm. La viscosidad de la mezcla vuelve a aumentar, por lo que habrá que aumentar el tiempo de mezclado para conseguir que la mezcla sea lo más homogénea posible.
- Una vez los hidrocoloides están homogéneamente mezclados en la fase acuosa, se añaden la levadura inactiva (7,7 g) y la sal (1,9 g), que actuarán como saborizantes y se mantiene la velocidad de agitación hasta esté todo perfectamente mezclado (5 minutos).
- Para obtener las emulsiones, se añaden lentamente 86,9 g de aceite de oliva virgen extra y 307,1 g de aceite de girasol alto oleico, a la disolución anterior y se homogeniza a 400 rpm hasta que se ha añadido todo el aceite.
- Seguidamente se introduce la emulsión altamente concentrada obtenida en un recipiente y se almacena a una temperatura de refrigeración de 4°C para obtener la grasa sólida untable.
Así, la presente invención permite la obtención de un producto alimenticio que consiste en una grasa sólida untable obtenida por la estructuración de un alto porcentaje de aceite líquido, preferentemente un 78,8% de aceite (17,4% de aceite de oliva virgen extra y 61,4% de aceite de girasol alto oleico) mediante el empleo de menos de un 0,9 % de hidrocoloides que le confieren unas propiedades estructurales y texturales concretas. En la tabla 1 se detalla la composición (expresada en porcentaje en peso) de una realización preferente de la grasa sólida untable de la presente invención:
Tabla 1. Composición de la muestra en porcentaje (%).
Ingredientes %
Aceite de girasol 61,40
Agua 18,42
Aceite de oliva 17,38
Levadura inactiva 1,54
HPMC 0,77
Sal 0,37
Alginato sódico 0,06
k - carragenato 0,06
Cabe destacar que el objetivo durante el desarrollo de la invención fue alcanzar un porcentaje similar de fracción de aceite vegetal con perfil lipídico de elevada calidad nutricional al del alimento que se pretendía imitar (margarina), y una vez alcanzado dicho porcentaje, se consiguió su máxima estabilidad con el mínimo porcentaje de estabilizantes (preferentemente 0,89%).
Se detallan a continuación los ensayos realizados de la grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención. A saber: estructura “macroscópica”, estructura “microscópica”, color, textura, estabilidad física, composición de los ácidos grasos y reología.
Estructura “macroscópica” de la emulsión altamente concentrada
Así, la figura 1 permite observar la grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención donde la estructura “macroscópica” de la emulsión altamente concentrada presenta una firmeza y consistencia visual similar a las margarinas y mantequillas de tipo comercial. Por otro lado, la figura 2 permite observar la muestra de grasa sólida obtenida conforme a la realización preferente de la invención, la cual ha sido extendida sobre un trozo de pan tostado para mostrar el carácter untable y la textura del producto.
Estructura “microscópica” de la emulsión altamente concentrada
Por otro lado, se estudió la estructura “microscópica” de una muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención detallada anteriormente.
Para el estudio de la estructura “microscópica” de la emulsión altamente concentrada de la grasa sólida untable se empleó un microscopio confocal láser de barrido (CLSM por sus siglas en inglés). Tras la preparación de la muestra de grasa sólida untable se situó una alícuota de ésta en un portaobjetos y se añadieron 16 uL de Nile Red 0,1% (agente de tinción de las grasas), que se dejó actuar durante 5 minutos, pasado este tiempo se añadieron 16 uL de FITC (agente de tinción de biopolímeros) 0.1%, y se dejó actuar durante 5 minutos, a continuación, se colocó un cubreobjetos.
Para observar al microscopio se utilizó un filtro N21 (Aex = 515-560 nm, Aem = 590 nm) para el Nile Red y un filtro GFP (por sus siglas en inglés, green fluorescent protein) (Aex = 470/40 nm, Aem = 525/50 nm) para el FITC (por sus siglas en inglés, Fluorescein IsoTioCyanate). Las muestras se visualizaron utilizando lentes de objetivo de 40x aumentos.
Las imágenes se capturaron y almacenaron a 1024 x 1024 píxeles utilizando el programa para la captación de imágenes LAS V4.6. Se utilizó el programa ImageJ 1.53 (Wayne Rasband and contributors, National Institutes of Health, USA) para el análisis y el procesado de las imágenes obtenidas. Las imágenes obtenidas de fluorescencia (Nile Red y FITC) se
combinaron para observar la distribución de los componentes de la emulsión.
En este sentido, la figura 3 presenta la micrografía obtenida por CLSM. En ella los glóbulos de aceite correspondientes a la fase dispersa se observan perfectamente emulsionadas y ocupando la mayor parte del volumen del campo. En la fase acuosa que rodea los glóbulos, se puede observar la presencia de proteínas, concretamente la levadura que actúa como saborizante y no como emulsionante, coloreadas en un tono sensiblemente más blanquecino alrededor de los glóbulos de grasa. La mayoría de los glóbulos tienen un tamaño pequeño y uniforme.
Para estudiar la muestra por microscopía óptica (LM) se utilizó un microscopio óptico Nikon Eclipse 80i (Nikon Co., Ltd., Tokio, Japón) (Figura 4) que lleva incorporada una cámara (ExwaveHAD, modelo n°. DXC-190, Sony Electronics Inc., Park Ridge, Nueva Jersey, EE.UU.). La muestra de grasa solida untable obtenida conforme a una realización preferente de la invención se colocó sobre un portaobjetos de vidrio. Para estudiar la muestra por campo claro no se utilizaron tinciones.
Las muestras se visualizaron a 60X aumentos (figura 4A) y 100X aumentos (figura 4B) y las imágenes fueron capturadas y almacenadas a 1280 x 1024 píxeles utilizando el software de microscopio (NIS-Elements M, Versión 4.0, Nikon, Tokio, Japón).
En las micrografías (Figura 4) obtenidas mediante la técnica de LM, de nuevo se puede observar la disposición de los glóbulos de grasa, distribuidos de forma homogénea, perfectamente emulsionados, ocupando todo el volumen del campo fotografiado.
En la Figura 4A obtenida a 60X se puede observar la uniformidad de tamaño entre glóbulos de grasa. Además, se percibe una estructura poligonal de los glóbulos de grasa. Esta estructura es típica de este tipo de emulsiones altamente concentradas, debido al empaquetamiento de los propios glóbulos.
Color de la emulsión altamente concentrada
Para realizar la medida del color se utilizó un colorímetro CHROMA METER CR-400/410
Konika Minolta (Chiyoda, Tokio, Japón). Antes de las mediciones de color, el instrumento se calibró utilizando una placa de calibración blanca proporcionada por el fabricante. Se trabajó en el espacio CIEL*a*b* (Figura 4), que es un sistema cartesiano formado por tres ejes, un eje vertical (L*) y dos ejes horizontales (a* y b*). Además, también se analizó la pureza (C*) y la tonalidad (h*) de la muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención.
La muestra se introdujo en una placa Petri STERIPLAN de 40x12 mm y se realizó la medida del color sobre un fondo blanco, obteniendo así todos los parámetros citados anteriormente (L*, a*, b*, C* y h*).
La Tabla 2 muestra los valores obtenidos en el espacio CIEL*a*b* (L*, a*, b*, C* y h*) para la emulsión altamente concentrada, donde las cifras entre paréntesis se refieren a la desviación estándar de las medidas.
Tabla 2. Coordenadas de color en el espacio CIEL*a*b* de la muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención.
L* 78,36 (0,70)
a* -4,05 (0,11)
b* 8,99 (0,22)
C* 9,87 (0,24)
h* -1,15 (0,01)
Por lo que se observa en la tabla 2, la emulsión altamente concentrada de la grasa solida de la invención se puede describir con una luminosidad (L*) media-alta, ya que presentó valores alrededor de 80, de un máximo de luminosidad de 100. La emulsión presentó un mayor contenido de verde que de rojo (valores negativos de a*), y mayor contenido de amarillo que de azul (valores positivos de b*), por lo que se podría decir que la emulsión presentó un color blanco-amarillo.
El parámetro C* mide la pureza, saturación o croma, de un color, siendo un valor de 0 para C* un estímulo acromático, sin ninguna orientación hacia rojo, verde, azul o amarillo, y un
valor alto de C* un color altamente saturado. Se ha de tener en cuenta que la pureza depende de los parámetros a* y b*. En este caso, se obtiene un calor cercano a 10, lo que indica que no posee una orientación marcada, no posee tonos muy marcados.
El tono (parámetro h*) es el atributo de la sensación visual según la cual una superficie parece similar a uno, o a proporciones de dos, de los colores percibidos rojo, naranja, amarillo, verde, azul y púrpura. En este caso también hay que tener en cuenta que la pureza depende de los parámetros a* y b*. Se define el origen 0° en la posición a* positiva y b*=0, que representa un color estrictamente rojo. Siguiendo el sentido contrario a las agujas del reloj en el ángulo 90° sería un color estrictamente amarillo, en 180o un verde estricto, y un azul estricto en 270°. Según los valores obtenidos, todas las emulsiones formuladas conforme a la realización preferente de la invención presentaron un tono blanco tirando ligeramente hacia amarillo.
Como se puede extraer de los distintos parámetros estudiados dentro de la propiedad del color, la emulsión altamente concentrada tiene colores similares a los productos que pretende sustituir, tonos blanquecinos y amarillentos que hacen que el consumidor los relacione con las grasas a las que sustituye: aceites líquidos, margarinas, grasas sólidas...
Estudio de la textura de la emulsión altamente concentrada a través de la extrusión inversa
La evaluación objetiva de la textura se determinó mediante una prueba de extrusión inversa (Back extrusión) con un analizador de textura TA.XT2 equipado con el software Texture Exponent (Stable Micro Systems, Godalming, Reino Unido). Para el desarrollo de este ensayo, se utilizó una célula que consta de un disco plano de compresión con un diámetro de 45 mm que penetra en un vaso cilindrico de 50 mm de diámetro y 75 mm de altura.
Se introdujeron 70 g de muestra de grasa sólida untable conforme a la realización preferente de la invención. La distancia de penetración fue de 20 mm, mientras que la tasa de compresión de 1 mm/s. El producto es extrusionado y obligado a fluir hacia arriba entre las paredes del cilindro y del disco obteniéndose curvas fuerza-tiempo. De cada curva se
obtuvieron la fuerza máxima de extrusión o firmeza (N), el índice de viscosidad (N-s), la consistencia (N-s) y la cohesividad (N). Las determinaciones se realizaron atemperando las muestras en una estufa a 20°C durante 30 minutos.
Tabla 3. Parámetros texturales obtenidos para la muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención.
Parámetros textura Muestra
Firmeza (g) 567 (49)
Consistencia (g-s) 8551 (831)
Cohesividad (g) -583 (60)
Índice de viscosidad (g-s) -784 (96)
En la tabla 3 las cifras entre paréntesis se refieren a la desviación estándar de las medidas.
El consumidor valora cada vez más los alimentos saludables y no cesa de crecer el interés por el diseño, formulación y desarrollo de alimentos capaces de aportar mayores beneficios en salud. Sin embargo, la textura de productos elaborados a partir de una emulsión es uno de los factores más importantes que influyen en su aceptación sensorial.
Las grasas a las que pretende sustituir la presente invención son la mantequilla o la margarina. Con el fin de reducir el contenido de grasas perjudiciales para la salud, la grasa se puede reemplazar por un sistema que proporcione características de textura, sabor y palatabilidad apropiadas.
La combinación de hidrocoloides empleados en la presente invención para la estructuración de la fase acuosa de la emulsión que constituye la grasa sólida untable confiere al producto final una textura muy agradable y similar a los productos comerciales existentes.
Estabilidad física de la muestra
Para estudiar la estabilidad física de la muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención se empleó como parámetro la capacidad de retención de aceite. Para el cálculo de la capacidad de retención de aceite, tras 24 horas de la preparación de la emulsión se dispusieron alícuotas de aproximadamente 1g en un tubo de microcentrífuga o Eppendorf de 1,5 mL.
El análisis de la pérdida de aceite se midió centrifugando las muestras de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención en una centrifuga 5415R (Madrid, España) a 2.400 rpm durante 60 minutos a 25°C. Tras la centrifugación se eliminó el aceite libre y se pesó la muestra sin aceite libre. La pérdida de aceite se determinó a partir de la Ecuación 1.
(m2-m3)
% Pérdida de aceite=-—- — — x 100 (m2-m1)
Ecuación 1. Cálculo para obtener el porcentaje de la pérdida de aceite
Donde mi es la masa inicial del Eppendorf, m2 es la masa inicial de la muestra y el Eppendorf y m3 es la masa del Eppendorf con la muestra después de la centrifugación sin aceite libre.
Los resultados de esta prueba (0,0041±0,0025) demostraron que la pérdida de aceite y por lo tanto la pérdida de estabilidad física de este producto es despreciable.
Composición de los ácidos grasos de la emulsión altamente concentrada
El análisis de la composición de los ácidos grasos es de gran interés para la industria alimentaria por las implicaciones tecnológicas, nutricionales y sensoriales que se derivan de su composición.
El aceite de girasol se produce en tres variedades principales y la más interesante a nivel alimentario es la variedad natural con alto contenido en oleico. Aunque la literatura varía en términos de los porcentajes exactos de ácidos grasos de estos aceites, la composición típica del aceite de girasol alto oleico es 80-90% oleico, 5-9% linoleico y aproximadamente 4%
palmítico. El objetivo principal de la variedad de girasol con alto contenido de oleico es aumentar la estabilidad oxidativa mediante la reducción de la cantidad de ácido graso linoleico y potenciar los efectos positivos en la salud del alto contenido en oleico.
Tabla 4. Composición de los ácidos grasos de los aceites constituyentes de la emulsión altamente concentrada conforme a una muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención
Aceite de oliva Aceite de virgen extra (g) girasol (g) ácido graso 22:6 n-3 (ácido docosahexaenóico) 0 -ácidos grasos, monoinsaturados totales 78,2 30
ácidos grasos, poliinsaturados totales 7,5 60
ácidos grasos saturados totales 14,21 10
ácido graso 12:0 (láurico) 0 -ácido graso 14:0 (ácido mirístico) 0,01 0,1
ácido graso 16:0 (ácido palmítico) 10,4 2,6-7,6
ácido graso 18:0 (ácido esteárico) 2,2 2,1-6,5
ácido graso 18:1 n-9 cis (ácido oléico) 78,2 65-90 colesterol 0 0,5
ácido graso 18:2 (ácido linoleico) 6,8 2,1-74
ácido graso 18:3 (ácido linolénico) 0,7 0,3
ácido graso 20:4 n-6 (ácido araquidónico) 0 0,5
ácido graso 20:5 (ácido eicosapentaenóico) 0 0,04 información cedida por supermercados locales (Valencia-España)
En la presente invención se consigue una estudiada combinación de aceite de oliva virgen extra y aceite de girasol alto oleico con el objetivo de potenciar al máximo los efectos positivos de ambos aceites. Las ventajas de los aceites altos en oleico son numerosas, no solo para el consumo humano, sino también en el procesado de alimentos. Debido a su alta estabilidad oxidativa, el aceite de girasol alto en oleico es más estable en el proceso de
fritura, en la exposición a altas temperaturas, disminuye la velocidad de enranciamiento y prolonga la vida útil de los alimentos. Además, una dieta rica en aceite de girasol alto en oleico tiene efectos positivos sobre los lípidos en sangre y sobre la actividad coagulante del factor VII.
Todos los beneficios mencionados hacen que el aceite de girasol alto oleico tenga una gran demanda tanto por parte de la industria como de los consumidores.
Reología de la emulsión altamente concentrada
Para el análisis reológico de la emulsión altamente concentrada de una muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención se utilizó el reómetro Kinexus KNX2210 y el software informático rSpace for Kinexus.
Se llevó a cabo un ensayo oscilatorio de barrido de temperatura a una amplitud y frecuencia constantes. El barrido abarcó desde 15 hasta 140°C, con una rampa de 5°C/min. Se trabajó dentro del intervalo de viscoelasticidad lineal, empleando una frecuencia de 1 Hz, espesor de 1mm y una deformación del 0,05%. Las medidas reológicas se llevaron a cabo utilizando la geometría de placas paralelas (40 mm diámetro).
El comportamiento de la emulsión altamente concentrada de la muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención se basa en la combinación de sus comportamientos viscoso y elástico, lo que se conoce como viscoelasticidad. Así, en este sistema viscoelástico tendremos dos módulos, un primer módulo G’, denominado módulo elástico o módulo de almacenamiento, medido en Pascales, y un segundo módulo G’’ conocido como módulo de pérdida o viscoso, medido en Pascales igualmente.
La figura 5 muestra los resultados obtenidos del ensayo donde se representa en el eje de ordenadas el módulo elástico o módulo de almacenamiento (G’) (Pa), y módulo de pérdida o viscoso (G’’) (Pa) de la muestra analizada a un esfuerzo y frecuencia constante según aumenta la temperatura (°C), representada en el eje de abscisas. El objetivo principal de
este barrido consistió estudiar el comportamiento de la muestra de grasa sólida untable obtenida conforme a la realización preferente de la invención con el aumento de temperatura y establecer los puntos en los que la muestra sufre transformaciones que puedan influir en su aplicación como ingrediente a otras elaboraciones.
Los resultados muestran cómo la mencionada muestra que presenta una emulsión altamente concentrada mantiene valores constantes en ambos módulos (G’ y G’’) hasta que se alcanzan alrededor de 75-80°C, momento en el que se disparan los valores de ambos parámetros probablemente debido al comienzo de la evaporación de la fase acuosa. Después de perder el agua, la muestra se transforma en una especie de oleogel el cual mantiene la estructura y conferirá estructura a los alimentos a los que se les añada, consiguiendo uno de los objetivos más importante para este tipo de producto, conferir estructura a pesar de tratamientos térmicos habituales como el horneado.
Finalmente, y con el objetivo de demostrar el carácter innovador y el esfuerzo inventivo aportado por los inventores de la presente invención se detallan dos ejemplos de preparación de muestras de grasa sólida a partir de % diferentes a los establecidos en la presente invención y que no permiten alcanzar una emulsión altamente concentrada estable.
Concretamente se detalla: (i) una emulsión elaborada con una concentración de hidrocoloides diferente a la reivindicada, y (ii) una emulsión elaborada con un porcentaje superior al 80% de la fracción de aceite.
Emulsión elaborada sin la adición de un 0,06% de kappa-carragenato
Tras innumerables combinaciones y pruebas con distintos hidrocoloides, se observa como al no añadir este hidrocoloide, los porcentajes del resto de ingredientes no se ven prácticamente afectados, sin embargo, se observan grandes diferencias en el producto final (Figura 6).
La emulsión altamente concentrada se elaboró siguiendo el siguiente procedimiento:
- Se disuelven 3,9 g de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) en 92,1 g de agua a temperatura de refrigeración (4°C) y se agita durante 3 minutos (Thermomix TC-31, Wuppertal, Germany) a 300 rpm. Debido a la viscosidad que rápidamente adquiere la mezcla y que le proporciona mayor fricción dentro del equipo, es muy importante que la temperatura del agua sea al menos de refrigeración.
- A la disolución de HPMC, se le añade 0,3 g de alginato sódico y se mantiene en agitación durante 5 minutos conservando la velocidad a 300 rpm. La viscosidad de la mezcla vuelve a aumentar, por lo que habrá que aumentar el tiempo de mezclado para conseguir que la mezcla sea lo más homogénea posible.
- Una vez los hidrocoloides están homogéneamente mezclados en la fase acuosa, se añaden la levadura inactiva (7,7 g) y la sal (1,9 g), que actuarán como saborizantes y se mantiene la velocidad de agitación hasta esté todo perfectamente mezclado (5 minutos).
- Para obtener las emulsiones, se añaden lentamente 86,9 g de aceite de oliva virgen extra y 307,1 g de aceite de girasol alto oleico, a la disolución anterior y se homogeniza a 400 rpm hasta que se ha añadido todo el aceite.
- Las emulsiones altamente concentradas se introdujeron en recipientes y se almacenaron en refrigeración (4°C).
La composición preparada se resume en la Tabla 5:
Tabla 5. Composición de la muestra en porcentaje (%) la cual no se realiza conforme a lo reivindicado en la presente invención.
Ingredientes %
Aceite de girasol 61,44
Agua 18,43
Aceite de oliva 17,39
Levadura inactiva 1,54
HPMC 0,77
Sal 0,37
Alginato sódico 0,06
La figura 6 permite observar el resultado de la elaboración de la emulsión con distinta proporción de hidrocoloides a lo reivindicado en la presente invención, la cual ofrece una estructura y una textura que no es adecuada para obtener un producto que sustituya a las margarinas.
Emulsión elaborada con un porcentaje en peso de fracción de aceite superior al 80% respecto de la composición total.
La emulsión altamente concentrada se elaboró siguiendo el siguiente procedimiento:
- En primer lugar, se disuelven 3,9 g de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) en 92,1 g de agua a temperatura de refrigeración (4°C) y se agita durante 3 minutos (Thermomix TC-31, Wuppertal, Germany) a 300 rpm. Debido a la viscosidad que rápidamente adquiere la mezcla y que le proporciona mayor fricción dentro del equipo, es muy importante que la temperatura del agua sea al menos de refrigeración.
- Posteriormente, a la disolución de HPMC, se le añade 0,3 g de alginato sódico y 0,3 g de K -carragenato y se mantiene en agitación durante 5 minutos conservando la velocidad a 300 rpm. La viscosidad de la mezcla vuelve a aumentar, por lo que habrá que aumentar el tiempo de mezclado para conseguir que la mezcla sea lo más homogénea posible.
- Una vez los hidrocoloides están homogéneamente mezclados en la fase acuosa, se añaden la levadura inactiva (7,7 g) y la sal (1,9 g), que actuarán como saborizantes y se mantiene la velocidad de agitación hasta esté todo perfectamente mezclado (5 minutos).
- Finalmente, para obtener las emulsiones, se añaden lentamente 86,9 g de aceite de oliva virgen extra y 383,75 g de aceite de girasol alto oleico, a la disolución anterior y se homogeniza a 400 rpm hasta que se ha añadido todo el aceite.
- Las emulsiones altamente concentradas se introdujeron en recipientes y se almacenaron en refrigeración (4°C).
La composición se resume en la Tabla 6:
Tabla 6. Composición de la muestra en porcentaje (%).
Ingredientes %
Aceite de girasol 66,54
Agua 15,97
Aceite de oliva 15,07
Levadura inactiva 1,33
HPMC 0,67
Sal 0,32
Alginato sódico 0,05
k - carragenato 0,05
La figura 7 permite observar el resultado de una elaboración en la que no se consigue emulsionar ambas fases debido a una cantidad insuficiente de los hidrocoloides indicados para estabilizar una fracción de aceite superior al 80% en peso.
Por tanto, en caso de tratar de preparar una grasa sólida untable con un porcentaje superior al 80% de la fracción de aceite que forma la composición total en peso de la grasa sólida, no será posible formar una emulsión altamente concentrada estable.
Así, los ensayos preparados para (i) una emulsión elaborada sin la adición de un 0,06% de kappa-carragenato, y la preparación de (ii) una emulsión elaborada con un porcentaje superior al 80% de la fracción de aceite, permite comprobar que los porcentajes reivindicados para el procedimiento y obtención de la grasa sólida untable de la presente invención atienden a un desarrollo innovador que ofrece un efecto sorprendente y no es fruto de una alternativa obvia para un experto en la materia a partir de lo conocido.
Claims (7)
1. - Procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable obtenida a partir de una emulsión que comprende las siguientes etapas:
- Disolución de entre 0,72% y 0,78% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) en agua a una temperatura de al menos 4°C, donde el agua presenta un porcentaje entre 17,30% y 18,71% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida.
- Agitación durante al menos 3 minutos a una velocidad de 300 rpm.
- Adición a la disolución obtenida de 0,06% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida de alginato sódico y de 0,06% en peso de la composición total de la grasa sólida obtenida de K -carragenato, manteniendo la velocidad de agitación a 300 rpm durante al menos 5 minutos y obteniendo una fase acuosa formada por hidrocoloides homogéneamente mezclados.
- Adición de saborizantes manteniendo la velocidad de agitación a 300 rpm durante al menos 5 minutos, donde los saborizantes forman entre el 1,79% y el 1,94% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida.
- Adición lentamente de una fracción de aceite formada por un % en peso de entre 74% y 80% de la composición total de la grasa sólida untable obtenida manteniendo una velocidad de 400 rpm para la obtención de la emulsión.
- Refrigeración de la emulsión obtenida a una temperatura de, al menos, 4°C para la obtención de la grasa sólida untable.
Caracterizado por que la emulsión presenta, al menos, un 74% en volumen de fracción de aceite, siendo la fracción de aceite un aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional.
2. - Procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable obtenida a partir de una emulsión, según reivindicación 1§, caracterizado por que los saborizantes están formados por levadura inactiva y sal.
3. - Procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable obtenida a partir de una emulsión, según reivindicación 2§, caracterizado por que la levadura inactiva presenta un porcentaje entre 1,45% y 1,56% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida, mientras que la sal presenta un porcentaje entre 0,34% y 0,38% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida.
4. - Procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable obtenida a partir de una emulsión, según reivindicación 1§, caracterizado por que el aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional que integra la fracción de aceite está formado por aceite de oliva virgen extra y aceite de girasol alto oleico.
5. - Procedimiento de fabricación de una grasa sólida untable obtenida a partir de una emulsión, según reivindicación 4§, caracterizado por que el aceite de oliva virgen extra presenta un porcentaje entre 16,33% y 17,65% en peso de la composición total de la grasa sólida obtenida, mientras que el aceite de girasol alto oleico presenta un porcentaje entre 57,68% y 62,36% en peso de la composición total de la grasa sólida untable obtenida.
6. - Grasa sólida untable obtenida empleando el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que está formada por una emulsión integrada por una fase acuosa formada por los hidrocoloides HPMC, alginato sódico y K -carragenato disueltos en agua, una fracción de aceite formada por un aceite vegetal con un perfil lipídico de elevada calidad nutricional, y saborizantes, donde la fracción de aceite es, al menos, un 74% en volumen de la emulsión.
7. - Uso de la grasa sólida untable obtenida del procedimiento según una de las reivindicaciones de la 1§ a 5§, para su ingesta como producto alimenticio de forma untable.
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2023
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