ES2908238T3 - Productos alimenticios bajos en azúcar con alto contenido en fibra - Google Patents

Abstract

Un proceso para preparar una bebida baja en azúcar y alta en fibra que comprende el paso de poner en contacto un zumo natural o un producto listo para beber que contiene azúcar o una composición que comprende el mismo con al menos un tipo de células microbianas, en el que las células microbianas son células microbianas muertas, las células microbianas muertas son activas en la reducción del contenido de azúcar del zumo natural o producto listo para beber y en la conversión de monosacáridos o disacáridos en al menos un oligosacárido y/o polisacárido, obteniendo así una bebida de zumo procesado o producto listo para beber para beber con contenido reducido de azúcar y contenido elevado de al menos un oligosacárido y/o polisacárido en comparación con el zumo natural de partida o un producto listo para beber.

Description

DESCRIPCIÓN

Productos alimenticios bajos en azúcar con alto contenido en fibra

CAMPO DE LA INVENCIÓN

[0001] La presente invención proporciona procesos para producir productos alimenticios, que son bebidas con contenido reducido de azúcar enriquecido con fibras dietéticas. Las bebidas son bajas en calorías mientras conservan la prueba palatable del material de partida y contienen una cantidad beneficiosa de fibras dietéticas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0002] El aumento de la ingesta de energía dietética procedente de las bebidas es un factor importante que contribuye a la epidemia de obesidad observada en América del Norte durante las últimas décadas. Hoy en día, los estadounidenses consumen entre 150 y 300 calorías más por día que hace 30 años, y las bebidas calóricas representan el 50 % de este aumento. La ingesta energética de las bebidas actualmente representa el 21% de la ingesta energética diaria total en la población estadounidense en general. La evidencia de estudios humanos a corto plazo sugiere que las calorías consumidas en forma líquida tienen propiedades de saciedad débiles y provocan una compensación de energía deficiente en comparación con las calorías de los alimentos sólidos. Estos hallazgos sugieren que un aumento en el consumo de calorías líquidas puede resultar en un aumento de peso y, por el contrario, que una reducción en la ingesta de calorías líquidas puede conducir a una pérdida de peso. Incluso sin azúcar añadido, el zumo de frutas contiene aproximadamente la misma cantidad de azúcar que los refrescos. Los principales contribuyentes al contenido calórico de los jugos de frutas son los monosacáridos glucosa y fructosa. En las bebidas definidas por contener "100 por ciento de zumo de fruta", el azúcar proviene principalmente de la fructosa. Se sabe que la ingestión de glucosa estimula la liberación de sustancias químicas corporales (p. ej., insulina) que regulan la ingesta de alimentos. La fructosa, por otro lado, hace poco para suprimir el apetito y parece estar asociada preferentemente con la formación de nuevas células grasas.

[0003] Los microorganismos pueden reducir el contenido calórico del zumo mediante dos procesos principales: biomineralización y bioconversión.

[0004] Muchos organismos pueden lograr la conversión completa de los monosacáridos y disacáridos (glucosa, fructosa y sacarosa) en dióxido de carbono y agua (biomineralización por respiración aeróbica) en condiciones aeróbicas. El metabolismo de estos azúcares se logra de manera más eficiente mediante especies de levadura. Las levaduras se pueden clasificar en varios grupos según sus modos de producción de energía, utilizando la respiración o la fermentación. Las especies de levadura más conocidas, la levadura de panadería y de vino, Saccharomyces cerevisiae, se adaptan fácilmente a las diferentes condiciones de crecimiento. Por ejemplo, S. cerevisiae puede utilizar la glucosa en varias rutas diferentes, dependiendo de la presencia de oxígeno y otras fuentes de carbono. Por otro lado, las levaduras de los géneros Kluyveromyces, Rhodotorula y Cryptococcus son de respiración obligada (no fermentan ni crecen en ambientes con poco oxígeno).

[0005] La levadura Kluyveromyces no es sensible a las concentraciones de glucosa, a diferencia de S. cerevisiae. A altas concentraciones de glucosa, Saccharomyces utiliza el azúcar en etanol incluso en condiciones aeróbicas (efecto Crabtree). Kluyveromyces es Crabtree negativo y, por lo tanto, incluso a altas concentraciones de glucosa/fructosa produce biomasa, CO² y agua en condiciones aeróbicas, y no etanol. Además de E. coli y Aspergillus niger var awamori, K. lactis es uno de los principales organismos cultivados en la industria en fermentadores para producir quimosina a gran escala. La quimosina se utiliza para la producción de queso.

[0006] Las plantas, hongos y algunas bacterias son capaces de convertir monosacáridos en polisacáridos. Los polisacáridos como la celulosa, la hemicelulosa, las pectinas, las gomas, los mucílagos y la lignina son fibras dietéticas. Aunque estas fibras no están relacionadas químicamente, todas son resistentes a la descomposición por parte del sistema digestivo humano.

[0007] El polímero de glucosa celulosa es producido por todas las plantas como componente principal de la pared celular. La celulosa es el componente estructural de la pared celular primaria de las plantas verdes, muchas formas de algas y los oomicetos (una superfamilia de hongos). Algunas especies de bacterias son capaces de sintetizar celulosa y luego secretarla para formar biopelículas. La celulosa es un polisacárido que consta de una cadena lineal de varios cientos a más de diez mil unidades de D-glucosa unidas por (3(1^4) y es el compuesto orgánico más común en la Tierra. La celulosa no tiene sabor y es inodoro. En las plantas vasculares, la celulosa se sintetiza en la membrana plasmática mediante complejos terminales de roseta (RTC). Los RTC son estructuras proteicas hexaméricas, de aproximadamente 25 nm de diámetro, que contienen las enzimas de sintasa de celulosa que sintetizan las cadenas de celulosa individuales. Los RTC contienen al menos tres sintasas de celulosa diferentes. La síntesis de celulosa requiere la iniciación de la cadena seguida de la elongación de la cadena, dos procesos claramente separados. La enzima glucosiltransferasa de la isoforma de la proteína sintasa (CesA) inicia la polimerización de la celulosa utilizando un cebador esteroide, sitosterol-p-glucósido y difosfato de uridina (UDP)-glucosa. La sintasa de celulosa utiliza precursores de UDP-D-glucosa para alargar la cadena de celulosa en crecimiento.

[0008] Las bacterias de los géneros Aerobacter, Acetobacter, Achromobacter, Agrobacterium, Alacaligenes, Azotobacter, Pseudomonas, Rhizobium y Sarcina sintetizan celulosa. El miembro más ampliamente estudiado de la especie Acetobacter es A. xylinum, una especie que extruye cadenas de glucano desde los poros hacia el medio de crecimiento. Estas cadenas se agregan en microfibrillas, que se agrupan para formar cintas de celulosa microbiana. Varios tipos de azúcares se utilizan como sustrato. La producción ocurre principalmente en la interfaz de líquido y aire. Acetobacter xylinum es la bacteria productora de celulosa más prolífica de la naturaleza. Una sola célula típica puede convertir hasta 108 moléculas de glucosa en celulosa en una hora. La tasa de producción de celulosa es inmensa considerando que se pueden empaquetar hasta un millón de células en una gota de líquido y cada una de estas "fábricas" pueden convertir hasta 108 moléculas de glucosa por hora en celulosa.

[0009] Los fructanos son polímeros de fructosa producidos por plantas, levaduras, hongos y bacterias. Los fructanos con una longitud de cadena corta se conocen como fructooligosacáridos (FOS), mientras que los fructanos de cadena más larga se denominan inulinas o levanos. Los FOS se pueden preparar mediante la acción de transfructosilación de la enzima p-fructosidasa sobre la sacarosa. La mezcla resultante contiene oligosacáridos que tienen la fórmula general de Glucosa-Fructosan (GFn), con un rango de n de 1 a 5. Los FOS son producidos naturalmente por una gran variedad de microorganismos que incluyen: Aureobasidium pullulans, Aureobasidium sp., Arthrobacter sp. Aspergillus japonicus, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus phoenicis, Aspergillus sydowii, Claviceps purpurea, Fusarium oxysporum, Penicillium frecuentans, Penicillium spinulosum Phytophthora parasitica, Scopulariopsis brevicaulis y Saccharomyces cerevisiae.

[0010] Los fructanos más largos están compuestos por inulinas, que comprenden predominantemente enlaces glucosídicos p(2—^ 1), y levanos, que comprenden predominantemente enlaces glucosídicos p(2—6) entre unidades de fructosa adyacentes. De los FOS, el levan es producido naturalmente por microorganismos que incluyen una serie de especies Gram negativas, como Pantoea agglomerans, Erwinia amylovora, Acetobacter suboxydans, Gluconobacter oxydans y Aerobacter levanicum, así como algunas bacterias Gram positivas como Bacillus subtilis, Paenibacillus polymyxa, Bacillus amyloliquefaciens, Streptococcus mutans, Actinomyces viscosus y algunos miembros de Corynobacteria.

[0011] Los levanos forman carbohidratos no estructurales, que se pueden unir para formar supermoléculas compuestas por cientos de miles de unidades. Zymomonas mobilis y miembros de Acetobacter son las bacterias más investigadas con respecto a la producción de levan. Los fructanos, incluidos los levanos, son fibras dietéticas solubles que actúan modificando la naturaleza del contenido de la microflora del tracto gastrointestinal y modificando la absorbancia de otros nutrientes y sustancias químicas. Las fibras solubles absorben agua para convertirse en una sustancia gelatinosa y viscosa que es fermentada por bacterias en el tracto digestivo. La presencia de fructanos llena el estómago y proporciona sensación de saciedad, lo que ayuda a controlar el peso. Se ha sugerido que, debido a su viscosidad, las fibras solubles alteran la composición de la reserva de ácidos biliares, lo que da como resultado un nivel más bajo de colesterol y una disminución de la absorción de grasas en la dieta (Queenan K M et al. 2007. Nutr. 6:6-14). También se sugirió que retrasan la absorción de glucosa en el torrente sanguíneo evitando cambios significativos en el nivel de azúcar en la sangre. Las fibras dietéticas solubles pueden tener el efecto beneficioso adicional de reducir el estreñimiento y mejorar la regularidad.

[0012] Se han adoptado varios enfoques para reducir el contenido de azúcar en el zumo de frutas, con diferentes objetivos. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. N° 4.579.739 describe un proceso para la fabricación de una bebida carbonatada natural, que comprende fermentar un mosto con una combinación de al menos una levadura y al menos un lactobacilo, siendo el primero seleccionado del grupo de Saccharomyces cerevisiae y Kluyveromyces lactis. y el último se selecciona del grupo de Lactobacillus casei y Lactobacillus hilgardii seleccionados por su capacidad simbiótica y capacidad para producir un efecto organoléptico sinérgico que elimina todo regusto a levadura. El mosto se inocula de manera que los respectivos números de gérmenes de levadura y de gérmenes de lactobacilos por ml estén en una relación de 1:10 a 1:500. El mosto es una solución acuosa de azúcar fermentable que contiene también elementos naturales, en particular nitrógeno asimilable, necesarios para el crecimiento y la actividad de las levaduras. Por lo tanto, el mosto puede ser un zumo de frutas, un zumo de vegetales, un extracto de semillas, raíces u hojas de plantas.

[0013] La Patente de EE.UU. N° 4.971.813 describe un proceso para separar y recuperar los volátiles de aroma y sabor de los zumos de frutas o verduras y para reducir la cantidad de azúcar en los zumos. El proceso consiste en eliminar los volátiles de aroma/sabor del zumo formando un microaerosol rociando el zumo a un cierto rango de temperatura y en una cámara de vacío a temperaturas más bajas y luego tratando la fracción de zumo recuperada con levadura. El alcohol formado durante esta reacción de fermentación se elimina por destilación, preferiblemente mediante el mismo proceso de aerosolización que se eliminan los volátiles. Los volátiles de aroma y sabor se devuelven al zumo para proporcionar un zumo de frutas de buen sabor y bajo en calorías.

[0014] La Solicitud de Patente Japonesa N° JP1983198117 divulga un proceso para obtener una bebida fermentada con un bajo contenido alcohólico que tiene un sabor mejorado para beber. El proceso comprende añadir levadura cultivada preliminarmente de la especie Kluyveromyces lactis o Kluyveromyces fragilis a un zumo prensado de fruta o verdura, de manera que se lleva a cabo una fermentación alcohólica. A continuación, las células microbianas se separan para dar licor de fermentación, que puede concentrarse y/o secarse y ajustarse para dar la concentración de alcohol buscada, preferiblemente de menos del 1% (p/v) de etanol.

[0015] La Patente Europea N° EP0440975 describe un producto de fermentación con un contenido reducido de etanol producido a partir de zumos de frutas que contienen azúcar u otros sustratos que contienen azúcar. El producto se obtiene añadiendo del 0,01 al 5% en peso de levadura (reducida en materia seca) y, si se requiere, compuestos nitrogenados asimilables y/o compuestos fosforados a una primera porción del sustrato con un contenido en azúcares fermentables de 5 a 30 % en peso para inducir la fermentación y tratando la mezcla con 0,1 a 2 partes en volumen de aire o la cantidad de oxígeno equivalente al aire por parte en volumen de sustrato y minuto, hasta un contenido de etanol de 1 a 10 % en volumen, En particular, hasta un 7,5% en volumen, da como resultado el sustrato; en este punto se añade una segunda porción del sustrato con aireación continua con aire o con oxígeno.

[0016] La Patente Europea N° EP0554488 describe un proceso para reducir selectivamente el contenido de azúcar de los productos alimenticios que contienen azúcar conservando al mismo tiempo sus características sensoriales originales, excepto el "dulzor". El alimento original se somete a una fermentación controlada con una especie de microorganismo, se selecciona la especie más adecuada para el alimento en particular sobre la base de un análisis sensorial de acuerdo con la directriz ISO 8587 de varias especies de un microorganismo adecuado para la degradación del azúcar. Los productos alimenticios obtenidos tienen un contenido de azúcar reducido mientras que una característica equivalente en comparación con el producto de partida original.

[0017] La Publicación de Solicitud de EE. UU. N° 2004/0234658 describe un proceso para la reducción controlada del contenido de azúcar del zumo de frutas, en particular zumo de uva, que comprende someter el zumo de frutas original, si se desea preclarificado, a una ultrafiltración selectiva sustancialmente permeable a los azúcares, seguida de una nanofiltración selectiva sustancialmente impermeable a los azúcares. A continuación, el residuo resultante de la doble filtración se mezcla con el resto del permeado o concentrado de la ultrafiltración y, si se desea, con la porción de zumo de fruta original sin tratar, sometiéndose el permeado de la ultrafiltración a un tratamiento de eliminación o limitar los fenómenos de cristalización o de formación de sustancias molestas en el retenido o concentrado de nanofiltración.

[0018] La Publicación de Solicitud de Patente EE. UU. N° 2008/0044531 describe un método para tratar una bebida que contiene azúcar (p. ej., sacarosa, fructosa, glucosa) (p. ej., zumo de frutas, zumo de vegetales), que comprende poner en contacto una corriente de una bebida con un lecho empaquetado de material adsorbente iónico capaz de eliminar selectivamente el azúcar de la bebida y separar una bebida reducida en azúcar del lecho empaquetado. Se puede añadir un edulcorante natural y/o artificial de alta intensidad a la bebida disminuida en azúcar para producir un producto de bebida que tenga un sabor y un contenido nutricional similares a los de la bebida original, pero que contenga una menor cantidad de calorías. La bebida reducida en azúcar también se puede utilizar como aromatizante para la industria de bebidas y alimentos; o como componente de ingrediente para alimentos con calorías reducidas y completas (p. ej., jaleas, dulces, etc.). La bebida reducida en azúcar se puede concentrar a un nivel más alto usando menos energía en comparación con los zumos estándar. El concentrado resultante también genera importantes costos de envío y almacenamiento congelado en comparación con los concentrados de zumo estándar.

[0019] La Patente de EE. UU. N° 9.375.027 describe zumos de frutas, purés y otros productos alimenticios en los que una parte de los azúcares disponibles en los productos de frutas se convierte en polímeros no digeribles, lo que reduce el contenido energético y aumenta simultáneamente el valor nutricional por formando componentes prebióticos en los establos del producto en los zumos. Además, se describe un método para fabricar zumos y purés, que permite conservar todos los componentes excepto los azúcares que se encuentran naturalmente en la fruta.

[0020] La Publicación de Solicitud de EE. UU. N° 2013/0216652 describe un método para reducir el contenido de azúcar intrínseco en un producto alimenticio, como un zumo o un producto a base de azúcar listo para beber, poniendo en contacto el producto alimenticio con cantidades suficientes de al menos una transglucosidasa en condiciones suficientes para convertir enzimáticamente los azúcares intrínsecos del producto alimenticio en carbohidratos no digeribles y oligosacáridos no digeribles, tales como fructooligosacáridos y glucooligosacáridos para formar así un producto más nutritivo. La invención también se refiere a productos alimenticios nutritivos producidos por los métodos de la invención.

[0021] La Patente China N° CN103190665 describe un método para producir bebidas fermentadas de vegetales y frutas naturales que comprende los pasos de mezclar diferentes tipos de zumo de vegetales y frutas en la misma proporción de peso diluido con agua para formar una suspensión; hidrolizar con celulosa; agregar polvo de oligopéptido de maíz y azúcar, esterilizar y enfriar; inocular bacterias de ácido láctico, fermentar, agregar carbonato de calcio y luego fermentar continuamente con Leuconostoc mesenteroides; inocular levadura seca de alta actividad, fermentar, esterilizar y enfriar; y filtrado y homogeneización. También se describen bebidas fermentadas de frutas y verduras naturales producidas por el proceso.

[0022] La Publicación de Solicitud de Patente China N° CN105341589 se refiere a una bebida fermentada de banana preparada mezclando 40-60 partes de pulpa de banana, 4-10 partes de harina de malta de trigo, 8-20 partes de zumo de cítricos, 12-20 partes de miel, 2-8 partes de ácido cítrico, 8-18 partes de azúcar de caña y 0,2-1 parte de factores prebióticos para formar una mezcla, y hervir la mezcla. También se describe una bebida de banana fermentada producida por el método, que combina las respectivas ventajas y funciones de la miel puramente natural y la pulpa de banana para que la nutrición de la bebida sea más rica y tenga un efecto positivo en la salud del cuerpo humano. Además, la bebida también tiene las ventajas de ser fragante y apetecible, de buena estabilidad y de largo tiempo de almacenamiento.

[0023] La Publicación de Solicitud Internacional (PCT) N° WO 2016/131432 divulga zumo de frutas sin alcohol con bajo contenido de azúcar. La invención describe un método que comprende la degradación fermentativa de fructosa y/o glucosa para formar alcoholes de azúcar edulcorantes por medio de microorganismos especiales, tales como Leuconostoc mesenteroides, Monitieila tomentasa y Candida magnolia y la degradación enzimática de glucosa para formar ácido glucónico y peróxido de hidrógeno por medio de de glucosa oxidasa.

[0024] La Publicación de Solicitud Internacional (PCT) n° WO 2007/061918 se refiere a un proceso in situ para producir fructooligosacáridos en un producto alimenticio poniendo en contacto el producto alimenticio con una fructosiltransferasa para convertir enzimáticamente sacarosa en fructooligosacáridos en el producto alimenticio. El aumento de fructooligosacáridos da como resultado un aumento del contenido de fibra dietética del producto alimenticio.

[0025] La Publicación de Solicitud internacional (PCT) N° WO 2015/123063 proporciona un método para preparar una bebida baja en calorías y alta en fibra insoluble que comprende el tratamiento de una bebida que contiene sacarosa con una glucosiltransferasa para convertir la sacarosa en alfa (1-3) glucano para hacer la bebida baja en calorías y alta en fibra insoluble.

[0026] Sin embargo, existe una necesidad reconocida y sería muy ventajoso tener un proceso de bajo costo para reducir el contenido de azúcar de bebidas de zumo de frutas o vegetales mientras se enriquece el zumo con fibras dietéticas y bebidas de zumo así obtenidas.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0027] La presente invención proporciona un proceso para reducir el contenido de azúcar en bebidas, particularmente en zumo obtenido de frutas o verduras y enriquecer la bebida con fibras dietéticas, alcoholes de azúcar (edulcorantes naturales bajos en calorías) y correctores de acidez.

[0028] La presente invención se basa en parte en el descubrimiento inesperado de que el contacto de zumo de frutas, particularmente zumo de manzana con ciertos microorganismos o con una combinación particular de levadura y bacteria u hongo en forma muerta o viva) da como resultado no solo la reducción del contenido de azúcar del zumo (incluyendo sacarosa, fructosa y glucosa) sino también en la conversión del mono o disacárido de azúcar en oligosacárido y/o polisacáridos, alcohol de azúcar y ácido glucónico. El zumo resultante tiene un bajo contenido de azúcar y calorías y contiene oligo y/o polisacáridos dietéticos beneficiosos que contribuyen a la digestión y la sensación de saciedad de una persona que lo consume. El (los) microorganismo(s) vivo(s) o muerto(s) agregado(s) no tiene(n) efecto negativo sobre el sabor del zumo que mantiene sus características apetecibles pero con dulzura reducida. Cuando se utilizan microorganismos muertos, se eliminan de una determinada manera que preserva la actividad de las enzimas dentro de la célula del microorganismo muerto.

[0029] El proceso de la presente invención es ventajoso sobre los procesos conocidos hasta ahora para producir productos alimenticios de oligo y/o polisacáridos con bajo contenido de azúcar al menos en que (1) se utilizan células microbianas intactas (vivas o muertas), de modo que no hay necesidad de usar enzimas aisladas costosas, ni microorganismos o enzimas modificados genéticamente y las células microbianas son activas tanto para reducir la cantidad de monosacáridos y disacáridos presentes en el zumo como para convertir los azúcares en oligosacáridos y/o polisacáridos; (2) Las células, en particular las células muertas, pueden inmovilizarse y opcionalmente empaquetarse más en columnas o lechos para facilitar su manipulación; (3) la reducción en el contenido de azúcar es el resultado de la reducción en el contenido de todas las sacarinas glucosa, fructosa y sacarosa principales típicamente presentes en los productos alimenticios dulces; y (4) se producen productos beneficiosos adicionales, incluidos sorbitol y ácidos glucónicos.

[0030] De acuerdo con ciertos aspectos, la presente invención proporciona un proceso para preparar una bebida baja en azúcar y alta en fibra que comprende el paso de poner en contacto un zumo natural o un producto listo para beber que contiene azúcar o una composición que comprende el mismo con al menos un tipo de células microbianas, donde las células microbianas son células microbianas muertas, las células microbianas muertas son activas en la reducción del contenido de azúcar del zumo natural o producto listo para beber y en la conversión de monosacáridos o disacáridos en al menos un oligosacárido y/o polisacárido, obteniendo así una bebida de zumo procesada o producto listo para beber con contenido reducido de azúcar y contenido elevado de al menos un oligosacárido y/o polisacárido en comparación con el zumo natural de partida o producto listo para beber.

[0031] Según las enseñanzas de la presente invención, se puede utilizar cualquier método conocido en la técnica para obtener células microbianas muertas no viables y no proliferativas que conservan la actividad de convertir monosacáridos o disacáridos en oligosacáridos y/o polisacáridos..

[0032] De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, las células microbianas muertas se obtienen mediante la exposición de células vivas a entre aproximadamente el 50 % y aproximadamente el 90 % de etanol. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares adicionales, las células microbianas se obtienen mediante la exposición de células vivas a etanol al 50%-90 % durante aproximadamente 30 min.

[0033] Debe entenderse explícitamente que, cuando corresponda, las células microbianas muertas mantienen la integridad y/o la funcionalidad de la pared celular. La presencia de pared celular puede ayudar a usar la célula microbiana muerta en forma suspendida así como en forma inmovilizada de acuerdo con ciertas formas de realización de la invención. De acuerdo con ciertas formas de realización, la membrana celular (también denominada membrana plasmática o plasmalema) se rompe al menos parcialmente.

[0034] Según ciertas formas de realización, las células microbianas muertas se inmovilizan en o sobre una matriz.

[0035] Según determinadas formas de realización, el zumo natural de partida, el producto listo para beber o la composición que lo comprende tiene un pH inferior a 7,0. De acuerdo con algunas formas de realización, el pH del zumo natural de partida, el producto listo para beber o la composición que comprende el mismo es de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 6,5.

[0036] Según ciertas formas de realización, el zumo natural de partida, el producto listo para beber es un líquido.

[0037] Según determinadas formas de realización, el pH del zumo natural o del producto listo para beber es de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 4,5.

[0038] De acuerdo con ciertas formas de realización, la bebida de zumo procesada obtenida o el producto listo para beber comprende además al menos un alcohol de azúcar. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, el alcohol de azúcar es sorbitol.De acuerdo con ciertas formas de realización, la bebida de zumo procesada obtenida o el producto listo para beber comprende además ácido glucónico. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, la bebida de zumo procesada obtenida o el producto listo para beber comprende además sorbitol y ácido glucónico.

[0039] Según determinadas formas de realización, la bebida de zumo procesada obtenida o el producto listo para beber comprende un contenido reducido de fructosa, sacarosa y glucosa en comparación con su contenido en el producto alimenticio de partida que contiene azúcar.

[0040] De acuerdo con ciertas formas de realización, la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber obtenido por el proceso de la invención tiene un sabor y aroma equivalentes a los del producto alimenticio de partida con dulzura reducida.

[0041] De acuerdo con ciertas formas de realización, la conversión de monosacáridos o disacáridos (glucosa/fructosa/sacarosa) en oligosacáridos y/o polisacáridos no está asociada con la producción de subproductos nocivos no aptos para el consumo humano.

[0042] De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, el oligo o polisacárido producido es un polímero de fructosa. De acuerdo con algunas formas de realización, el polímero de fructosa es fructano, que incluye oligosacáridos de cadena corta (fructooligosacárido, FOS) y polisacáridos de fructano de cadena larga. De acuerdo con algunas formas de realización ejemplares, el polisacárido de fructano es levan.

[0043] La bebida de zumo o producto listo para beber obtenido mediante el proceso de la invención puede comprender polisacárido(s) en una concentración de aproximadamente 1 mg a aproximadamente 15 g por 100 ml de zumo (0,001 % a 15 % p/v).

[0044] Las células microbianas muertas y el zumo natural inicial o el producto listo para beber se ponen en contacto durante un tiempo suficiente y en condiciones adecuadas para reducir el contenido de azúcar del zumo natural inicial o el producto listo para beber y convertir el mono- o disacáridos, particularmente fructosa, glucosa y sacarosa a polisacárido(s). El tiempo y las condiciones de incubación exactos dependerían del tipo de producto alimenticio de partida y del tipo de células microbianas utilizadas.

[0045] Según determinadas formas de realización, el zumo natural puede ser un zumo claro, una suspensión de zumo e incluso un puré.

[0046] De acuerdo con ciertas formas de realización, poner en contacto las células microbianas con el zumo natural de partida o el producto listo para beber o una composición que comprende el mismo comprende agregar las células microbianas muertas al zumo natural de partida o el producto listo para beber o a la composición que comprende el mismo. De acuerdo con estas formas de realización, el método opcionalmente comprende además separar las células microbianas del zumo natural, el producto listo para beber o la composición después del tiempo de incubación requerido.

[0047] Según ciertas formas de realización ejemplares, las células microbianas muertas se inmovilizan sobre o dentro de una matriz.

[0048] De acuerdo con algunas formas de realización, poner en contacto las células microbianas con el zumo natural de partida, el producto listo para beber o una composición que comprende el mismo comprende agregar la matriz que contiene las células microbianas muertas inmovilizadas al zumo natural de partida, el producto listo para beber o a la composición que lo comprende. De acuerdo con estas formas de realización, el método comprende además separar la matriz del zumo natural, producto listo para beber o la composición después del tiempo de incubación requerido. Según algunas formas de realización, la matriz tiene forma de perlas.

[0049] Según determinadas formas de realización, la matriz se empaqueta en un lecho o en una columna. De acuerdo con estas formas de realización, poner en contacto las células microbianas con el zumo natural de partida, el producto listo para beber o una composición que los comprende incluye pasar el zumo natural de partida, el producto listo para beber o una composición que los comprende a través de la columna. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, el zumo natural de partida, el producto listo para beber o la composición que comprende el mismo se pasa a través de la columna a una velocidad de 0,01 a 10 volúmenes de columna por hora.

[0050] De acuerdo con ciertas formas de realización, las células microbianas se seleccionan del grupo que consiste en levadura, bacterias y una combinación de las mismas.

[0051] Según ciertas formas de realización, la levadura se selecciona del grupo que consiste en Xanthophyllomyces dendrorhous Kluyveromyces lactis, Ogataea polymorpha, Metschnikowia fructicola, Saccharomyces cerevisiae, levadura aislada de aceitunas y cualquier combinación de las mismas. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención.

[0052] Según algunas formas de realización, la levadura es Xanthophyllomyces dendrorhous. Según algunas formas de realización, la levadura es de especies negativas de Crabtree. Como se usa aquí, el término ''Crabtree negativo" se refiere a la capacidad de la levadura para convertir el azúcar en biomasa, CO² y agua en condiciones aeróbicas, sin producción de etanol o insignificante. De acuerdo con estas formas de realización, la levadura se selecciona del grupo que consiste en Kluyveromyces lactis, Ogataea polymorpha, Metschnikowia fructicola, levadura aislada de aceitunas y cualquier combinación de las mismas.

[0053] Según ciertas formas de realización, las bacterias se seleccionan del grupo que consiste en Zymomonas mobilis, Acetobacterxylinum Sarcina ventriculi, Gluconobacterxylinus, Pseudomonas sp. #142 (también llamado Cupriavidus sp. ATTC 55702), Microbacterium laevaniformans, Paenibacillus polymyxa, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis (anteriormente conocido como Bacillus natto), Bacillus macerans, Streptococcus Salivarius, Leuconostoc mesenteroides Aerobacter levanicum (también llamado Herbicola) y cualquier combinación de los mismos. Cada posibilidad representa una realización separada de la presente invención.

[0054] Según determinadas formas de realización, las células microbianas son células muertas de la bacteria Zymomonas mobilis.

[0055] Según formas de realización ejemplares adicionales, las células microbianas son células muertas de la bacteria Bacillus licheniformis.

[0056] Según ciertas formas de realización, el proceso comprende poner en contacto el producto alimenticio de partida con una combinación de células muertas de al menos una especie de levadura y al menos una especie de bacteria u hongo.

[0057] De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, en las que se usa una combinación de células de levadura y bacterias u hongos, la levadura se selecciona del grupo que consiste en Xanthophyllomyces dendrorhous, Kluyveromyces lactis, Ogataea polymorpha, Metschnikowia fructicola, Saccharomyces cerevisiae y levadura aislada de aceitunas. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, la levadura es Kluyveromyces lactis. De acuerdo con otras formas de realización ejemplares, la levadura es Metschnikowia fructicola.

[0058] De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, cuando se usa una combinación de al menos una especie de levadura y al menos una especie de bacteria, la bacteria se selecciona del grupo que consiste en Zymomonas mobilis, Acetobacter xylinum Sarcina ventriculi, Gluconobacter xylinus, Pseudomonas sp. #142 (también llamado Cupriavidus sp. ATTC 55702) Microbacterium laevaniformans, Paenibacilluspolymyxa, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis (anteriormente conocido como Bacillus natto), Bacillus macerans, Streptococcus Salivarius, Leuconostoc mesentericum y Aerobacter levanicola (también llamado). Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención.

[0059] Según ciertas formas de realización ejemplares adicionales, cuando se usa una combinación de células muertas de levadura y células muertas de bacterias, las células bacterianas son de la bacteria Zymomonas mobilis. De acuerdo con formas de realización ejemplares adicionales, las células bacterianas son de Bacillus licheniformis.

[0060] De acuerdo con otras formas de realización ejemplares, cuando las células muertas son de un hongo o una combinación de levadura y hongo, el hongo se selecciona del grupo que consiste en Aureobasidium pullulans, Aspergillus japonicus, Aspergillus niger, Aspergillus foetidus Aspergillus oryza, Sclerotinia sclerotiorum y Scopulariopsis brevicaulis. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención. Según determinadas formas de realización, las células microbianas muertas son del hongo Aspergillus japonicus.

[0061] Según ciertas formas de realización, se utiliza una combinación de células muertas de levadura y células muertas de bacterias u hongos.

[0062] De acuerdo con ciertas formas de realización, poner en contacto el zumo natural inicial o el producto listo para beber con las células microbianas muertas comprende suspender las células microbianas en el producto alimenticio inicial o una composición que comprende el mismo, en donde el proceso comprende además separar las células microbianas del alimento procesado o de la composición que lo comprende. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares actualmente, poner en contacto el zumo natural inicial o el producto listo para beber con las células microbianas muertas comprende hacer pasar una corriente del producto alimenticio inicial o una composición que comprende el mismo en contacto con células microbianas muertas inmovilizadas, donde el proceso comprende además recoger el zumo procesado o producto listo para beber o la composición que lo comprende.

[0063] Las condiciones en las que las células microbianas muertas se ponen en contacto con el producto alimenticio de partida, incluidas, entre otras, la temperatura, el pH, la concentración de oxígeno y la duración, dependen de las especies de células microbianas (incluidas levaduras, bacterias y hongos), combinación de las mismas y el tipo del producto alimenticio de partida. Inesperadamente, la presente invención muestra ahora la conversión de fructosa, glucosa y sacarosa en oligosacáridos y/o polisacáridos en condiciones de pH ácido. El pH ácido es el pH típico de los zumos naturales.

[0064] Según algunas formas de realización, el proceso comprende además repetir el paso de poner en contacto el producto alimenticio de partida con las células microbianas muertas al menos una vez.

[0065] Según ciertas formas de realización, el proceso se realiza como un proceso por lotes, un proceso semicontinuo, un proceso continuo o una combinación de los mismos. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención.

[0066] De acuerdo con ciertas formas de realización, el proceso comprende además la etapa de eliminación de etanol. La eliminación de etanol se puede realizar mediante cualquier método conocido en la técnica. De acuerdo con ciertas formas de realización, el contenido de etanol en la bebida de zumo o producto listo para beber resultante es inferior al 0,5% v/v. Según formas de realización adicionales, la concentración de etanol está por debajo del 0,1 % (v/v).

[0067] Según algunas formas de realización, el proceso comprende además agregar un edulcorante artificial a la bebida de zumo procesada obtenida o al producto listo para beber que tiene un contenido reducido de azúcar y un contenido elevado de oligosacáridos y/o polisacáridos.

[0068] De acuerdo con algunas formas de realización, las condiciones estériles se mantienen durante todo el proceso. De acuerdo con formas de realización adicionales o alternativas, el proceso comprende además pasteurizar la bebida de zumo procesada obtenida o el producto listo para beber que tiene un contenido reducido de azúcar y un contenido elevado de oligosacáridos y/o polisacáridos.

[0069] Según otras formas de realización adicionales, el proceso comprende además concentrar la bebida procesada obtenida que tiene un contenido reducido de azúcar y un contenido elevado de oligosacáridos y/o polisacáridos, con o sin pasteurización previa.

[0070] El al menos un tipo de células microbianas muertas puede ser de la levadura Aureobasidium pullulans.

[0071] Según formas de realización ejemplares adicionales, el zumo natural de partida o un producto listo para beber se pone en contacto con una combinación de Aureobasidium pullulans y Zymomonas mobilis.

[0072] Otros objetos, características y ventajas de la presente invención quedarán claros a partir de la descripción y los dibujos siguientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

[0073]

FIG. 1 muestra los niveles de glucosa y fructosa en zumo de manzana procesado después de pasar a través de una columna que contiene células muertas de Zymomonas mobilis en comparación con los niveles en el zumo inicial no tratado.

FIG. 2 demuestra la disminución de la concentración de sacarosa en función del tiempo. Se demuestra una disminución del 29% después de 18,5 horas utilizando la levadura Aureobasidium pullulans.

FIG. 3 demuestra la reducción en el contenido de azúcar y la producción de sorbitol y ácido glucónico en el zumo de manzana después de incubación con células muertas de Zymomonas mobilis inmovilizadas. Fig. 3A: contenido de sacarosa, Fig. 3B: sorbitol. Fig. 3C: ácido glucónico. Control - a partir de zumo de manzana. 2hcontenido después de dos horas de incubación. 22h - contenido después de 22 horas de incubación.

FIG.4 muestra los cambios en el contenido de azúcar del zumo de manzana durante la incubación con diferentes microorganismos. Fig. 4A: Kluyveromyces lactis. Fig. 4B: Zymomonas mobilis. Fig. 4C: Gluconobacterxylinus. FIG. 5 muestra los cambios en BRIX del zumo de manzana durante la incubación con diferentes microorganismos.

FIG. 6 muestra la reducción de BRIX por contacto repetido con Bacillus licheniformis.

FIG. 7 muestra el efecto de diferentes condiciones de crecimiento sobre los cambios en BRIX de zumo de manzana incubado con Aspergillus japonicus. Fig. 7A: efecto de la aireación y la temperatura de crecimiento. Fig. 7B: efecto del pH del zumo. Fig. 7C: efecto de la adición de extracto de levadura. Fig. 7D: Efecto de la adición de nitrato de amonio. Fig. 7E: Efecto de la adición de peptona o sacarosa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

[0074] La presente invención proporciona un proceso para reducir el contenido de azúcar de los productos alimenticios que contienen azúcar, que son bebidas de zumo natural o productos listos para beber, y al mismo tiempo elevar el contenido de fibras dietéticas en el producto alimenticio sin afectar negativamente otras características del zumo natural o de un producto listo para beber, en particular sin afectar negativamente el olor y el sabor, reduciendo únicamente su dulzura. El proceso único de la invención es ventajoso sobre los procesos conocidos hasta ahora, al menos en que es simple de operar y emplea células microbianas muertas intactas, que pueden inmovilizarse mientras se conservan las capacidades enzimáticas, sin la necesidad de usar enzimas aisladas costosas y/o modificadas genéticamente. La bebida procesada resultante es baja en calorías al tiempo que proporciona al consumidor una sensación de saciedad y conserva el aroma y el sabor del zumo natural de partida o de un producto listo para beber. La bebida procesada no contiene ninguna cantidad significativa de células microbianas, ni de enzimas. Cuando la bebida es un zumo, el zumo obtenido por el proceso de la presente invención no está carbonatado y está esencialmente desprovisto de alcohol.

[0075] La presente invención ahora describe poner en contacto un zumo natural o un producto listo para beber que contiene azúcar con un tipo o tipos particulares de células microbianas muertas, preservando la capacidad de las correspondientes células microbianas vivas de reducción de azúcar y conversión de mono y disacáridos a oligo y/o polisacáridos. En aspectos particulares, la presente invención describe combinaciones de células de levadura y especies de bacterias u hongos que proporcionan esta doble actividad.

Definiciones

[0076] Las formas singulares “un”, “una”, “el” y “ella” incluyen referentes plurales a menos que el contexto dicte claramente lo contrario.

[0077] A menos que el contexto requiera claramente lo contrario, a lo largo de la especificación, las palabras "comprende", "que comprende" y similares deben interpretarse en un sentido inclusivo en oposición a un sentido exclusivo o exhaustivo; es decir, en el sentido de "incluyendo, pero no limitado a".

[0078] La palabra "aproximadamente", tal como se utiliza en la memoria descriptiva, debe entenderse generalmente que se refiere a ambos números en un rango de números, y se refiere al número ± 5%. Además, debe entenderse que todos los rangos numéricos en este documento incluyen cada número entero dentro del rango.

[0079] Como se usa en el presente documento, el término "monosacárido" se refiere a un azúcar simple, como la glucosa o la fructosa, que no se hidroliza para producir otros azúcares.

[0080] Como se usa en el presente documento, el término "disacárido" se refiere a cualquier compuesto que comprende dos unidades de monosacárido unidas covalentemente. El término abarca pero no se limita a compuestos tales como sacarosa, lactosa y maltosa. El término "sacarosa" significa un disacárido compuesto por 1 mol de D-glucosa y 1 mol de D-fructosa en el que el átomo de carbono C-1 de la glucosa y el átomo de carbono C-2 de la fructosa participan en el enlace glucósido.

[0081] Como se usa en el presente documento, el término "oligosacárido" se refiere a un compuesto que tiene de 2 a 10 unidades de monosacárido unidas por enlaces glucosídicos. El término "fructo-oligosacáridos" (FOS) significa oligosacáridos de cadena corta compuestos por unidades de D-fructosa y D-glucosa. Por ejemplo, algunos FOS comprenden una molécula de D-glucosa en la posición terminal y de 2 a 6 unidades de D-fructosa. El enlace entre los residuos de fructosa en los FOS son enlaces glucosídicos p-(2-1).

[0082] El término "polisacárido", como se usa en el presente documento, se refiere a moléculas poliméricas de carbohidrato compuestas de cadenas largas de unidades de monosacárido unidas entre sí por enlaces glucosídicos y por hidrólisis dan los monosacáridos u oligosacáridos constituyentes. Varían en estructura desde estructura lineal hasta estructura altamente ramificada. Según determinadas formas de realización, el polisacárido de la invención es el fructano. Los fructanos están formados por residuos de fructosa, normalmente con una unidad de sacarosa (es decir, un disacárido de glucosa-fructosa) en lo que de otro modo sería el extremo reductor. La posición de enlace de los residuos de fructosa determina el tipo de fructano. El enlace normalmente ocurre en uno de los dos hidroxilos primarios (OH-1 o OH-6), y hay dos tipos básicos de fructano simple:

1 -enlazado: en inulina, los residuos de fructosilo están enlazados por enlaces p-2,1.

6-enlazado: en levan (o fleína), los residuos de fructosilo están unidos por enlaces p-2,6.

[0083] Un tercer tipo de fructanos, el tipo graminano, contiene enlaces p-2,1 y enlaces p-2,6.

[0084] Los términos "fibras dietéticas" se refieren a la porción no digerible de alimentos derivados de plantas. Las fibras dietéticas incluyen (1) fibra soluble, que se disuelve en agua, se fermenta fácilmente en el colon en gases y subproductos fisiológicamente activos, y puede ser prebiótica y viscosa; retrasa el vaciado gástrico lo que a su vez puede provocar una sensación de saciedad prolongada; y (2) fibra insoluble, que no se disuelve en agua, es metabólicamente inerte y proporciona volumen, o puede ser prebiótica y metabólicamente fermentada en el intestino grueso; Las fibras voluminosas absorben agua a medida que se mueven a través del sistema digestivo, lo que facilita la defecación. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, el término "fibras dietéticas" se usa aquí para referirse a fibras solubles.

[0085] Como se usa aquí, los términos "células vivas", "células activas" y "células vivientes" con referencia a células microbianas se usan aquí indistintamente y se refieren a células que proliferan cuando se cultivan en un medio compatible y se encuentra que son viables cuando examinado en una prueba de viabilidad (p. ej., tinción con yoduro de propidio).

[0086] Como se usa en el presente documento, el término "células muertas" con referencia a células microbianas se refiere a células que no proliferan cuando se cultivan en un medio compatible y se descubre que no son viables cuando se examinan en una prueba de viabilidad (por ejemplo, tinción con yoduro de propidio), mientras se mantiene la capacidad de las células vivas correspondientes de reducir el contenido de azúcar dentro de un producto alimenticio y convertir monosacáridos o disacáridos en oligosacáridos y/o polisacáridos, al menos hasta cierto punto.

[0087] Como se usa en el presente documento, los términos "enzima libre" o "enzimas libres" se refieren a una enzima o enzimas no asociadas con células microbianas o a una enzima aislada. De acuerdo con ciertas formas de realización, el término se refiere a enzimas aisladas añadidas deliberadamente al producto alimenticio de partida.

[0088] Como se usa en este documento, los términos "volumen de columna/hora", "volumen de lecho/hora" y "volumen de matriz/hora" se usan aquí de manera intercambiable y se refieren a 1 unidad de volumen del fluido que pasa a la misma unidad de volumen de la matriz/lecho/columna en una hora.

[0089] De acuerdo con un aspecto, la presente invención proporciona un proceso para preparar un producto alimenticio bajo en azúcar y alto en fibra que comprende el paso de poner en contacto un zumo natural o un producto listo para beber que contiene azúcar o una composición que comprende el mismo con al menos un tipo de células microbianas muertas, en el que las células microbianas tienen la capacidad de reducir el contenido de azúcar del producto alimenticio y de convertir monosacáridos o disacáridos en oligosacáridos y/o polisacáridos, obteniendo así un producto alimenticio con un contenido reducido de azúcar y un contenido elevado de oligosacáridos y /o contenido de polisacáridos.

[0090] Los métodos para destruir las células microbianas conservando al mismo tiempo la capacidad de las células microbianas muertas para convertir mono o disacáridos en oligo y/o polisacáridos son conocidos en la técnica. Los métodos usados comúnmente en la técnica incluyen la incubación de células vivas en una solución que comprende etanol; sales biliares o compuestos similares a sales biliares (por ejemplo, colato de sodio); detergentes sintéticos (por ejemplo, Tween 20, SDS, Triton X100); aldehídos como glutaraldehído; o formaldehído. La concentración de la solución y la densidad microbiana de las células se determinan según el tipo de solución y de las células microbianas, como es sabido por el experto en la materia.

[0091] De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, las células muertas se obtienen aislando células microbianas vivas de los medios de crecimiento por centrifugación e incubando el sedimento con etanol al 70% a una concentración de 1 g de células en 1 litro de etanol al 70% durante 1 hora. Según determinadas formas de realización, al final de la incubación, las células se separan de la solución y se inmovilizan. Según algunos ejemplos de realización, la matriz de inmovilización es alginato. La matriz que contiene las células microbianas muertas puede esterilizarse más mediante la circulación de etanol al 70 % dentro de la matriz.

[0092] Cualquier método conocido en la técnica para forzar el zumo fuera del material de origen y, opcionalmente, pretratar el zumo obtenido antes de someterlo al proceso de la presente invención puede usarse con las enseñanzas de la presente invención.

[0093] De acuerdo con ciertas formas de realización, el zumo se extrae del material de origen exprimiéndolo o triturándolo.

Los términos "exprimir" y "triturar" tal como se utilizan aquí, pretenden comprender cualquier procedimiento de desintegración que proporciona a partir de las partes comestibles del material de origen un fluido, una pasta o una suspensión de cualquier densidad o grosor. Dicho exprimido o triturado proporciona un zumo natural a partir del cual se fabrican los productos de zumo de la invención, en donde el zumo natural puede tener una consistencia de pulpa líquida, suspendida, puré, suspensión o puré. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, el material de origen es fruta.

[0094] Se puede procesar cualquier zumo de fruta o verdura que contenga azúcar de acuerdo con las enseñanzas de la presente invención. Así, el proceso es igualmente aplicable a manzana, arándano, pera, melocotón, ciruela, albaricoque, nectarina, uva, cereza, grosella, frambuesa, grosella, mora, arándano, fresa, limón, naranja, pomelo, patata, tomate, apio, ruibarbo, zanahoria, remolacha, pepino, piña, chirimoya, coco, granada, kiwi, mango, papaya, plátano, sandía y melón. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención. De acuerdo con algunas formas de realización ejemplares, el zumo es de manzana, pera, arándano, naranja, fresa, uva o cereza. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención.

[0095] El proceso de la invención combina la reducción del contenido de azúcar del zumo natural con la producción de fibras dietéticas dentro del producto alimenticio, particularmente zumo, de una manera eficiente y rentable. El uso de microorganismos como productores de las enzimas requeridas para dicha transformación de azúcares simples en fibras dietéticas elimina la necesidad de aislar y purificar las enzimas. El uso de células microbianas muertas es incluso más ventajoso ya que las células muertas, una vez producidas, no son sensibles a las condiciones ambientales y, además, la actividad enzimática no está sujeta a condiciones limitantes de la velocidad, por ejemplo, la inhibición de la retroalimentación del sustrato. Inesperadamente, la conversión de azúcar simple en oligosacáridos y/o polisacáridos según las enseñanzas de la invención también se produjo a pH ácido. Hasta ahora, se ha demostrado que las enzimas activas en dicha conversión son activas solo alrededor del pH natural. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, las células microbianas muertas se inmovilizan dentro de una matriz, típicamente perlas. La matriz que contiene células microbianas se puede añadir directamente al zumo natural o a una composición que comprenda la misma de manera que el zumo natural se ponga en contacto con las células microbianas durante la incubación. Alternativamente, la matriz que contiene células microbianas se empaqueta para formar un lecho o una columna y el zumo natural entra en contacto con las células microbianas al pasar el zumo natural a través del lecho o la columna.

[0096] Como se usa en este documento, los términos "reducción del contenido de azúcar" o "contenido de azúcar reducido" se refieren a un nivel de concentración de azúcar, particularmente glucosa, fructosa y sacarosa en un zumo natural que es menor que el nivel de concentración de azúcar en un producto alimenticio correspondiente, que no ha estado en contacto con las células microbianas según las enseñanzas de la invención.

[0097] De acuerdo con cierta forma de realización, el contenido total de azúcar en la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber obtenido por el proceso de la presente invención se reduce en al menos un 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% y 95% o más en comparación con el contenido total de azúcar en el zumo natural de partida o en un producto listo para beber. De acuerdo con algunas formas de realización, el contenido de fructosa en la bebida de zumo procesada o lista para beber se reduce en al menos un 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% y 95% o más en comparación con su contenido en el zumo natural de partida o en un producto listo para beber. De acuerdo con algunas formas de realización, el contenido de sacarosa en la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber se reduce en al menos un 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% y 95% o más en comparación con su contenido en el zumo natural de partida o en un producto listo para beber. De acuerdo con algunas formas de realización, el contenido de glucosa en la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber se reduce en al menos un 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, 45 %, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% y 95% o más en comparación con su contenido en el zumo natural de partida o listo para beber producto.

[0098] De acuerdo con ciertas formas de realización, el proceso de la presente invención proporciona una producción estable de oligo y/o polisacáridos, es decir, no hay reducción o es insignificante en el contenido de oligo y/o polisacáridos en la bebida de zumo procesada o producto preparado para beber.

[0099] De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, cuando la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber obtenido por el proceso de la invención es zumo, el zumo comprende oligo y/o polisacárido en una concentración de 1 mg a 15 gr por 100 ml de zumo (0,001 % a 15% p/v).

[0100] Según ciertas formas de realización, el producto alimenticio de partida se pone en contacto simultáneamente con la combinación de células de al menos una especie de levadura y al menos una especie de bacteria u hongo. De acuerdo con otras formas de realización, el zumo natural de partida o un producto listo para beber se pone en contacto secuencialmente con las células de al menos una especie de levadura y con células de al menos una especie de bacteria u hongo. De acuerdo con ciertas formas de realización ejemplares, el zumo natural de partida o un producto listo para beber se pone en contacto primero con al menos una especie de levadura y luego con al menos una especie de bacteria u hongo.

[0101] La bebida resultante baja en calorías y alta en fibra dietética contiene esencialmente el mismo beneficio nutricional del producto alimenticio original, zumo de frutas o vegetales, pero con calorías significativamente más bajas debido a la eliminación y conversión del azúcar en fibras dietéticas y alcohol de azúcar. Ventajosamente, la bebida de zumo procesada resultante o el producto listo para beber puede contener además ácido glucónico, que se conoce en la industria alimentaria como regulador de la acidez, por lo que puede contribuir a la estabilidad del producto resultante. Además, el ácido glucónico no aporta calorías al producto alimenticio obtenido (su valor calórico es 0), y puede servir como portador de hierro, calcio y otros iones, en función de su capacidad para formar sal de gluconato con dichos iones, que puede estar presente en la bebida de zumo o en el producto listo para beber. Las sales de gluconato proporcionan una mejor biodisponibilidad de estos microelementos esenciales.

[0102] Sin embargo, debe entenderse que no se debe eliminar/convertir todo el azúcar para obtener la bebida de zumo procesada baja en calorías y alta en fibra dietética o el producto listo para beber.

[0103] De acuerdo con ciertas formas de realización, la bebida de zumo o producto listo para beber puede tener un contenido calórico de menos del 50 %, 45 %, 40 %, 35 %, 30 %, 25 %, 20 %, 15 %, 10% o menos de la bebida de zumo o producto listo para beber del que se deriva. Al mismo tiempo, la bebida de zumo reducida en calorías o el producto listo para beber puede tener un perfil de sabor y una sensación en la boca comparables al zumo natural de partida o al producto listo para beber.

[0104] En algunas bebidas, el contenido de azúcar intrínseco reducido puede afectar el sabor del producto que los consumidores esperarían de otro modo. En algunas situaciones, para proporcionar dulzura adicional, se puede agregar un edulcorante natural o artificial. El o los edulcorantes pueden seleccionarse según las características nutricionales deseadas, el perfil de sabor y otros factores. En ciertas formas de realización, el edulcorante se selecciona del grupo que consiste en, entre otros, eritritol, tagatosa, sorbitol, manitol, xilitol, ramnosa, trehalosa, aspartamo, ciclamatos, sacarina, sucralosa, glicirricina, malitol, lactosa, Lo Han Guo ("LHG"), rebaudiósidos, glucósidos de esteviol, xilosa, arabinosa, isomalta, lactitol, maltitol y cualquier combinación de los mismos. Cada posibilidad representa una forma de realización separada de la presente invención.

[0105] Cuando la bebida es bebidas de zumo, también se puede usar como agente aromatizante o como suplemento de fibras dietéticas en bebidas o alimentos. La bebida reducida en azúcar se puede usar además como ingrediente para productos bajos en calorías (p. ej., jaleas, rellenos, preparaciones de frutas, dulces, pasteles o similares).

[0106] Las bebidas bajas en calorías y ricas en fibra dietética se pueden concentrar opcionalmente en un 10%-90% o más. Este concentrado da como resultado una reducción significativa en el volumen en comparación con los concentrados de zumo estándar debido a la reducción de azúcares. El costo de procesamiento de los zumos concentrados se reduce significativamente debido a la falta de azúcares en las corrientes de zumo. Los concentrados reducidas en azúcar darían como resultado un envío congelado y un costo de almacenamiento congelado significativamente menores en comparación con los concentrados estándar debido al menor volumen. La degradación térmica del sabor y nutricional del zumo también se reduce ya que el proceso de concentración requiere menos calor y tiempo. Los siguientes ejemplos se presentan para ilustrar más completamente algunas formas de realización de la invención. Sin embargo, de ninguna manera deben interpretarse como limitantes del amplio alcance de la invención.

EJEMPLOS

Materiales y métodos

Condiciones de crecimiento de microorganismos

[0108] La bacteria Zymomonas mobilis se cultivó durante 48 horas (o hasta una concentración de 109 células/ml) en un medio de crecimiento que contenía 2% de extracto de levadura y 2% de glucosa en condiciones anaeróbicas a 30°C.

[0109] La levadura Aureobasidium pullulans se hizo crecer durante 48 horas en un medio de cultivo de caldo de dextrosa de patata al 2,4 % en condiciones aeróbicas a 30 °C.

[0110] La levadura Kluyveromyces lactis, Ogataea polymorpha, Metschnikowia fructicola, Xanthophyllomyces dendrorhous o una levadura aislada de aceitunas; la bacteria Gluconobacter xylinus, Pseudomonas sp. #142, Microbacterium laevaniformans, Paenibacillus polymyxa o Bacillus licheniformis; o el hongo Aspergillus japonicus se cultivaron durante 48 horas cada uno en su medio de cultivo específico. X. dendrorhous se incubó a 20°C. K. lactis, Pseudomonas sp. # 142, levadura aislada de aceitunas, P. polymyxa, A. japonicus y G. xylinus se incubaron a 30°C; O. polymorpha y M. fructicola se cultivaron a temperatura ambiente y B. licheniformis y M. laevaniformans a 37°C. Todos los cultivos se rotaron a 200 RPM en un matraz de 500 ml mientras Z. mobilis se incubaba anaeróbicamente a 30°C.

Obtención de células microbianas muertas

[0111] Se cultivaron bacterias, levaduras u hongos como se ha descrito anteriormente. Una vez que el cultivo alcanzó la densidad celular deseada, las células se centrifugaron y se suspendieron inmediatamente en etanol al 70 % durante 1 h.

A continuación, la suspensión se centrifugó para formar un sedimento celular. Se colocó una muestra de las células del sedimento en un medio de cultivo para comprobar la capacidad de crecimiento de las células. Si no se observaba crecimiento, las células del sedimento se denominaban "células microbianas muertas". Opcionalmente, se realiza un examen de viabilidad utilizando tinción con yoduro de propidio u otro procedimiento de tinción de viabilidad conocido antes de designar las células como "células muertas".

Determinación de azúcar:

[0112] Los azúcares (disacáridos, monosacáridos y alcoholes de azúcar) se separaron en un sistema HPLC analítico (Pump System 320, Kontron, Suiza) equipado con una columna Sugar-Pak I (6,5 x 300 mm, Waters, Milford, MA).) utilizando un detector de índice de refracción (LDC Analytical, Riviera Beach, FL). Se utilizó agua como disolvente a un caudal de 0,5 ml/min.

Cuantificación de FOS/levan

[0113] Se precipitaron FOS/levan de muestras de zumo tratadas y no tratadas utilizando 1,5 volúmenes de isopropanol. El sedimento se secó al aire y se secó adicionalmente a 37°C durante 48 horas y se pesó o se resuspendió en HCl 0,1 M y se hidrolizó durante 1 hora a 100°C. Los monosacáridos resultantes se cuantificaron por HPLC.

Análisis de acetato

[0114] El análisis cuantitativo del ion acetato en la muestra se realizó utilizando un cromatógrafo iónico equipado con un detector de conductividad iónica (Dionex ICS 3000). Los aniones se separaron en una columna analítica de intercambio aniónico selectiva de hidróxido (AS11, 250x4 mm, Dionex).

Análisis de etanol

[0115] Los análisis cualitativos y cuantitativos de etanol se realizaron usando un espectrómetro de masas (MS) Agilent modelo 5973N MSD con un automuestreador 7683 y un cromatógrafo de gases (GC) modelo 6890 equipado con un HP-5 de 30 m x 0,25 gm i.d. (fenilmetilsiloxano reticulado) con un espesor de película de 0,25 mm de d.i. (Agilent, Palo Alto, CA). La temperatura inicial del horno se mantuvo a 40°C durante 6 min. Luego se aumentó la temperatura a una velocidad de 2,5°C/min hasta 150°C y finalmente a una velocidad de 90°C/min hasta 250°C. El puerto de inyección y la fuente ionizante se mantuvieron a 250 °C y 280 °C, respectivamente. La relación de división es 10:1 con 2 mL de muestra inyectada. Hubo un retraso del solvente de 2 min, después de lo cual se recogió el espectro de masas de m/z 35 a 300, generando 5,27 barridos/s. La identificación de los compuestos se realizó por comparación de los espectros de masas y los tiempos de retención con los de un estándar de referencia correspondiente (Aldrich Chemical Co., St. Louis, MO; Bedoukian Research, Inc., Danbury, CT). Con el fin de cuantificar el componente identificado, se determinaron modelos de regresión lineal utilizando técnicas de dilución estándar con ciclohexanona como estándar interno. Los iones diana se utilizaron en la identificación y cuantificación de cada componente mediante el sistema de espectrometría de masas. Determinación de BRIX

[0116] BRIX (o Grados Brix, símbolo °Bx) es el contenido de azúcar de una solución acuosa. Un grado BRIX es 1 gramo de sacarosa en 100 gramos de soluciones. BRIX se determinó utilizando un refractómetro digital ref-85.

Inmovilización de células microbianas muertas dentro y/o sobre perlas

[0117] Se preparó una matriz de perlas inmovilizadas y células microbianas muertas de la siguiente manera:

Se preparó una solución compuesta de 1000 ml de la siguiente manera:

Solución A: 10 g de alginato de sodio (SIGMA) en 500 ml de Solución de Na²-EDTA 100 mg/l.

Solución B: 10 g de Gelrite (SIGMA) en 500 ml de solución de Na²-EDTA de 100 mg/l.

[0118] La Solución A y la Solución B se esterilizaron por separado durante 20 min a 120 °C y luego se mezclaron mientras aún estaban calientes.

[0119] A continuación, la solución compuesta se enfrió a temperatura ambiente y el sedimento de células microbianas muertas preparado como se describe anteriormente se resuspendió en la solución. La concentración de células fue de al menos un 4% de peso húmedo a volumen (húmedo p/v). Típicamente, la concentración de células era del 6 % en húmedo p/v.

Atrapamiento de células

[0120] Antes del procedimiento de atrapamiento, la mezcla de solución compuesta-células se homogeneizó. Los desechos que quedaron en el homogeneizado se filtraron del homogeneizado.

[0121] La solución mixta de células compuestas se añadió luego gota a gota a una solución de CaCl² al 1% pH 6,2-6,8 que contenía quitosano al 0,005% (alto peso molecular, FLUKA). El diámetro medio preferido de las perlas resultantes debe ser de 2 mm o menos para aumentar la relación entre las áreas superficiales de la perla y su masa. Después de que se formaron las perlas, la solución se agitó durante 4 horas a 25°C; la solución que contenía las perlas de células muertas microbianas se transfirió luego a 4°C durante 24 horas. Las perlas se transfirieron a la columna utilizando un embudo abierto de par en par; la válvula inferior se abrió para asegurar la eliminación del líquido de acceso y mantener todas las perlas en la columna. La columna se lavó con 10 volúmenes de lecho a un flujo de 1 volumen de lecho/hora para eliminar cualquier remanente de cloruro de calcio.

Ejemplo 1: Cambios en el contenido de azúcar del zumo de manzana puesto en contacto con células muertas inmovilizadas de Zymomonas m obilis

[0122] Se inmovilizaron células muertas de Zymomonas mobilis y se empaquetaron en una columna como se ha descrito anteriormente. Se pasó zumo de manzana comercialmente disponible a través de la columna a una velocidad de 0,2 volumen de lecho (BV)/h. Los niveles de glucosa y fructosa se determinaron como se describe en la sección "Materiales y métodos" anterior. La Figura 1 muestra claramente una reducción en el contenido de ambos azúcares en el zumo tratado.

Ejemplo 2: Cambios en el contenido de azúcar de zumo de manzana en contacto con células muertas inmovilizadas de Aureobasidium pullulans a lo largo del tiempo

[0123] Se incubó zumo de manzana disponible comercialmente con perlas de quitosano que contenían células de levadura Aureobasidium pullulans muertas inmovilizadas durante 18,5 a 30°C durante 18,5 h. Las muestras se recogieron a las 0, 7 y 18,5 horas. La concentración de sacarosa se midió por HPLC en la Organización de Investigación Agrícola, centro Volcani.

[0124] La Figura 2 muestra que el contenido de azúcar en el zumo se reduce continuamente. Después de 18,5 de incubación con la levadura inmovilizada Aureobasidium pullulans, el contenido de azúcar se redujo en un 29%.

Ejemplo 3: Producción de polisacáridos en zumo de manzana en contacto con células muertas inmovilizadas de Zymomonas m obilis

[0125] Se examinó la producción de FOS y/o levan en zumo de manzana en contacto con células muertas inmovilizadas de Zymomonas mobilis a diversas temperaturas. El zumo se pasó a través de la columna que contenía las bacterias muertas inmovilizadas a una velocidad de 0,2 BV/h. Se tomaron 10 ml del zumo tratado y del producto original de zumo de partida sin tratar para el análisis de FOS/levan como se describe en la sección "Material y métodos" anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1: Producción de levan/FOS en zumo de manzana pasado a través de células muertas inmovilizadas de Z. mobilis bajo diferentes temperaturas

[0126] Como es evidente a partir de la Tabla 1, el mayor contenido de levanos/FOS se obtuvo cuando el zumo se puso en contacto con las células muertas Z. mobilis inmovilizadas a una temperatura de 55°C.

[0127] La posibilidad de que se puedan obtener niveles más altos de levanos/FOS volviendo a incubar el zumo obtenido de una primera corrida (a 1 BV/h) con las células muertas Z. mobilis inmovilizadas durante períodos de tiempo más largos. El zumo se incubó así con las células muertas Z. mobilis inmovilizadas durante 11 o 23 días. Los resultados se presentan en la Tabla 2 a continuación (el día "0" indica el zumo después de la primera ejecución).

Tabla 2: Producción de levan y/o FOS en zumo de manzana incubado con células muertas Z. mobilis inmovilizadas en función del tiempo de incubación

[0128] Como puede deducirse de la tabla 2, no hay ninguna ventaja en la incubación adicional del zumo obtenido después de la primera ejecución.

Ejemplo 4: Cambios en el contenido de azúcar del zumo de manzana puesto en contacto con células muertas inmovilizadas de Zymomonas mobilis

[0129] Se prepararon perlas con células muertas inmovilizadas de la bacteria Zymomonas mobilis como se ha descrito anteriormente. Se incubó zumo de manzana comercialmente disponible con las células bacterianas muertas inmovilizadas durante 18,5 horas. Se recogieron muestras a las 0, 7 y 18 horas. El contenido de azúcar se midió mediante GC-MS en la unidad interdepartamental de la Facultad de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente de la Universidad Hebrea de Jerusalén.

[0130] El contenido de sacarosa se redujo significativamente tan rápido como después de 2 horas de incubación. Al final del experimento, el contenido de sacarosa fue de alrededor del 18% de su concentración inicial (Tabla 3). Inesperadamente, bajo estas condiciones, se produjeron sorbitol (Figura 3, Tabla 3) y ácido glucónico (Figura 3). Como es evidente a partir de las Figuras 1 y 3, usando el proceso de la presente invención, la concentración de todos los azúcares principales del zumo de manzana (sacarosa, glucosa y fructosa) se redujo significativamente. Como se presenta en la Tabla 2 anterior, los azúcares se convirtieron en fructooligosacárido (FOS) y fructopolisacárido (levan).

Tabla 3: Reducción de azúcar y acumulación de sorbitol en zumo de manzana incubado con células muertas de Zymomonas mobilis inmovilizadas

Ejemplo 5: Efecto de las condiciones de cultivo de células m icrobianas vivas sobre el contenido de azúcar del zumo

[0131] Las células microbianas incubadas primero con zumo de manzana diluido se recolectaron, lavaron y luego se volvieron a suspender en zumo de manzana para examinar su capacidad para reducir el contenido de azúcar.

[0132] K. lactis, O. polymorpha, M. fructicola, Z. mobilis G. xylinus, Pseudomonas sp. # 142, levadura aislada de aceitunas, B. licheniformis P. polymyxa, X. dendrorhous o M. laevaniformans se cultivaron durante 48 horas en su medio de crecimiento específico, diluido 1:200 en 100 ml de zumo de manzana ajustado a pH 7,0 por KOH (excepto X. dendrorhous, que se diluyó en zumo de manzana fresco) y se cultivó durante 48 horas adicionales. Las células se centrifugaron y el sedimento se lavó dos veces en agua destilada (DW). Los gránulos se resuspendieron en 10 ml de zumo de manzana para dar una concentración de 1,8x109 o 1,8x1010 UFC/ml para levaduras y bacterias respectivamente.

[0133] A continuación, las células se incubaron con rotación como se ha descrito anteriormente. Se tomaron muestras en los momentos designados y se analizaron para OD⁶⁰⁰, contenido de azúcar y contenido de FOS. También se determinó el valor BRIX. Las muestras designadas se analizaron para el contenido de etanol o ácido acético.

[0134] Todos los microorganismos probados (excepto Pseudomonas sp. # 142) podrían reducir el contenido de azúcar pero a diferentes velocidades. Los datos representativos se presentan en la Figura 4. K. lactis redujo el contenido de sacarosa del 2,8 % al 0,065 % en solo alrededor de 0,5 horas; contenido de glucosa del 3% al 0,005% en 2,5 horas y contenido de fructosa del 7% al 0,33% en 3 horas. Z. mobilis redujo todo el azúcar a casi cero después de 25,5 horas. G. xylinus solo pudo reducir el contenido de glucosa y solo después de 105,5 horas de incubación. El análisis de la producción de ácido acético reveló que G. xylinus produce ácido acético en estas condiciones experimentales. Por lo tanto, se concluyó que G. xylinus no es adecuado para su uso en el proceso de la presente invención.

Ejemplo 6: Cambios en BRIX de zumo de manzana durante la incubación con diferentes células m icrobianas vivas

[0135] Como se muestra en la Figura 5, la levadura aislada de aceitunas redujo el BRIX de zumo de manzana de la manera más rápida, llegando a BRIX de aproximadamente 6 en aproximadamente 2 horas de incubación. Reducir el BRIX del zumo de manzana al mismo valor (alrededor de 6) requirió 2,5 horas de incubación con M. fructicola, 3,5 horas con K. lactis, 5,5 horas con Z. mobilis y 19,5 horas de incubación con O. polymorpha. También se encontró que M. levaniformans y P. polymyxa tienen un efecto menor, reduciendo el BRIX a alrededor de 10 después de 23 horas. Se descubrió que B. licheniformis no era eficaz para reducir el valor BRIX, que se mantuvo durante las 24 horas de incubación.

[0136] Se tomaron muestras para el análisis de etanol en puntos de tiempo cuando las muestras alcanzaron un BRIX de aproximadamente 9 y aproximadamente 6. El análisis del contenido de etanol reveló que K. lactis, Z. mobilis y M. fructicola produjeron etanol en las condiciones experimentales ensayadas como se describe en las tablas 4-8. O. polymorpha produjo la menor cantidad de etanol cuando las muestras alcanzaron un BRIX de aproximadamente 9; M. fructicola produjo la menor cantidad de etanol cuando las muestras alcanzaron un BRIX de aproximadamente 6. B. licheniformis no produjo nada de etanol. Cabe señalar que cuando se probó la levadura de panadería S. cerevisiae en las mismas condiciones, las cantidades de etanol fueron similares a las obtenidas con Z. mobilis.

Tabla 4: Valor BRIX y contenido de etanol en zumo de manzana incubado con K. lactis

Tabla 5: Contenido de etanol en zumo de manzana incubado con Z. mobilis

Tabla 6: Contenido de etanol en zumo de manzana incubado con M. fructicola

Tabla 7: Contenido de etanol en zumo de manzana incubado con O. polvmomha

Tabla 8: Contenido de etanol en zumo de manzana incubado con la levadura aislada de aceitunas

[0137] Dado que B. licheniformis no producía etanol, se examinó si incubar zumo de manzana con dos lotes diferentes de bacterias ayudaría a reducir los niveles BRIX. Se encontró que remojar alrededor de 1010 UFC/ml de B. licheniformis en zumo de manzana durante 30 minutos redujo el BRIX a 10,1 mientras que remojar un lote adicional de bacterias en el mismo zumo redujo el BRIX a 8,8 (Figura 6). Ventajosamente, no se produjo etanol ni ácido acético.

Ejemplo 7: Producción de polisacáridos

[0138] La producción de FOS por Z vivo. mobilis se examinó de la siguiente manera: las bacterias se sumergieron en zumo de manzana durante 22 horas. Luego, los FOS se precipitaron del zumo tratado o de una muestra no tratada y se hidrolizaron. Luego se analizó el contenido de monosacáridos y reveló un aumento de 1,6 veces en el contenido de glucosa y un aumento de 1,4 veces en el contenido de fructosa en el zumo tratado con bacterias. Este resultado indica la formación de FOS por Z. mobilis en este sistema experimental.

[0139] El contenido de FOS se evaluó adicionalmente durante el tiempo de incubación utilizando Z. mobilis, P. polymyxa o X. dendrorhous. Se tomaron muestras en los tiempos designados y se precipitó y pesó el FOS. Los resultados se presentan en la Tabla 9 a continuación.

Tabla 9: Contenido de FOS (mg/100 ml de zumo)

[0140] Como se desprende de la Tabla 9, el mayor contenido de FOS se obtuvo en diferentes tiempos de incubación para los diferentes microorganismos. Se encontró que la incubación de 5,5 horas fue más eficaz para Z. mobilis y P. polymyxa, mientras que el tiempo de incubación de 12 horas fue el más eficaz para X. dendrorhous. M. laevaniformans formó cantidades insignificantes de FOS bajo las condiciones experimentales.

[0141] Se examinó la posibilidad de que se puedan obtener niveles más altos de FOS volviendo a incubar zumo de manzana tratado una vez con microorganismos formadores de FOS durante 5,5 horas con un segundo lote de microorganismos durante 5 horas. Después del segundo tiempo de incubación, el contenido de FOS en el zumo de manzana incubado con P. polymyxa fue de 70 mg/100 ml de zumo; 110 mg/100 ml en zumo de manzana incubado con Z. mobilis y 190 mg/100 ml en zumo de manzana incubado con X. dendrorhous. Por lo tanto, solo para X. dendrorhous un segundo tiempo de incubación fue significativo para una mayor producción de FOS.

Ejemplo 8: Examen del efecto de varias condiciones de crecimiento sobre la actividad de reducción de BRIX de A. japonicus vivo

[0142] Se repitió el experimento de crecimiento usando A. japonicus usando diferentes condiciones de crecimiento para examinar su efecto sobre la reducción de BRIX y el rendimiento de FOS. Las condiciones de control fueron las descritas anteriormente (aeróbicas, 30°C) pero con mayor aireación. Se examinaron las siguientes condiciones: aireación y temperatura de crecimiento (Figura 7A); pH del zumo de 5,6 o pH del zumo valorado diariamente a pH = 7 (Figura 7B); adición de 0,1% o 1% de extracto de levadura (Figura 7C); adición de nitrato de amonio al 0,1% o al 1% (Figura 7D); adición de peptona al 1% o sacarosa al 1% (Figura 7E). BRIX fue verificado en los tiempos indicados.

[0143] Como es evidente en la Figura 7, el cultivo del hongo en zumo de manzana que contenía extracto de levadura al 1 %, a 30 °C y en condiciones aeróbicas dio como resultado la disminución más significativa en el valor BRIX. Bajo todas las condiciones de crecimiento designadas, la producción de FOS por A. Japonicus fue insignificante.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para preparar una bebida baja en azúcar y alta en fibra que comprende el paso de poner en contacto un zumo natural o un producto listo para beber que contiene azúcar o una composición que comprende el mismo con al menos un tipo de células microbianas, en el que las células microbianas son células microbianas muertas, las células microbianas muertas son activas en la reducción del contenido de azúcar del zumo natural o producto listo para beber y en la conversión de monosacáridos o disacáridos en al menos un oligosacárido y/o polisacárido, obteniendo así una bebida de zumo procesado o producto listo para beber para beber con contenido reducido de azúcar y contenido elevado de al menos un oligosacárido y/o polisacárido en comparación con el zumo natural de partida o un producto listo para beber.

2. El proceso de la reivindicación 1, en el que se inmovilizan las células microbianas muertas.

3. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que las células microbianas se seleccionan del grupo que consiste en células de levadura, células bacterianas y una combinación de las mismas; preferiblemente donde las células microbianas son de levadura seleccionada del grupo que consiste en Xanthophyllomyces dendrorhous, Kluyveromyces lactis, Ogataea polymorpha, Metschnikowia fructicola, Saccharomyces cerevisiae, levadura aislada de aceitunas y cualquier combinación de las mismas; preferiblemente donde las células bacterianas se seleccionan del grupo que consiste en Zymomonas mobilis, Bacillus licheniformis, Paenibacillus polymyxa y cualquier combinación de los mismos; preferiblemente donde las células microbianas son de Zymomonas mobilis.

4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho proceso comprende poner en contacto el zumo natural de partida, el producto listo para beber o la composición que lo comprende con una combinación de células microbianas de al menos una especie de levadura y al menos una especie de bacteria o especies de hongos; preferiblemente en donde la especie de la célula de levadura se selecciona del grupo que consiste en Kluyveromyces lactis, Ogataea polymorpha, Metschnikowia fructicola, Saccharomyces cerevisiae, Xanthophyllomyces dendrorhous y levadura aislada de aceitunas;

preferiblemente

en donde la especie de las células bacterianas se selecciona del grupo que consiste en Acetobacter xylinum, Sarcina ventriculi, Zymomonas mobilis, Gluconobacter xylinus, Pseudomonas sp. #142, Microbacterium laevaniformans, Paenibacillus polymyxa, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis, Bacillus macerans, Streptococcus Salivarius, Leuconostoc mesenteroides y Aerobacter levanicum; o

donde la especie de las células fúngicas se selecciona del grupo que consiste en Aspergillus japonicus, Aspergillus niger, Aspergillus foetidus Aspergillus oryzae, Aureobasidium pullulans, Sclerotinia sclerotiorum y Scopulariopsis brevicaulis.

5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,

donde el zumo natural de partida, el producto listo para beber, o la composición que lo comprende, tiene un pH inferior a 7,0;

o/preferiblemente en donde el zumo natural se obtiene de una fruta o verdura seleccionada del grupo que consiste de manzana, arándano, pera, melocotón, ciruela, albaricoque, nectarina, uva, cereza, grosella, frambuesa, grosella, mora, arándano, fresa, limón, naranja, pomelo, patata, tomate, apio, ruibarbo, zanahoria, remolacha, pepino, piña, chirimoya, coco, granada, kiwi, mango, papaya, plátano, sandía y melón;

o/más preferiblemente donde el zumo natural de partida o producto listo para beber contiene un azúcar seleccionado del grupo que consiste en glucosa, fructosa, sacarosa y cualquier combinación de los mismos; o incluso más preferido en el que poner en contacto el zumo natural de partida, el producto listo para beber o la composición que comprende el mismo con las células microbianas comprende agregar dichas células microbianas a dicho zumo natural, producto listo para beber o composición que comprende el mismo; preferiblemente dicho proceso comprende además separar las células microbianas del zumo natural, producto listo para beber, o la composición que lo comprende después de un tiempo de incubación.

6. El proceso de la reivindicación 2, en el que las células microbianas muertas inmovilizadas se empaquetan en un lecho o una columna;

preferiblemente donde poner en contacto el zumo natural inicial, el producto listo para beber o la composición que comprende el mismo con las células microbianas muertas inmovilizadas comprende hacer pasar una corriente de dicho zumo natural inicial, producto listo para beber o composición que comprende el mismo a través del lecho o columna y recolectar la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber;

más preferiblemente, en el que la corriente de zumo natural, producto listo para beber o composición que comprende el mismo se hace pasar a través del lecho o columna a una velocidad de 1 volumen de lecho por hora.

7. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, comprendiendo dicho proceso además la etapa de eliminación de etanol, preferiblemente donde la concentración de etanol en la bebida de zumo procesada o producto listo para beber es inferior al 0,5% (v/v).

8. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber

contiene una cantidad reducida de un azúcar seleccionado del grupo que consiste en glucosa, fructosa, sacarosa y cualquier combinación de los mismos en comparación con el contenido de azúcar en el zumo natural de partida o producto listo para beber; o/preferiblemente

contiene una cantidad elevada de al menos uno de alcohol de azúcar y ácido glucónico en comparación con la cantidad en el zumo natural inicial o producto listo para beber; preferiblemente en donde el alcohol de azúcar es sorbitol.

9. El proceso de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber contiene una cantidad elevada de al menos un oligosacárido y/o polisacárido en comparación con la cantidad en el zumo natural de partida o el producto listo para beber;

preferiblemente donde el oligosacárido es fructooligosacáridos (FOS);

o/preferiblemente donde el polisacárido es fructano, preferiblemente donde el fructano es levano.

10. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber está esencialmente libre de CO² ; o/preferiblemente donde la bebida de zumo procesada o el producto listo para beber tiene un sabor y aroma equivalentes a los del zumo natural de partida o el producto listo para beber con dulzura reducida.