ES2915253T3 - Método para preparar un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio - Google Patents

Abstract

Un método para la preparación de un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio, en donde este comprende las etapas de a) separar fibras y fécula de una pulpa de patata, en donde se obtiene un jugo de patata que contiene proteína de patata, b) coagular la proteína de patata en el jugo de patata mediante el ajuste del pH a un valor ácido y por calentamiento, en donde se obtiene una suspensión de proteína de patata coagulada que contiene partículas de proteína de patata coagulada, c) reducir el contenido total de glicoalcaloides en la suspensión de proteína de patata coagulada a menos de 150 mg/kg de concentrado de proteína, en donde el contenido total de glicoalcaloides se reduce en una etapa de lavado que comprende la deshidratación de la suspensión de proteína de patata coagulada y la subsecuente adición de agua, en donde dicha etapa de lavado se realiza una o más veces, seguido cada vez por un ajuste del pH de la suspensión de proteína a 2-7, y el calentamiento de la suspensión de proteína a 20-150 °C, y d) reducir activamente el tamaño de partícula de las partículas de proteína de patata por medios físicos en tal manera que se obtenga un concentrado de proteína de patata coagulada en que el 90 % de dichas partículas tienen un tamaño de partícula de menos de 55 μm, medible con un analizador de partículas Malvern modelo Mastersizer S con dosificador de polvo seco.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para preparar un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un método para la preparación de un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio, al concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio como tal, a su uso como ingrediente en un producto alimenticio, y a un producto alimenticio como tal que comprende dicho concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio.

Antecedentes de la técnica

La fécula de patata nativa es un ingrediente importante en la industria alimentaria. El proceso de fabricación comienza con la molienda de las patatas con el fin de liberar fibras, fécula y jugo de frutas de una pulpa de patata. La pulpa de patata, además, se procesa para separar y purificar la fécula y las fibras que se usan como ingredientes alimenticios. El jugo que se separa de la fécula y las fibras se considera un flujo secundario rico en proteínas, usado históricamente como fertilizante de bajo valor. El jugo contiene nutrientes como compuestos de potasio, fósforo, y nitrógeno, así como también proteína de patata. Para aumentar el valor de esto, se han desarrollado métodos de flujo lateral para la extracción de la proteína en el jugo.

La aplicación más común de la proteína de patata es un ingrediente de alimentos o forraje para animales, y para este tipo de aplicación, la proteína se extrae mediante coagulación ácida y por calor. La tecnología para producir proteína de patata coagulada por calor para su aplicación en alimentos se describe en la literatura y se conoce bien por los expertos en la técnica.

Cuando se produce una proteína de patata coagulada, se coagula en el punto isoeléctrico de la proteína que se alcanza mediante el ajuste del pH con un ácido. Para obtener un alto rendimiento y una fabricación rentable, se recomienda combinar la precipitación del punto isoeléctrico con la coagulación por calor. Como un resultado de la coagulación se forman conglomerados de proteínas. El tamaño del conglomerado depende de la temperatura y el tiempo de tratamiento, en donde una temperatura más alta y un tiempo de tratamiento más largo dan conglomerados más grandes. Los grandes conglomerados de proteínas son más fáciles de deshidratar, lo que hace que la fabricación sea más rentable, ya que se minimiza la evaporación del agua en el proceso de secado. La coagulación normalmente ocurre a un pH de 4,5-5,5 y a una temperatura de 90-145 °C.

Sin tratamiento físico adicional de los conglomerados de proteínas de patata coagulada, el tamaño de partícula será de aproximadamente 70-350 pm (D90 %) después del secado, más a menudo 120-170 pm (D90 %). Se percibe que este polvo grueso de proteína de patata coagulada tiene una sensación arenosa en la boca no deseada cuando se usa como ingrediente en aplicaciones alimenticias.

Como se indicó anteriormente, la proteína de patata coagulada producida por tecnología tradicional normalmente se usa solo para el consumo de alimentos para animales. Para tal proteína sea aprobada para aplicaciones alimenticias, primero se requiere reducir el contenido de sustancias tóxicas en forma de glicoalcaloides presentes en las patatas. Los glicoalcaloides que se encuentran en las patatas son principalmente a-solanina y a-chaconina, y se conoce que para una proteína de patata coagulada no tratada el nivel de TGA (glicoalcaloides totales) es de 2000-6000 mg/kg de concentrado de proteína de DM, es decir, un concentrado de proteína con aproximadamente 80 % contenido de proteína, calculado con % N6,25, en donde el resto agua, cenizas, carbohidratos, y fibras. Sin embargo, la proteína de patata que se usará en un producto alimenticio para humanos tiene que purificarse hasta un nivel donde la TGA se reduzca en gran medida, preferentemente más abajo de 150 mg/kg. Además del nivel de TGA, también se define que para una proteína de patata coagulada de grado alimenticio, debe controlarse otra sustancia potencialmente tóxica, la lisinoalanina. De acuerdo con la legislación, el nivel total debe estar más abajo a 500 mg/kg, y el nivel libre debe estar más abajo 10 mg/kg. La lisinoalanina es un compuesto tóxico potencial que puede formarse durante la fabricación de proteína de patata bajo condiciones alcalinas en combinación con altas temperaturas. En comparación con TGA, se conoce que la lisinoalanina no está presente en la patata en su estado nativo. Por lo tanto, sólo interesa asegurarse de que no se ha formado durante el proceso de fabricación, y por lo que se considera un cumplimiento básico para poder definir el concentrado de proteína como una proteína de grado alimenticio. Sin embargo, los niveles de TGA dependen del nivel de purificación de la proteína, es decir, de la concentración de la proteína en el concentrado de proteína. De acuerdo con la EFSA (Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria), la TGA debe estar más abajo de 150 mg/kg a una concentración de la proteína de 48 %, tal cual. Así se indica en una solicitud de nuevos alimentos de 2002 (Decisión de la Comisión de 15 de febrero de 2002) que autoriza la comercialización de proteínas de patata coagulada y sus hidrolizados como nuevos ingredientes alimenticios bajo virtud del Reglamento (EC) núm. 258/97 del Parlamento Europeo y del Consejo (Diario Oficial L 050, 21/02/2002 pág. 0092 - 0093).

Calculado como equivalentes de proteínas, el nivel de TGA debe estar más abajo 3,125 mg/kg de equivalentes de proteínas. Por otra parte, la toxicidad de un concentrado de proteína de patata no solo depende del nivel de TGA, sino también de la dosificación total en el alimento y del consumo diario. Sin embargo, como se indicó anteriormente, el concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio debe tener una concentración de TGA más abajo de 150 mg/kg para ser aprobado para la industria alimentaria europea.

Los métodos para reducir el contenido de glicoalcaloides se describen en la literatura, y en algunas publicaciones de patentes. Los concentrados de proteína de patata coagulados producidos de acuerdo con los métodos descritos en la literatura y las publicaciones de patentes mencionadas, tienen la desventaja de que son insolubles y también tienen la capacidad de dar lugar a una sensación arenosa o desagradable en la boca. Debido a estas características, el uso de proteínas de patata coagulada en aplicaciones alimentarias es muy limitado y, por lo tanto, los concentrados de proteína de patata coagulada rara vez se usan en la industria alimentaria.

Como alternativa a las proteínas de patata coaguladas por calor, se han desarrollado diferentes métodos para producir proteínas nativas, es decir, un concentrado de proteína que no está coagulado, y consecuentemente, tiene las mismas características que una proteína nativa sin tratar que se encuentra en la patata en estado natural. También se han desarrollado métodos para producir hidrolizados en base a una proteína coagulada por calor. En el último proceso, se extrae una proteína coagulada por calor, y además, se trata con enzimas que hidrolizarán la proteína. La hidrólisis aumentará la solubilidad de la proteína, y en consecuencia, la hará más funcional en una aplicación alimentaria en lo que respecta a la absorción de agua, la solubilidad, las propiedades de emulsificación, la formación de espuma, etc.

El método de recuperación usado para las proteínas de patata normalmente, que incluye la coagulación por calor. En "Ernahrung vol. 2 núm. 9, 1978 por Knorr y Steyrer", se describe un método en donde las proteínas se recuperan de un jugo acidificado que se calienta a una temperatura de aproximadamente 98 °C. La fracción de proteínas se concentra después por centrifugación. A continuación, el pH de la fracción se ajusta a 7, después de lo que se seca el producto. El producto de proteína recuperado se destina a la aplicación en alimentos debido a la gran cantidad de glicoalcaloides.

En el documento GB-A 1544812, en DE-A-199007725, y en Finley y Hautala en "Food Product Development 10 (3), pp 93-93 (1976)" se describe cómo pueden recuperarse las proteínas de la patata a partir de los flujos de desechos del procesamiento de la patata. El documento Jp (A) 08 140585 describe un método de aislamiento para la proteína de patata coagulada por coagulación por calor y por hidrólisis de la dispersión resultante de proteína coagulada por el uso de una proteasa.

En "Lebensm. Wiss. U. Technol.13, 297-301 (1980)", Knorr reporta el efecto del pH antes del secado sobre las propiedades de unión del agua de un producto de proteína de patata que se ha obtenido por coagulación ácida y térmica. El pH de la proteína coagulada se neutraliza con hidróxido de sodio a un valor de pH de 7 antes del secado.

En el documento EP 1392 126 B1 se describe un método para recuperar una proteína de patata coagulada por calor, en donde se mejoran las características de sabor, características de olor, y sensación en la boca de dicha proteína coagulada mediante el ajuste del concentrado de proteína coagulada con álcali a un pH entre 8 y 10,5 antes del secado.

En el documento DK162134B (versión danesa de Núm. 143559B B) se describe un método para la recuperación de proteína de patata coagulada por calor para aplicaciones en alimentos, y dicho método implica un proceso para la reducción de glicoalcaloides mediante el tratamiento de dicho concentrado de proteína con ácido y calor antes del secado. Además de esto, se describe que el tamaño de partícula de dicha proteína tiene un valor D90 de menos de 74 |jm.

El documento US 2008/226807 describe fibras de proteínas de patata con bajo contenido proteico, los que proporcionan una agradable sensación en boca debido a la capacidad de unir o integrar agua.

El documento WO 2008/069651 se refiere a un aislado de proteína de patata nativa y soluble, y no a una proteína de patata coagulada.

El documento US 6 042 872 describe un producto de proteína de patata coagulada de grado de alimentación. El producto de proteína tiene un tamaño de partícula relativamente grande.

El documento EP 0 700 641 describe un producto de proteína vegetal de grado alimenticio que se ha sometido a extracción alcohólica con el fin de eliminar los materiales no proteicos. Este documento no describe qué componentes pueden eliminarse a qué medida del material proteico.

No se describe ninguna reducción activa del tamaño de partícula por medios físicos que sea necesaria para alcanzar propiedades organolépticas satisfactorias en aplicaciones alimenticias.

Para concluir, existe la necesidad de un producto de proteína de patata coagulada de grado alimenticio para uso humano que tenga una sensación en la boca y un sabor satisfactorios y un contenido de sustancias tóxicas más abajo del valor crítico.

Resumen de la invención

Un objeto de la presente invención es satisfacer la necesidad antes mencionada y proporcionar un producto de proteína de patata coagulada de grado alimenticio con las propiedades deseadas.

Este objeto se consigue con un método de acuerdo con la reivindicación 1, así como también con un producto de proteína de patata coagulada de grado alimenticio producido con dicho método, mediante el uso de dicho producto como aditivo de grado alimenticio en alimentos, y con un producto alimenticio que comprende dicho concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio.

En un aspecto, la presente invención se refiere a un método para la preparación de un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio, en donde comprende las etapas de

a) separar fibras y fécula de una pulpa de patata, en donde se obtiene un jugo de patata que contiene proteína de patata,

b) coagular la proteína de patata en el jugo de patata mediante el ajuste del pH a un valor ácido y por calentamiento, en donde se obtiene una suspensión de proteína de patata coagulada que contiene partículas de proteína de patata coagulada,

c) reducir el contenido total de glicoalcaloides en la suspensión de proteína de patata coagulada a menos de 150 mg/kg de concentrado de proteína, en donde el contenido total de glicoalcaloides se reduce en una etapa de lavado que comprende la deshidratación de la suspensión de proteína de patata coagulada y la subsecuente adición de agua, en donde dicha etapa de lavado se realiza una o más veces, seguido cada vez por un ajuste del pH de la suspensión de proteína a 2-7, y el calentamiento de la suspensión de proteína a 20-150 °C, y

d) reducir activamente el tamaño de partícula de las partículas de proteína de patata en la proteína de patata coagulada por medios físicos, en tal manera que se obtiene un concentrado de proteína de patata coagulada en que el 90 % de dichas partículas tienen un diámetro de menos de 55 pm, medible con un analizador de partículas Malvern modelo Mastersizer S con dosificador de polvo seco.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un producto de proteína de patata coagulada de grado alimenticio producido de acuerdo con el método inventivo, que tiene un contenido total de glicoalcaloides de menos de 150 mg/kg de proteína, y que contiene partículas donde el 90 % tiene un diámetro de partícula de menos de 55 pm.

En otro aspecto adicional, la presente invención se refiere al uso del producto de proteína de patata coagulada como aditivo de grado alimenticio en un producto alimenticio, en donde se añade como un concentrado al producto alimenticio y se mezcla con el mismo.

En aún un aspecto más, la presente invención se refiere a un producto alimenticio que comprende el producto de proteína de patata coagulada de la invención, en donde dicho producto alimenticio es un producto lácteo, por ejemplo, crema fresca, yogur, bebidas a base de leche, y yogur para consumo; un producto de panadería, por ejemplo, pan suave, pan crujiente, galletas saladas, etc.; un producto cárnico como albóndigas y productos relacionados con aplicaciones de carne mixta comparables; diferentes tipos de salchichas; cereales de desayuno; y barras alimenticias.

El producto de proteína de patata coagulada inventivo también puede usarse como un ingrediente con vistas a enriquecer diferentes tipos de comidas preparadas en vista de las proteínas.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 ilustra esquemáticamente en un diagrama de flujo algunas modalidades del método de acuerdo con la presente invención, en donde se muestran las etapas específicas (1)-(13) del método.

Descripción detallada de la invención y sus modalidades preferidas

Primero, algunas expresiones usadas en el texto de la solicitud se definen de la siguiente manera.

La expresión "proteína de patata" usada en todo el texto de la solicitud se entiende por las proteínas presentes en el jugo de patata obtenido después de la separación de fibras y fécula de una pulpa de patata. Más precisamente, el jugo de patata contiene una cantidad relativamente alta de proteínas, más precisamente hasta un 1,5 % en peso. Pueden dividirse en tres grupos: (i) una fracción de alto peso molecular (HMW) de glicoproteínas ácidas altamente homólogas de 43 kDa (40-50 % en peso de la proteína total de patata), (ii) una fracción básica de bajo peso molecular (LMW) de 5-25 kDa entre los que se encuentran glicoproteínas (30-40 % en peso de la proteína total de patata), y (iii) otras proteínas (10-20 % en peso de la proteína total de patata). La patatina (39-43 kDa) es una familia de glicoproteínas que tiene actividades de acil hidrolasa y transferasa de lípidos y será parte predominantemente de la fracción HMW. La fracción de LMW típicamente comprende inhibidores de proteasa sensibles al calor (4,3-25 kDa) y otras proteínas generalmente con un peso molecular bajo. La carboxipeptidasa de la patata (4,3 kDa) puede resistir temperaturas de más de 70 °C (V. Bartova, J. Barta, 2008), y de acuerdo con D.Y. Huang (1981) resiste la cocción durante 30 min. También la quimotripsina y los inhibidores de tripsina son estables al calor durante la cocción de las patatas. Dicha proteína termolábil es probablemente las proteínas no desnaturalizadas.

No existe una composición de aminoácidos exacta y definida de la proteína de patata, pero con base en muchos análisis realizados, un producto típico de proteína de patata implicado en la presente invención tiene la siguiente composición, como se muestra en la Tabla 1

Tabla 1

La expresión "grado alimenticio" usada en todo el texto de la solicitud se entiende por un ingrediente y/o aditivo alimenticio que cumple con las legislaciones para la autorización de comercialización en el mercado industrial de alimentos como ingrediente alimenticio aprobado y, de esta manera, aprobado para su uso en diferentes tipos de productos alimenticios destinados a ser vendidos al mercado de consumo.

La expresión "concentrado de proteína de patata" usada a lo largo del texto de la solicitud se entiende por un concentrado de proteína con un contenido de proteína de más de 60 % p/p de DM (sustancia seca), calculado como % N 6,25, en donde el % N es el contenido de nitrógeno analizado con un analizador de nitrógeno Kjeldahl, y el factor 6,25 es el factor de conversión usado para volver a calcular el valor de % N al contenido de proteína. El concentrado de proteína se ha extraído de patatas, solanum tuberosum, y se ha purificado hasta un polvo con un contenido de humedad de 1-20 %.

La expresión "DM" usada en todo el texto de la solicitud se entiende por "materia seca", que es una medida de los sólidos totales obtenidos de la evaporación de una solución al vacío hasta la sequedad. d M también puede referirse como "sólidos totales por secado" o "sólidos secos". Las expresiones alternativas con un significado equivalente son "sustancia seca" y "peso en seco).

La expresión "glicoalcaloide" usada en todo el texto de la solicitud se entiende por una familia de compuestos químicos derivados de alcaloides en que se adjuntan grupos de azúcar. Hay varios glicoalcaloides que son potencialmente tóxicos, y en las patatas, solanum tuberosum, el término glicoalcaloide normalmente significa a-solanina y/o achaconina, que son los glicoalcaloides que se encuentran con mayor frecuencia. También la solanidina, el aglicón después de la hidrólisis enzimática o ácida de la a-solanina y a-chaconina, es tóxico y debe incluirse en el análisis de glicoalcaloides. Además de ser una familia de compuestos tóxicos que pueden provocar síntomas de envenenamiento al consumirlos, los glicoalcaloides típicamente tienen un sabor amargo, y producen una irritación por ardor en la parte posterior de la boca y el costado de la lengua cuando se comen y, de esta manera, tiene un efecto negativo en el sabor.

La expresión "valor D90" usada en todo el texto de la solicitud se entiende por el 90 por ciento de la distribución del tamaño del volumen tiene un diámetro de partícula inferior a determinado valor. La distribución del tamaño de partícula del concentrado de proteína de patata coagulada final puede determinarse mediante dispersión de luz láser de ángulo bajo (LALLS), tal como por ejemplo mediante un analizador de partículas Malvern modelo Mastersizer S con dosificador de polvo seco.

La expresión "medios físicos" usada en todo el texto de la solicitud se entiende por una operación en que una partícula se expone a estrés físico en un equipo de proceso. Tal equipo podría ser, por ejemplo, un homogeneizador, un molino húmedo o seco, o una secadora con función de molienda.

Más abajo se describirán, algunas modalidades del método de acuerdo con la presente invención con referencia al diagrama de flujo que se muestra en la Figura 1, entre otras cosas con referencia a las etapas (1) - (13) del método que se muestran en el mismo.

En una modalidad de la invención del método inventivo, el jugo obtenido después de la separación de fibras y fécula de una pulpa de patata se trata con un ácido a un valor de pH de 2-7, preferentemente 3,0-5,5, con mayor preferencia 3.5- 5,0. El jugo se calienta además, para que la proteína se coagule. La temperatura de calentamiento es 70-160 °C, preferentemente 90-150 °C, con mayor preferencia 100-140 °C, aún con mayor preferencia 110-130 °C (etapa 1). Durante el calentamiento, la proteína se coagula y se acumulan conglomerados de proteína en el jugo, que forma de esta manera una suspensión de proteína. Con el fin de aumentar la eficiencia y adquirir un tamaño óptimo de los conglomerados de proteínas para facilitar una subsecuente deshidratación, el jugo puede mantenerse a la temperatura de calentamiento en celdas de mantenimiento durante un determinado período de tiempo. El tiempo de mantenimiento es de 0-30 minutos, preferentemente de 0-20 minutos, aún con mayor preferencia de 1-5 minutos. El jugo que contiene conglomerados de proteínas, es decir, la suspensión de proteínas, se bombea además, a un proceso de deshidratación con vistas a deshidratar la proteína coagulada (etapa 2). En la tecnología preferida para la deshidratación, se usa un tipo de separador, es decir, un decantador centrífugo o un dispositivo similar, en el que se deshidratan los conglomerados de proteína. Un filtro de vacío rotatorio, normalmente usado para deshidratar fécula granular no pregelatinizado, también es conveniente para deshidratar la proteína. La deshidratación se realiza preferentemente en un decantador centrífugo, pero la invención no se limita a este equipo específico. Es importante que los conglomerados de proteína se deshidraten a un contenido de humedad de 40-80 %, preferentemente 45-70 %, aún con mayor preferencia 50-60 %.

Para alcanzar un nivel inferior de TGA (glicoalcaloides totales) en la proteína, debe lavarse de nuevo, en una segunda etapa de lavado con agua y, en consecuencia, el concentrado de proteína deshidratado se mezcla de nuevo con agua dulce (etapa 3). La relación recomendada entre proteína y agua es 1:6, pero esta relación puede variar sustancialmente. En consecuencia, 1 kg de sustancia seca de concentrado de proteína del proceso de deshidratación que tiene un contenido de humedad de 40-80 %, se mezcla con 6 kg de agua dulce, que se obtiene de esta manera una concentración de proteína de aproximadamente 10-15 % DM (etapa 4).

Se ha encontrado que la purificación, es decir, la reducción de TGA, es más eficiente a pH ácido y altas temperaturas. Por lo tanto, al reducir el pH y aumentar la temperatura, puede promoverse la reducción adicional de TGA. En consecuencia, el pH en la suspensión de proteína se ajusta a 2-7, preferentemente 3,0-5,5, con mayor preferencia 3.5- 4,5. La suspensión de proteína, además, se calienta a 20-150 °C, preferentemente 50-150 °C, con mayor preferencia 80-150 °C (etapa 5).

En el método inventivo, la suspensión de proteínas, además, se lava con agua, en donde la suspensión de proteínas primero se deshidrata, por ejemplo, por centrifugación, y el concentrado de proteínas deshidratado se mezcla una vez más con agua dulce, seguido de un ajuste a un pH de 2-7, preferentemente 3,0-5,5, con mayor preferencia 3,5-4,5. La suspensión de proteína, además, se calienta a 20-150 °C, preferentemente 50-150 °C, con mayor preferencia 80­ 150 °C (etapa 6).

En otra modalidad, la suspensión de proteínas tratada en la etapa 5 puede tratarse con agua en uno o más hidrociclones en un proceso de lavado con hidrociclón (etapa 7), en la que el agua de la suspensión de proteínas se reemplaza con agua dulce en contracorriente. La tecnología del proceso de hidrociclón como tal es bien conocida por el experto en la técnica, pero no en este contexto, es decir, para el lavado de proteínas. Sorprendentemente, la alternativa del proceso de hidrociclón ha resultado ser mucho más eficiente que otras alternativas, por ejemplo, porque consume menos agua. Además, tiene un bajo costo de inversión, es fácil y flexible de usar, es decir, el procedimiento de lavado, y por lo tanto, el consumo de agua pueden ajustarse fácilmente ya que es un procedimiento de lavado en línea. En consecuencia, la eficiencia de lavado puede ajustarse fácil y rápidamente. Además de estas ventajas, un proceso de hidrociclón es un proceso de producción que generalmente se usa, aunque para otro propósito, en la producción de fécula de patata, y por lo tanto, ya está disponible. Ha resultado que el rendimiento es alto, lo que significa que el desecho de material, es decir, la pérdida de proteínas en la etapa de lavado, es sorprendentemente bajo mediante el uso de hidrociclones.

Las etapas de lavado y purificación de la proteína de patata coagulada implicados en el proceso inventivo no se limitan a los métodos descritos anteriormente, ya que la variación de la tecnología usada para reducir los niveles de TGA es sustancial. Como se mencionó anteriormente, de acuerdo con el método inventivo, la proteína coagulada por calor se purifica mediante lavado de los conglomerados de proteína coagulada con agua a un pH ácido de 2-7, preferentemente de 3,0-5,5, aún con mayor preferencia de 3,5-4,5 y la suspensión, además, se calienta a 20-150 °C, preferentemente 50-150 °C, aún con mayor preferencia 80-150 °C. Además, el consumo total de agua para obtener el contenido de TGA y el sabor deseado es de 1-60 kg/kg de concentrado de proteína de DM, preferentemente de 1-40 kg/kg de concentrado de proteína de DM, con mayor preferencia de 1-30 kg/kg de concentrado de proteína de DM, aún con mayor preferencia 1-20 DM kg/kg de concentrado de proteínas de DM. Después de las etapas de lavado, el concentrado de proteína de patata coagulado por calor tiene un nivel de TGA más abajo de 150 mg/kg de DM, preferentemente más abajo de 100 mg/kg de d M, con mayor preferencia más abajo de 50 mg/kg de DM.

El concentrado de proteína de patata purificado coagulado por calor obtenido de acuerdo con las modalidades descritas anteriormente, y que tiene un nivel bajo de TGA satisfactorio se trata, además, por medios físicos con miras a mejorar las propiedades organolépticas de acuerdo con o bien, la alternativa a) o la alternativa b) de la siguiente manera.

De acuerdo con la alternativa a), en la cual se muestra en la Figura 1, la proteína de patata purificada coagulada por calor que tiene un contenido reducido de TGA se mezcla una vez más con agua fresca a una concentración de 5-25 %, preferentemente 10-20 %, con mayor preferencia 12-15 % (etapa 8). La proteína se trata además, en un homogeneizador con miras a reducir el tamaño de partícula de los conglomerados de proteína de patata coagulada (etapa 9). La reducción del tamaño de partícula depende de la presión usada en el homogeneizador. La presión puede mantenerse entre 50-2000 bares, preferentemente 100-1500 bares, con mayor preferencia 200-1000 bares. El tipo de homogeneizador a usar puede ser cualquiera convencional, pero en una modalidad es un homogeneizador de dos etapas ya que es particularmente eficiente. La tecnología de homogeneización es bien conocida por un experto en la técnica. Como una alternativa a la etapa de homogeneización, puede usarse un proceso de molienda en húmedo con vistas a disminuir el tamaño de partícula de las partículas de proteína. Después de tal homogeneización o molienda en húmedo, la suspensión de proteína, además se seca (etapa 10) para tener un contenido de humedad de 1-20 % DM, preferentemente 5-15 % DM, con mayor preferencia 8-12 % DM. El tipo de secador a usar puede ser cualquiera convencional, pero prefiere usar el secado por pulverización con un secador por pulverización. Después de la etapa de homogeneización o molienda en húmedo y el subsecuente secado de la suspensión de proteína, el tamaño de partícula del concentrado de proteína de patata coagulada por calor se ha reducido en gran medida al nivel deseado.

De acuerdo con la alternativa b), la cual también se muestra como una alternativa en la Figura 1, el concentrado de proteína de patata purificado coagulado por calor obtenido como se describió anteriormente, y que tiene un nivel bajo de TGA satisfactorio puede alternativamente secarse además, sin ninguna homogeneización o molienda húmeda. Si se usa un decantador o un filtro de vacío para el procedimiento de lavado de la proteína, la proteína puede secarse directamente. En el caso de lavar la proteína en hidrociclones de acuerdo con la etapa (7), la suspensión de proteína se concentra primero en un decantador o filtro de vacío mediante deshidratación de la suspensión de proteína antes del secado (etapa 11). Luego, la proteína además se seca (etapa 12) a un contenido de humedad de 1-20 %, preferentemente 5-15 %, con mayor preferencia 8-12 %, en cualquier tipo de secador usado convencionalmente, por ejemplo, un secador flash, un secador spin flash, un secador de tambor, un secador por aspersión, etc. La proteína seca coagulada por calor, además, se muele, clasifica y/o tamiza (etapa 13). Después de realizar la molienda, la clasificación y/o el tamizaje, el tamaño de partícula de la proteína de patata coagulada por calor se ha reducido en gran medida al nivel deseado.

El tamaño de partícula de la proteína de patata coagulada por calor, que ha sido tratada de acuerdo con la etapa a) o b) anterior, puede medirse con un analizador de partículas Malvern modelo Mastersizer S con dosificador de polvo seco. De acuerdo con el método inventivo, se ha obtenido un valor D90 más abajo de 55 pm, preferentemente más abajo de 45 pm, con mayor preferencia más abajo de 35 pm. Como se definió anteriormente, el valor D90 significa que el 90 por ciento de la distribución del tamaño del volumen tiene un diámetro de partícula inferior a determinado valor.

El producto en forma de concentrado de proteína de patata coagulado por calor también puede caracterizarse mediante el uso de un análisis de sedimentación. La sedimentación de una partícula depende del tamaño de partícula y del medio que la rodea. Al mezclar una pequeña cantidad de proteína en polvo en agua y dejar que las partículas sedimenten durante un determinado período de tiempo, la píldora resultante tendrá una buena correlación con la distribución real del tamaño de partículas. Las partículas deben ser lo más pequeñas posible, pero debido a problemas prácticos, el tamaño de partícula inferior se limita con vistas a mantener la rentabilidad. El volumen de la píldora después de 30 minutos de sedimentación de 1 g de proteína de patata en 1000 ml de agua se denomina índice de volumen de sedimentación (SVI) para la muestra. El SVI después del refinado de la proteína debe ser menos de 4,5 ml, preferentemente menos de 2,4 ml, con mayor preferencia menos de 0,8 ml.

La proteína de patata coagulada por calor obtenida con el método de acuerdo con la presente invención ha resultado tener características únicas. Más precisamente, debido al tamaño de partícula reducido en combinación con el nivel de purificación, es decir, la reducción de TGA, el producto de proteína producido es organolépticamente satisfactorio y tiene un sabor neutro. Además, la sensación arenosa en la boca que normalmente proporcionan las proteínas coaguladas por calor en el estado de la técnica se elimina totalmente debido al método inventivo. El concentrado de proteína obtenido también se comporta como una proteína semisoluble, la cual cuando se mezcla con agua no se precipita, como una proteína coagulada por calor. Esta propiedad única puede demostrarse al mezclar la proteína con agua y midiendo la velocidad de sedimentación.

Como se indicó anteriormente, el producto de acuerdo con la presente invención puede usarse para solicitudes completamente nuevas en la industria alimentaria, más precisamente como un aditivo nutricional o ingrediente en alimentos para uso humano, tal como, sin limitación a los mismos, un producto lácteo, por ejemplo, crema fresca, yogur, bebidas a base de leche, y yogur para consumo; un producto de panadería, por ejemplo, pan suave, pan crujiente, galletas saladas, etc., productos cárnicos como albóndigas y productos relacionados con aplicaciones comparables de carne mixta; diferentes tipos de salchichas; cereales de desayuno; y barras alimenticias. El producto de proteína de patata coagulada inventivo también puede usarse como un ingrediente para enriquecer diferentes tipos de comidas preparadas en vista de las proteínas.

También cabe señalar que la cantidad total de glicoalcaloides (TGA) en cuestión se administra en relación con el concentrado de proteína a comercializar. Después de haber mezclado dicho concentrado con el alimento, la TGA en el producto alimenticio final se vuelve inferior por efecto de la dilución.

La proteína de patata coagulada por calor producida con el método de acuerdo con la presente invención es un polvo que fluye libremente con un color de blanco a marrón. El olor y el sabor es suave a patata ligera. Como se mencionó anteriormente, la proteína de patata inventiva puede usarse como un ingrediente nutritivo en muchos tipos de productos alimenticios, por ejemplo, en un producto lácteo, y se mezcla en la misma etapa inicial de la producción, es decir, normalmente antes de la fermentación y/o el tratamiento UHT. También puede usarse como un ingrediente nutritivo en un producto de panadería, por ejemplo, pan suave, pan crujiente, galletas saladas, etc., y se mezcla con la masa antes de la fermentación y el horneado. También puede usarse como un ingrediente nutritivo en productos cárnicos, tal como albóndigas, y en productos relacionados con aplicaciones comparables de carne mixta, así como también en diferentes tipos de salchichas, y en esos tipos de aplicaciones se mezclan en la formulación de la carne y la grasa antes de cocinar. También puede usarse como un ingrediente nutritivo en los cereales para el desayuno con el fin de aumentar el contenido de proteínas y, en este tipo de aplicación, el producto puede mezclarse con un producto de cereales antes de la cocción, horneado, y extrusión, es decir, en el proceso de preparación un ingrediente de cereales para el desayuno que se usará en diferentes tipos de productos de cereales para el desayuno para el mercado de consumo. También puede usarse como un ingrediente nutritivo en barras alimenticias y, en este caso, se mezcla con otros ingredientes antes de cocinar u hornear la barrita. El producto de proteínas adjunto también puede usarse como ingrediente nutritivo para enriquecer diferentes tipos de comidas preparadas en vista del contenido de proteínas. La proteína de patata inventiva también puede considerarse como un ingrediente funcional para las aplicaciones alimentarias mencionadas anteriormente.

Si bien la invención se ha descrito con referencia a una serie de modalidades, los expertos en la técnica entenderán que pueden realizarse varios cambios y pueden sustituirse sus elementos por equivalentes sin apartarse del alcance de la presente invención. Además, varias modificaciones pueden hacerse para adaptar una situación particular o material, a las enseñanzas de la invención sin salir del alcance esencial de la invención. Por lo tanto, se considera que la invención no se limita a las modalidades particulares descritas como el mejor modo considerado para aplicar esta invención, pero la invención incluirá todas las modalidades que caen dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

EJEMPLOS

En los ejemplos más abajo se describen diferentes métodos para la producción del concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio.

Ejemplo 1

Se centrifugaron 10000 g de jugo de patata recolectados de un proceso convencional de fabricación de fécula a 3000 x G durante 3 minutos para eliminar la fécula residual y las partículas de fibra. El valor de pH se ajustó a 3,5. El jugo, además se calentó con vapor en un aparato de cocción a chorro a 130 °C y se mantuvo durante 3 minutos. La suspensión de proteínas obtenida se enfrió a 40 °C. La suspensión de proteínas se volvió a centrifugar a 3000 x G durante 3 minutos, se descartó el sobrenadante y la píldora obtenida se mezcló con 6000 g de agua fresca. A continuación, la suspensión de proteínas se mezcló durante 10 minutos antes de la centrifugación a 3000 x G durante 3 minutos. Se descartó nuevamente el sobrenadante y se mezcló la píldora con 6000 g de agua fresca durante 10 minutos. La suspensión de proteínas se centrifugó a 3000 x G durante 3 minutos antes de descartar el sobrenadante.

A continuación, la píldora se diluyó a un contenido de 10-15 % en base a la materia seca (DM) con agua fresca para alcanzar una viscosidad adecuada para la homogeneización en un homogeneizador. La suspensión se homogeneizó a 800 bares antes del secado por pulverización con 160 °C como temperatura de entrada. La TGA del polvo de concentrado de proteína seco estaba más abajo de 150 mg/kg. El tamaño de partícula de la proteína seca en polvo se analizó con un Malvern Mastersizer S, y mostró que el 90 % de las partículas tenían un diámetro de menos de 45 |jm.

Ejemplo 2

Se bombeó jugo de patata de un proceso convencional de fabricación de fécula a través de un tanque ciclónico para eliminar la fibra residual y las partículas de fécula antes de realizar un ajuste de pH a 5,3. El jugo se calentó, además, con vapor en un aparato de cocción a chorro a 130 °C y se mantuvo durante 3 minutos antes de la deshidratación en un decantador. La torta de proteínas obtenida después de la deshidratación se mezcló con agua fresca hasta obtener una suspensión que tiene un contenido de proteínas del 13 % en base a materia seca (DM), y el valor del pH se ajustó a 3,5 con un ácido. La suspensión se calentó a 50 °C, después de lo cual la proteína se lavó con agua fresca sobre hidrociclones. Para el lavado con hidrociclón se usaron cantidades iguales de suspensión de proteína y agua fresca. El concentrado de los hidrociclones se diluyó con agua fresca hasta una concentración de 3 % y se deshidrató en un decantador a un contenido de 40 % en base a materia seca (DM). La torta de proteínas se secó, además, en un secador centrífugo a un contenido de humedad de menos de 10 %. A continuación, el polvo seco se molió en un molino clasificador convencional con vistas a alcanzar el tamaño de partícula deseado. La TGA del polvo seco fue menos de 100 mg/kg. El tamaño de partícula de la proteína seca en polvo se analizó con un Malvern Mastersizer S, y mostró que el 90 % de las partículas tenían un diámetro de menos de 30 jm .

Ejemplo 3

Se bombeó jugo de patata de un proceso convencional de fabricación de fécula a través de un tanque ciclónico para eliminar la fibra residual y las partículas de fécula antes de realizar un ajuste de pH a 5,3. El jugo se calentó, además, con vapor en un aparato de cocción a chorro a 130 °C y se mantuvo durante 3 minutos antes de la deshidratación en un decantador. La torta de proteína obtenida después de la deshidratación se mezcló con agua fresca hasta obtener una suspensión que tiene un contenido de proteína del 13 % en base a materia seca, y el valor de pH se ajustó a 3,5 con ácido. La suspensión se calentó a 50 °C, después de lo cual el concentrado de proteínas se lavó con agua fresca sobre hidrociclones. Para el lavado con hidrociclón se usaron cantidades iguales de suspensión de proteína y agua fresca. El concentrado de los hidrociclones se diluyó a un contenido del 13 % en base a materia seca con agua fresca antes de realizar un segundo lavado con hidrociclón. El concentrado obtenido después del segundo lavado se deshidrató luego en un tambor de vacío rotatorio a un contenido de 35 % en base a materia seca. La torta de proteínas, además, se secó en un secador ultrarrápido a un contenido de humedad menos de 10 %. A continuación, el polvo seco se molió en un molino clasificador para alcanzar el tamaño de partícula deseado. La TGA del polvo seco fue menos de 150 mg/kg. El tamaño de partícula de la proteína seca en polvo se analizó con un Malvern Mastersizer S, y mostró que el 90 % de las partículas tenían un diámetro de menos de 40 jm .

Ejemplo 4

Se bombeó jugo de patata de un proceso convencional de fabricación de fécula a través de un tanque ciclónico para eliminar la fibra residual y las partículas de fécula antes de realizar un ajuste de pH a 5,3. El jugo se calentó, además, con vapor en un aparato de cocción a chorro a 130 °C y se mantuvo durante 3 minutos antes de la deshidratación en un decantador. La torta de proteína obtenida se secó, además, en un secador centrífugo a un contenido de humedad de menos de 10 %. El polvo seco se mezcló con agua fresca para alcanzar un contenido de proteína del 13 % en base a materia seca, y el valor de pH se ajustó a 3,5 con ácido. La suspensión se calentó a 50 °C, después de lo cual la proteína se lavó con agua fresca sobre hidrociclones. Para el lavado con hidrociclón se usaron cantidades iguales de suspensión de proteína y agua fresca. El concentrado de proteína obtenido del lavado con hidrociclón se diluyó con agua fresca a una concentración del 3 %, y se deshidrató en un decantador a un contenido de proteína del 40 % en base a materia seca. La torta de proteína obtenida se secó, además, en un secador centrífugo a un contenido de humedad de menos de 10 %. Luego, el polvo seco se molió en un molino clasificador para alcanzar el tamaño de partícula deseado. La TGA del polvo seco fue menos de 150 mg/kg. El tamaño de partícula de la proteína seca en polvo se analizó con un Malvern Mastersizer S, y mostró que el 90 % de las partículas tenían un diámetro de menos de 40 jm .

Ejemplo 5

Con el fin de establecer la correlación entre el índice de volumen de sedimentación (SVI) y el tamaño de partícula, se midieron tres muestras diferentes (Muestras 1-3) con diferentes tamaños de partícula. El tamaño de partícula se midió con el uso de un Malvern Mastersizer S y el SVI se midió al someter 1 g de proteína de patata a una etapa de sedimentación en 1000 ml de agua durante 30 minutos. La píldora sedimentada, registrado como ml, después de 30 minutos de sedimentación se denomina valor SVI. Como se muestra en la tabla más abajo, existe una clara correlación entre el valor D90 medido con LALLS y el volumen de sedimentación después de 30 min (SVI).

Ejemplo 6

Con vistas a investigar las propiedades organolépticas del concentrado de proteína de patata coagulada refinado obtenido de acuerdo con el ejemplo 2, en comparación con un concentrado de proteína de patata coagulada solamente lavado, se evaluaron albóndigas con un 10 % de proteína de patata añadida. Un panel de 10 personas investigó las muestras y fue un claro favor para las muestras que contienen el concentrado de proteína de patata coagulada con un tamaño de partícula reducido en comparación con las que contenían una proteína de patata gruesa. La sensación arenosa en la boca experimentada para las albóndigas que contienen proteína de patata gruesa se eliminó por completo para las albóndigas que contienen proteína de patata con tamaño de partícula reducido.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Un método para la preparación de un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio, en donde este comprende las etapas de

a) separar fibras y fécula de una pulpa de patata, en donde se obtiene un jugo de patata que contiene proteína de patata,

b) coagular la proteína de patata en el jugo de patata mediante el ajuste del pH a un valor ácido y por calentamiento, en donde se obtiene una suspensión de proteína de patata coagulada que contiene partículas de proteína de patata coagulada,

c) reducir el contenido total de glicoalcaloides en la suspensión de proteína de patata coagulada a menos de 150 mg/kg de concentrado de proteína, en donde el contenido total de glicoalcaloides se reduce en una etapa de lavado que comprende la deshidratación de la suspensión de proteína de patata coagulada y la subsecuente adición de agua, en donde dicha etapa de lavado se realiza una o más veces, seguido cada vez por un ajuste del pH de la suspensión de proteína a 2-7, y el calentamiento de la suspensión de proteína a 20-150 °C, y d) reducir activamente el tamaño de partícula de las partículas de proteína de patata por medios físicos en tal manera que se obtenga un concentrado de proteína de patata coagulada en que el 90 % de dichas partículas tienen un tamaño de partícula de menos de 55 pm, medible con un analizador de partículas Malvern modelo Mastersizer S con dosificador de polvo seco.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el pH en la etapa c) se ajusta a 3,0-5,5, preferentemente 3,5-4,5, y la suspensión de proteína se calienta a 50-150 °C, preferentemente 80-150 °C.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde la etapa de lavado se realiza por el uso de uno o más hidrociclones.

4. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el tamaño de partícula de las partículas de proteína de patata se reduce, o bien, por

a) homogeneización de la suspensión de proteína de patata coagulada en un homogeneizador o mediante molienda en húmedo, seguida de secado, preferentemente secado por pulverización, o

b) secado de la suspensión de proteína de patata coagulada, en donde se obtiene un concentrado de proteína de patata coagulada seca, seguido de molienda, clasificación y/o tamizaje de dicho concentrado de proteína de patata coagulada seca,

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la homogeneización se realiza en una o dos etapas a una presión de 50-2000 bar, preferentemente 100-1500 bar, y con mayor preferencia 200-1000 bar.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el secado se realiza mediante secado rápido, secado rápido por centrifugación, secado por pulverización, secado en tambor o secado en lecho fluido.

7. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el contenido total de glicoalcaloides en el concentrado de proteína de patata coagulada se reduce a menos de 100 mg/kg de concentrado de proteína, preferentemente a menos de 50 mg/kg de concentrado de proteína.

8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el consumo de agua durante dicha al menos una etapa de lavado es de 1-60 kg/kg de concentrado de proteína DM, preferentemente de 1-40 kg/kg de concentrado de proteína DM, con mayor preferencia de 1-30 kg/kg de concentrado de proteína DM, y aún con mayor preferencia 1-20 kg/kg de concentrado de proteína DM.

9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el 90 % de las partículas en dicho concentrado de proteína de patata coagulada tienen un diámetro de partícula de menos de 45 pm, preferentemente menos de 35 pm.

10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de lavado se realiza al deshidratar el concentrado de proteína de patata coagulada a una materia seca (DM) de 20-60 %, y luego se mezcla con agua a una concentración de 1-30 % p/p, preferentemente 5-20 % p/p, con mayor preferencia 10-15 % p/p, seguido por calentamiento a 20-150 °C, preferentemente 50-150 °C, con mayor preferencia 80-150 °C.

11. Un concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio producido por un método de acuerdo con las reivindicaciones 1-10, que tiene un contenido total de glicoalcaloides de menos de 150 mg/kg de concentrado de proteína y que contiene partículas donde el 90 % tiene un diámetro de partícula de menos de 55 pm.

12. El concentrado de proteínas de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el contenido de proteínas es más de 60 % p/p, preferentemente más de 75 % p/p, con mayor preferencia más de 85 % p/p.

13. Uso del concentrado de proteína de patata coagulada de grado alimenticio de acuerdo con la reivindicación 11 y 12 como un ingrediente de grado alimenticio en un producto alimenticio, preferentemente como un ingrediente para enriquecer diferentes tipos de comidas preparadas en vista de las proteínas, en donde se añade como concentrado al producto alimenticio y se mezcla con el mismo.

14. El producto alimenticio para uso humano que comprende un producto de proteína de patata coagulada de grado alimenticio de acuerdo con la reivindicación 11 y 12, en donde dicho producto alimenticio es un producto lácteo, por ejemplo, crema fresca, yogur, bebidas a base de leche, y yogur para consumo; un producto de panadería, por ejemplo, pan suave, pan crujiente, galletas saladas, etc.; productos cárnicos como albóndigas y productos relacionados con aplicaciones comparables de carne mixta; diferentes tipos de embutidos; cereales de desayuno; y barras alimenticias.