ES2921935T3 - Concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche estable durante tratamientos térmicos y procedimiento de obtención - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para producir un concentrado o aislado de proteínas lácteas solubles, que es estable durante los tratamientos térmicos que necesariamente se aplican a los productos en los que se integra. La invención también se refiere al concentrado o al aislado obtenido mediante tal proceso. A tal efecto, el proceso según la invención comprende las etapas: a) obtención de proteínas lácteas solubles en forma de concentrado o aislado obtenido mediante un método que incluye la separación física de los componentes de la leche por filtración, b) dilución a un valor de contenido de sólidos de 10% a 15%, c) ajustar el pH entre 3,4 y 3,7, d) madurar entre 30 y 60 min a una temperatura de entre 50 y 60°C, e) diluir al 3% SC , f) separar físicamente las proteínas en una fracción (F1) que contiene alfa-lactoalbúmina, inmunoglobulinas, lactoferrina y BSA, y una fracción (F2) que contiene beta-lactoglobulina, g) recuperar la fracción (F1) y ajustar el pH a un valor de entre 7 y 8, h) recuperar la fracción (F2) y ajustar el pH a un valor de entre 6 y 8, i) concentrar, a una temperatura inferior a 20°C, la fracción (F2) hasta un contenido de sólidos valor de 8-15%, j) desnaturalización de la beta-lactoglobulina de la fracción (F2), k) obtención de una fracción F 2 que incluye la beta-lactoglobulina desnaturalizada, l) mezclar la fracción (F1) obtenida en el paso g) y la fracción (F2) obtenida en el paso k), m) concentrar la mezcla, a una temperatura inferior a 20°C, a un valor de contenido de sólidos de 25-30%, n) conversión en polvo y secado según técnicas que se llevan a cabo a una temperatura inferior a 60°C, o) obtención de un concentrado termoestable o aislado de proteínas lácteas solubles en forma de polvo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche estable durante tratamientos térmicos y procedimiento de obtención

La presente invención se enmarca en los campos técnicos de la alimentación y nutrición saludable y se refiere a un procedimiento para preparar un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche estable durante tratamientos térmicos, así como al concentrado o aislamiento obtenido por tal procedimiento.

Las proteínas lácteas se dividen en dos grupos: caseínas y proteínas solubles. Por proteínas solubles se entiende las denominadas proteínas mayoritarias, en referencia a su concentración, que son la alfa-lactalbúmina y la betalactoglobulina, y las denominadas proteínas menores que son la albúmina sérica (BSA para albúmina sérica bovina), la lactoferrina, las inmunoglobulinas incluidas las IgG y factores de crecimiento.

Las proteínas solubles de leche presentan propiedades funcionales y nutricionales muy interesantes en nutrición infantil, clínica, dietética y deportiva. Su promoción en estos campos está en pleno desarrollo.

Existen dos fuentes de proteínas solubles de leche en el mercado hoy en día: la primera fuente comprende concentrados y aislamientos de proteínas obtenidos a partir del tratamiento de lactosuero. La segunda fuente comprende concentrados y aislamientos de proteínas obtenidos a partir del tratamiento de la leche. Los concentrados presentan un contenido en proteínas de entre el 35 y el 80 %, en particular del 75 %. Los aislamientos son más concentrados y presentan un contenido en proteínas superior al 80 %, en particular del 90 %.

En el caso de la primera fuente, las proteínas se obtienen a partir del lactosuero, que es un coproducto de la industria láctea resultante de la fabricación del queso. El lactosuero se obtiene tras la puesta en práctica de tratamientos térmicos, enzimáticos, químicos o mixtos, que dan como resultado la coagulación de la leche y la precipitación de la caseína en forma de cuajada. A continuación, se pueden poner en práctica diferentes métodos sobre el lactosuero obtenido para separar las proteínas de las otras sustancias que contiene, tales como las sales minerales y la lactosa. Entre estos métodos conocidos, se mantendrán los métodos de separación por filtración sobre membranas, tales como la ultrafiltración o la nanofiltración.

En el caso de la segunda fuente, las proteínas se obtienen directamente de la fase soluble de la leche mediante un método de separación física de los componentes de la leche, tal como la microfiltración, sin tratamiento enzimático, térmico o químico. Esta fase soluble se presenta en forma de un líquido perfectamente transparente que contiene proteínas, lactosa, sales minerales y orgánicas y agua. Es entonces a partir de esta fase soluble que se ponen en práctica los métodos de separación física por membranas aludidos anteriormente, que permiten aislar las proteínas. Entre las ventajas de no utilizar lactosuero como fuente de proteína, se destaca la ausencia de residuos proteicos asociados a las técnicas de fabricación del queso, tales como los péptidos de caseína (caseinomacropéptido) y ciertas proteosas peptonas. Los caseinomacropéptidos son moléculas resultantes de la degradación enzimática de la caseína presente en la leche durante la fabricación de quesos (hidrólisis de la caseína kappa) y luego se encuentran en el lactosuero. Estos compuestos tienen una composición de aminoácidos que luego disminuye el interés nutricional del aislamiento de proteínas. En general, los tratamientos aplicados durante la fabricación de quesos dan como resultado lactosueros extremadamente variables en términos de composición de proteínas y aminoácidos, lo que hace muy difícil la estandarización de composiciones que incorporen estos concentrados o aislamientos de proteínas de lactosuero.

El procedimiento para obtener tal concentrado de proteínas solubles directamente a partir de la leche, y no del lactosuero, se describe en la patente francesa n.° FR 2809 595. Este procedimiento es particularmente ventajoso. Como se mencionó anteriormente, implica etapas de filtración de membrana sin ninguna etapa de reacción enzimática, química o térmica. En consecuencia, la fracción que contiene las proteínas séricas obtenidas al final del procedimiento de fabricación no está contaminada por residuos proteicos, a diferencia de los concentrados o aislamientos de lactosuero. Así, según este procedimiento, la leche desnatada o semidesnatada, posiblemente después de haber pasado por una etapa de pasteurización, es tratada por microfiltración con el fin de eliminar la caseína, la materia grasa residual y las bacterias y conservar sólo la fase soluble que contiene proteínas nativas. El permeado de microfiltración se somete luego a una etapa de ultrafiltración y/o nanofiltración con el fin de concentrar las proteínas. Todo el procedimiento se desarrolla a baja temperatura, es decir a temperaturas que no desnaturalizan las proteínas, y permite ventajosamente la conservación de las proteínas en su forma nativa. Los concentrados obtenidos según este procedimiento presentan la siguiente composición, expresada en peso:

- proteínas solubles de leche: 10-80 %,

- materia mineral: 1-5 %,

- sodio: 0,02-0,4 %,

- potasio: 0,1 -1,5 %

- grasa: menos del 0,4 %.

Se observa que las composiciones de proteínas y aminoácidos de estos concentrados son constantes. Además, presentan un nivel de treonina inferior al observado en un aislamiento de lactosuero y un nivel de triptófano superior, lo que las hace especialmente adaptadas para la alimentación infantil. Todas estas ventajas se mencionan en la patente francesa n.° FR 2809595.

Aunque tal concentrado o aislamiento de proteína obtenido a partir de la fase soluble de la leche, y no del lactosuero, es ventajoso por todas las razones mencionadas anteriormente, presenta, sin embargo, la desventaja de no ser estable durante los tratamientos térmicos, tales como los tratamientos de esterilización impuestos a los productos en que se incorpora, por ejemplo bebidas antes del tratamiento U.H.T., o cuando se añade a cualquier otro producto alimenticio a calentar, por ejemplo un puré o una sopa.

En efecto, por encima de una determinada temperatura, en particular por encima de 80 °C, la beta-lactoglobulina induce fenómenos de coagulación en el producto en el que se encuentra, según su concentración, el pH y la fuerza iónica del medio. El producto presenta entonces una textura heterogénea, no acorde con las expectativas y no apta para su consumo, con un aspecto floculado que puede llegar a gelificarse. Esto se observa particularmente en bebidas líquidas esterilizadas térmicamente, es decir, a temperaturas superiores a 70 °C y que posiblemente se extiendan hasta los 90 °C. Un fenómeno de coagulación es un fenómeno por el cual un medio se convierte en una masa sólida. Esto se explica por el hecho de que el calor provoca la desnaturalización de las proteínas que se agregan entre ellas y precipitan, provocando así la coagulación.

El documento US2005/0163887 describe un procedimiento para producir una proteína de lactosuero termoestable que comprende añadir una cantidad efectiva de un reactivo de proteína de lactosuero que tiene iones minerales libres. Los iones minerales libres forman compuestos hidrosolubles con el reactivo. Los compuestos hidrosolubles se filtran de la proteína de lactosuero para reducir la concentración de minerales libres y formar proteína de lactosuero termoestable. La presente invención tiene por tanto como objetivo solucionar el problema aludido en el párrafo anterior y proponer un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche, así como un procedimiento que permita su obtención, que sea estable frente a los tratamientos térmicos a que se someten los productos en los que se integra, es decir, que no provoque fenómenos de coagulación tras tales tratamientos impuestos.

Para ello, la invención se refiere a un procedimiento para la obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche, estable frente a los tratamientos térmicos, que consta de las siguientes etapas:

a) obtención de proteínas solubles de leche en forma de concentrado o aislamiento obtenido por un método que incluya la separación física por filtración de los componentes de la leche,

b) dilución hasta un valor de extracto seco de 10 a 15 %,

c) ajuste del pH a entre 3,4 y 3,7,

d) maduración entre 30 y 60 min a una temperatura comprendida entre 50 y 60 °C,

e) dilución hasta 3 % de ES,

f) separación física de las proteínas en una fracción (F1) que contiene alfa-lactalbúmina, inmunoglobulinas, lactoferrina, BSA y una fracción (F2) que contiene beta-lactoglobulina,

g) recuperación de la fracción (F1) y ajuste del pH a un valor comprendido entre 7 y 8,

h) recuperación de la fracción (F2) y ajuste del pH a un valor comprendido entre 7 y 8,

i) concentración, a una temperatura inferior a 20 °C, de la fracción (F2) hasta un valor de extracto seco de 8-15 %,

j) desnaturalización de la beta-lactoglobulina de la fracción (F2),

k) obtención de una fracción F2 que incluya la beta-lactoglobulina desnaturalizada,

l) mezcla de la fracción (F1) obtenida en la etapa g) y la fracción (F2) obtenida en la etapa k),

m) concentración de la mezcla, a una temperatura inferior a 20 °C, hasta un valor de extracto seco de 25-30 %, n) transformación en polvo y secado según técnicas que tienen lugar a una temperatura inferior a 60 °C, o) obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche termoestables en forma de polvo. Durante el procedimiento según la invención, la beta lactoglobulina se separa de las otras proteínas y se somete a un tratamiento de desnaturalización. Una vez desnaturalizada, la beta-lactoglobulina pierde sus propiedades gelificantes que están en el origen de la modificación de la textura y de la coagulación que se observa en los productos esterilizados a los que se incorporan los concentrados o aislamientos del estado de la técnica. La fracción que contiene la beta lactoglobulina desnaturalizada se mezcla posteriormente con la fracción que contiene las demás proteínas de la leche que, por su parte, se conservan en su forma nativa. En efecto, con respecto a esta fracción, el procedimiento según la invención tiene lugar a temperaturas que permiten la conservación de su forma nativa.

Al final del procedimiento, se obtiene un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche estable frente a los tratamientos térmicos de los productos en los que se pretende incorporar. En particular, permite la formulación de bebidas esterilizadas por tratamiento térmico, especialmente UHT, que contengan hasta 10 a 15 % en peso de proteínas con una textura acorde con esta familia de productos sin causar inestabilidad del producto durante la transformación y conservación. Una formulación de bebida hiperproteica con U.H.T. con proteínas solubles de leche extraídas por microfiltración y concentradas por ultrafiltración en frío, pero no tratadas por el procedimiento según la invención, conduciría a un producto floculado que podría llegar a la gelificación.

El concentrado o aislamiento según la invención también se puede utilizar ventajosamente como espolvoreado en alimentos cotidianos tales como sopas, purés, zumos de frutas para enriquecer el contenido en proteínas de los mismos conservando una textura homogénea y agradable. Un enriquecimiento de estos productos con un polvo de aislamiento o concentrado de proteínas solubles de leche no tratadas por el procedimiento según la invención conduciría de nuevo a alimentos granulados, espesos y poco apetecibles.

Además, la desnaturalización de la beta-lactoglobulina aumenta la digestibilidad del concentrado o aislamiento y permite una asimilación más rápida de las proteínas en comparación con el mismo concentrado o aislamiento que contiene la beta-lactoglobulina no desnaturalizada. Además, la absorción de las proteínas del concentrado o del aislamiento según la invención es secuencial, lo que permite optimizar la eficacia individual de cada proteína. Finalmente, debido a su desnaturalización, la beta-lactoglobulina no interacciona con las demás proteínas del concentrado o del aislamiento e incluso con las proteínas aportadas por otros alimentos consumidos al mismo tiempo.

Como resultado, se mejora su disponibilidad, en particular, se optimiza su aporte de ciertos aminoácidos, tales como la leucina.

Ventajosamente, la etapa (f) del método se realiza por centrifugación o microfiltración.

Preferiblemente, las etapas de concentración (i) y (m) se realizan por ósmosis directa u ósmosis inversa.

Según una realización, el procedimiento comprende, entre las etapas h) y j), una etapa p) de adición de uno o más compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico, preferiblemente hidrófobos, distintos de una proteína de origen lácteo.

Ventajosamente, la etapa (p) del procedimiento se realiza añadiendo el o los compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico a la fracción F2 y mezclando con agitación.

Según una realización preferida de la invención, la etapa j) de desnaturalización de la beta-lactoglobulina se realiza mediante un tratamiento térmico que incluye el calentamiento de la fracción F2 a una temperatura comprendida entre 80 y 95 °C durante un período comprendido entre 5 y 30 minutos.

Según otra realización de la invención, la etapa j) de desnaturalización de la beta-lactoglobulina se realiza mediante un tratamiento semicontinuo a alta presión a una presión comprendida entre 100 y 600 MPa y a una temperatura mantenida por debajo de 20 a 30 °C.

Preferiblemente, en la etapa (1), la mezcla se realiza según una relación de fracción F1/fracción F2 comprendida entre 0,2 y 1.

Ventajosamente, el procedimiento comprende, entre las etapas m) y n), una etapa (w) de tratamiento por ultrasonidos de la mezcla.

Ventajosamente, la etapa (a) comprende las siguientes etapas:

r) obtención de proteínas solubles de leche por microfiltración de leche, preferiblemente desnatada,

t) desmineralización selectiva de la fase soluble de la leche mediante una etapa de nanofiltración (t2) o ultrafiltración (t1),

v) obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles en forma de retenido.

El concentrado o aislamiento obtenido durante esta etapa (v) se utiliza luego en la etapa (a) mencionada anteriormente.

Según una variante de la invención, el procedimiento comprende además, antes de la etapa (t2) de nanofiltración, una etapa (t1) de ultrafiltración, realizándose entonces la nanofiltración de la etapa (t2) sobre el permeado de ultrafiltración de esta etapa (t1), luego una etapa (u) de mezcla, en proporciones predeterminadas, del retenido de nanofiltración de la etapa (t2) con el retenido de ultrafiltración de la etapa (t1).

La invención también se refiere a un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche, susceptible de obtenerse por el procedimiento según la invención y que comprende entre un 35 y un 95 % en peso de proteínas solubles de leche.

Según una característica de la invención, el concentrado o aislamiento contiene:

- alfa-lactalbúmina, albúmina sérica, lactoferrina, inmunoglobulinas y factores de crecimiento en forma nativa, - beta-lactoglobulina estabilizada en forma desnaturalizada.

Según una realización, el concentrado o aislamiento de proteínas solubles según la invención contiene uno o más compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico, preferiblemente hidrófobos, distintos de una proteína de origen lácteo, tales como lípidos, ácidos grasos, vitaminas, enzimas.

La invención también se refiere a una composición de nutrición oral o enteral, que comprende un concentrado o aislamiento de proteínas solubles tal como se describe anteriormente.

En el sentido de la invención, nutrición enteral significa nutrición por sonda.

Preferiblemente, la composición se presenta en forma de líquido, de alimento, de bebida, especialmente esterilizada, de sopa, de crema, de gel o de puré.

De hecho, es posible formular, con la ayuda del concentrado o el aislamiento de proteínas solubles según la invención, cualquier producto destinado a la nutrición, especialmente a la nutrición clínica oral o enteral, tal como bebidas, polvos, cremas, geles o cualquier formulación que requiera un aporte específico de proteínas.

Las formulaciones pueden ser hiperproteicas e hipercalóricas, normocalóricas o hipocalóricas y destinadas a lactantes, niños, adultos sanos, ancianos, personas desnutridas, deportistas...

También puede tratarse de fórmulas para animales, especialmente de competición tales como caballos, perros, o para animales de compañía de edad avanzada o con requerimientos proteicos específicos.

Por aporte específico de proteínas, hay que entender un aporte en cantidad de una o más proteínas del concentrado o del aislamiento obtenido por el procedimiento según la invención, un aporte de uno o más aminoácidos, un aporte de péptidos, propios de la composición específica del aislamiento o concentrado. Este aporte de proteínas también puede combinarse con un aporte específico de uno o más de otros compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico.

La invención se detalla a continuación, con la ayuda de la descripción de las realizaciones, en relación con las Fig. 1 a 3.

Ejemplo 1: Obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche termoestable

Se obtiene un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche estable frente a los tratamientos térmicos poniendo en práctica el procedimiento según la invención ilustrado en la FIG. 1.

a) obtención de proteínas solubles de leche en forma de un concentrado o un aislamiento obtenido por un método que incluya la separación física por filtración de los componentes de la leche.

El concentrado o aislamiento puede presentarse en forma de un retenido de ultrafiltración de un permeado de microfiltración de leche obtenido, por ejemplo, con la ayuda del procedimiento descrito en la patente francesa n.° FR 2809595 y tal como se recuerda en el Ejemplo 3 a continuación.

Como alternativa, se trata de un concentrado o aislamiento distribuido comercialmente, en particular el distribuido bajo el nombre comercial Prolacta®, o Pronativ®, de la empresa Lactalis Ingrédients (Francia), y obtenido tras la transformación en polvo por deshidratación y secado de dicho retenido de ultrafiltración mencionado en el párrafo anterior. Como alternativa, el concentrado o aislamiento se pueden utilizar directamente en forma líquida en ausencia de una etapa de secado.

En ambos casos, las proteínas solubles no se obtienen a partir de un lactosuero sino a partir de la leche. (b) dilución hasta un valor de extracto seco de 10 a 15 %

La dilución se realiza con agua. Este nivel de extracto seco permite mantener una viscosidad compatible con las etapas posteriores.

c) ajuste del pH a entre 3,4 y 3,7 luego d) maduración entre 30 y 60 min a una temperatura comprendida entre 50 y 60 °C.

Durante las etapas c) y d), se ponen en práctica las propiedades basadas en las diferencias de solubilidad de las proteínas mayoritarias de la fase soluble de la leche para separar una fracción enriquecida en alfa-lactalbúmina y una fracción enriquecida en beta-lactoglobulina. En estas condiciones, la alfa-lactalbúmina precipita de forma reversible y la beta-lactoglobulina permanece soluble.

e) dilución con agua a 50-60 °C hasta obtener un valor de extracto seco del 3 %.

f) separación física de proteínas en una fracción (F1) que contiene alfa-lactoalbúmina, inmunoglobulinas, lactoferrina, BSA y una fracción (F2) que contiene beta-lactoglobulina.

La separación física se realiza por centrifugación continua a 10.000 revoluciones/min a una temperatura comprendida entre 50 y 60 °C o por microfiltración sobre membrana que presenta un umbral de corte de 0,1 pm. La separación física permite obtener:

- una fase insolubilizada denominada "fase pesada" que contiene principalmente alfa-lactalbúmina (fracción F1), pero también proteínas menores como inmunoglobulinas, lactoferrina y BSA,

- una fase soluble denominada "fase ligera" que contiene beta-lactoglobulina (fracción F2).

g) recuperación de la fracción (F1) y neutralización ajustando el pH a un valor comprendido entre 7 y 8.

La neutralización se realiza con una base apropiada como hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o también hidróxido de calcio. Esto permite solubilizar las proteínas, entre ellas la alfa-lactalbúmina, que recupera su forma nativa.

h) recuperación de la fracción (F2) y neutralización ajustando el pH a un valor comprendido entre 6 y 8, i) concentración, a una temperatura inferior a 20 °C, de la fracción (F2) hasta un valor de extracto seco de 8-15 %.

Durante las etapas h e i, la fracción F2 con muy bajo ES (extracto seco) se neutraliza con una solución alcalina adecuada y se concentra en frío a entre 10 y 20 °C mediante una técnica de ósmosis directa u ósmosis inversa que permite un factor de reducción de volumen de 5 para obtener un ES de aproximadamente 6-12 %. Esta concentración en frío permite la conservación de la forma nativa de la proteína.

j) desnaturalización de la beta-lactoglobulina de la fracción (F2), en particular por tratamiento térmico, tratamiento a alta presión o tratamiento con microondas.

El tratamiento térmico aplicado consiste en someter la fracción F2 a una temperatura superior a 80 °C e inferior a 95 °C durante un tiempo comprendido entre 5 y 30 minutos.

La fuerza iónica y el pH de la solución deben ser controlados para una óptima desnaturalización de la fracción F2, el contenido de calcio no debe ser superior a 4 mM y el pH debe estar preferiblemente comprendido entre 6,2 y 6,6.

Opcionalmente, se puede poner en práctica ventajosamente un tratamiento enzimático de la betalactoglobulina previo a la desnaturalización dirigida de la beta-lactoglobulina por la acción de la transglutaminasa sobre la beta-lactoglobulina, que induce la reticulación de la proteína por la formación de enlaces entre los grupos amino de aminoácidos como la lisina. Estas reacciones de reticulación permitirán influir en la textura obtenida después de la desnaturalización dirigida.

Al final de este tratamiento de desnaturalización, se pierden las propiedades gelificantes de la betalactoglobulina durante los posteriores tratamientos térmicos de los productos en los que se incorpora. De hecho, esta propiedad es incompatible con la elaboración de bebidas esterilizadas ricas en proteínas solubles de leche, especialmente las bebidas hiperproteicas con UHT. Así es posible, gracias al procedimiento según la invención, evitar esta gelificación poniendo en práctica una desnaturalización térmica controlada antes de aplicar un tratamiento UHT por ejemplo a un producto enriquecido en beta-lactoglobulina.

k) obtención de una fracción F2 que incluya la beta-lactoglobulina desnaturalizada,

l) mezcla de la fracción (F1) obtenida en la etapa g) y la fracción (F2) obtenida en la etapa k).

Las fracciones F1 y F2 se mezclan a partes iguales o no. Por lo tanto, es posible mezclarlas para obtener una relación de alfa-lactoalbúmina/beta-lactoglobulina idéntica a la hallada originalmente en el permeado de microfiltración de la etapa (a). Como alternativa, se puede favorecer una u otra de las proteínas en términos de concentración. Así, por ejemplo, la relación F1/F2 puede variar de 25/75 a 75/25.

m) concentración de la mezcla, a una temperatura inferior a 20 °C, hasta un valor de extracto seco de 25-30 % Es necesaria una etapa de concentración antes de que el producto se seque. El método de concentración puesto en práctica debe conservar el estado nativo de alfa-lactalbúmina, inmunoglobulinas, lactoferrina y BSA. Por ello se pondrá en práctica una concentración en frío a entre 10 y 20 °C por ósmosis directa u ósmosis inversa o cualquier otro medio de concentración que no supere los 20 °C.

w) tratamiento de ultrasonido (opcional)

Se puede utilizar una técnica de ultrasonidos para reducir la viscosidad de la mezcla obtenida con extractos secos altos de entre un 25 y un 30 %. Esta reducción de la viscosidad puede llegar ventajosamente al 35 % con una sonda de 20 KHz y dura de 20 a 30 minutos antes de la atomización.

n) transformación en polvo y secado

Esta etapa se realiza preferiblemente mediante técnicas que no elevan la temperatura del concentrado o del aislamiento por encima de los 60 °C.

La mezcla se deshidrata y se transforma en polvo por atomización.

Con el fin de conservar las cualidades nutricionales y la actividad biológica del producto, y el estado nativo de las proteínas procedentes de la fracción F1 en el polvo, se pone en práctica un procedimiento de secado adaptado a baja temperatura con equipos que comprenden una cámara de pulverización y secado parcial a temperatura moderada y un acabador de secado a baja temperatura. Como tal, se utiliza ventajosamente una temperatura de salida de la torre de entre 60 y 80 °C en comparación con temperaturas generalmente más altas (85 a 95 °C). Luego, las partículas de polvo se producen respetando el carácter nativo de la alfalactoalbúmina y las proteínas menores.

o) obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche termoestables

El concentrado o aislamiento de proteínas de leche solubles obtenido al final del procedimiento presenta todas las ventajas del concentrado o aislamiento de proteínas de partida mencionado en la etapa (a), pero presenta la ventaja adicional de no generar fenómenos que afecten la textura y apariencia de los productos en los que se integra tras un tratamiento térmico de cualquier tipo aplicado a estos productos. La desnaturalización de la beta-lactoglobulina durante el procedimiento permite estabilizar el concentrado o aislamiento frente a tratamientos térmicos posteriores. Todas las etapas del procedimiento realizado sobre las demás proteínas solubles, en cambio, tienen lugar a temperaturas que conservan su estado nativo.

El concentrado o aislamiento según la invención puede ser idéntico desde un punto de vista cualitativo y cuantitativo al concentrado o aislamiento de partida, especialmente en términos de concentración de proteínas y composición de aminoácidos.

Contiene:

- entre un 35 y un 95 % de proteína, más preferiblemente entre un 85 y un 95 % en peso,

- beta-lactoglobulina en forma desnaturalizada, estabilizada respecto a procedimiento que impliquen tratamientos térmicos tales como esterilización, UHT,

- alfa-lactoalbúmina, albúmina sérica (BSA), lactoferrina, inmunoglobulinas y factores de crecimiento en forma nativa y soluble. De este modo se conservan sus propiedades biológicas.

Ejemplo 2: Obtención de una fracción de beta-lactoglobulina enriquecida en uno o más compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico y obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche termoestable también enriquecido

Según una realización de la invención, el procedimiento comprende la adición durante el procedimiento de uno o más compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico, distintos de una proteína de origen lácteo, preferiblemente compuestos hidrófobos. Se obtiene así un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche enriquecido en tales compuestos. Esta tecnología permite hacer que el concentrado o el aislamiento según la invención sean aún más interesantes, funcionales y efectivos, en términos de sus aplicaciones y en términos biológicos.

Entre estos compuestos se citarán vitaminas tales como la vitamina D, ácidos grasos tales como el DHA, ácido araquidónico, coenzimas tales como la coenzima Q10, lípidos tales como los esteroles, por ejemplo colesterol, antioxidantes, senolíticos tales como la quercetina o cualquier otro compuesto que presente uno de los intereses mencionados anteriormente.

En este ejemplo, el procedimiento puesto en práctica consta de todas las etapas del procedimiento según el ejemplo 1 pero comprende la siguiente etapa adicional:

p) adición del o de los compuestos a la fracción F2, entre la etapa (h) de recuperación de la fracción (F2) y la etapa (j) de desnaturalización de la beta-lactoglobulina

La fijación de estas moléculas añadidas en la fracción F2 se realiza mediante la puesta en contacto de soluciones acuosas que contienen por un lado la beta-lactoglobulina y por otro lado, la molécula a fijar durante un tiempo mínimo de 1 hora bajo agitación controlada. La presencia de alcohol en proporciones del 5 al 10 % en la solución acuosa de la molécula a fijar, si es hidrófoba, puede facilitar la fijación de esta molécula.

La forma nativa de beta-lactoglobulina es bien conocida y específica. Es capaz, por su estructura, de fijar moléculas, principalmente hidrófobas. Estas moléculas pueden fijarse a los dos sitios específicos a un máximo de dos moléculas por molécula de beta-lactoglobulina. También es posible fijar dos moléculas de diferente naturaleza simultáneamente. Después de la etapa de desnaturalización, la beta-lactoglobulina adquiere una estructura tridimensional particular que permite proteger el o los compuestos fijados. Esta estructura particular se denomina "betasoma".

Así, tras la etapa j) de desnaturalización, se obtiene una fracción enriquecida en beta-lactoglobulina, que se presenta como portador, o vector, de compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico.

Luego, el procedimiento continúa como en el Ejemplo 1 con las siguientes etapas:

l) mezcla de la fracción (F1) obtenida en la etapa g) y la fracción (F2) obtenida en la etapa k),

Las fracciones F1 y F2 se mezclan en las mismas condiciones que en el Ejemplo 1.

Luego se llevan a cabo todas las etapas m) a o).

El concentrado o aislamiento de proteínas obtenido comprende entonces:

- entre un 35 y un 95 % de proteínas, más preferiblemente entre un 80 y un 95 % en peso,

- beta-lactoglobulina en forma desnaturalizada, estabilizada respecto a procedimientos que pongan en práctica tratamientos térmicos tales como esterilización, UHT,

- alfa-lactalbúmina, albúmina sérica, lactoferrina, inmunoglobulinas y factores de crecimiento en forma nativa y soluble,

- una o más moléculas de interés nutricional nutracéutico o farmacéutico, encapsuladas en beta-lactoglobulina. La fracción enriquecida en beta-lactoglobulina portadora del compuesto o compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico también se puede potenciar independientemente de las demás proteínas de la leche. Así, según una variante de la invención, el procedimiento comprende una etapa:

y) de recuperación de al menos parte de la fracción F2 que incluye la beta-lactoglobulina desnaturalizada acoplada a otro compuesto.

Esta fracción puede luego transformarse en polvo y utilizarse como tal en el enriquecimiento de productos alimenticios, nutracéuticos o farmacéuticos.

Ejemplo 3: Obtención de proteínas solubles de leche en forma de concentrado o aislamiento apto para su uso en la etapa a)

Las Fig. 2 y 3 ilustran procedimientos para la obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche, apto para su uso como material de partida en la etapa (a) del procedimiento según la invención. Estos procedimientos ponen en aplicación etapas de filtración conocidas por los expertos en la materia y también se detallan en la patente francesa publicada FR 2809595.

La leche desnatada se somete a una etapa r) de microfiltración a través de una membrana mineral con un umbral de corte de 0,1 pm (Fig. 2). El permeado de microfiltración contiene la fase soluble de la leche que contiene especialmente las proteínas solubles. Sobre este permeado se realiza una etapa (t1) que permite obtener un retenido que contiene las proteínas solubles.

En la etapa v) se obtiene un concentrado o aislamiento en forma de retenido que contiene las proteínas solubles utilizables en la etapa a) del procedimiento según la invención ilustrado en los Ejemplos 1 y 2.

Como alternativa, el retenido se transforma en polvo por atomización antes de ser utilizado en la etapa a) del procedimiento según la invención ilustrado en los Ejemplos 1 y 2.

Según una variante de este procedimiento ilustrada en la Fig. 3, sobre el permeado de ultrafiltración de la etapa (t1) se realiza una etapa de nanofiltración (t2) para obtener un retenido que contiene lactosa, calcio y fósforo. El retenido de nanofiltración se mezcla con el retenido de ultrafiltración durante una etapa (u).

En la etapa v) se obtiene un retenido que contiene las proteínas solubles que puede ser utilizado en la etapa a) del procedimiento según la invención ilustrado en los Ejemplos 1 y 2.

Como alternativa, el retenido se transforma en polvo antes de ser utilizado en la etapa a) del procedimiento según la invención ilustrado en los Ejemplos 1 y 2.

Ejemplo 4: Productos enriquecidos con la ayuda de un aislamiento de proteínas solubles de leche obtenido según el Ejemplo 1 y 2

Se formularon bebidas líquidas con la ayuda de un aislamiento de proteínas solubles de leche comerciales que contiene 95 % de proteínas (Prolacta®, o también Pronativ®, comercializado por la compañía Lactalis Ingrédients (Francia)) no tratado por el procedimiento según la invención por una parte (CONTROL), y con la ayuda de un aislamiento de proteínas idéntico que contiene un 95 % de proteínas (Prolacta®, o también Pronativ®) tratado por el procedimiento según la invención y descrito en los Ejemplos 1 y 2 (INVENCIÓN). Las composiciones de las bebidas se indican en la Tabla 1 a continuación.

Tabla 1

Los ingredientes se mezclan según las reglas establecidas para tal mezcla y las bebidas obtenidas se someten a un tratamiento UHT directo. Las bebidas líquidas de "control" y "prueba" se envasan en botellas de 100 ml (o 200 ml). Tras la esterilización UHT, la bebida de "CONTROL" se presenta en forma de gel desestabilizado, no homogéneo e inadecuado para el consumo de la bebida.

La bebida "INVENCIÓN" tiene una textura ligeramente espesa. El producto es consistente en composición proteica y la textura es agradable, homogénea y apropiada para el consumo.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche que es estable frente a los tratamientos térmicos, que consta de las siguientes etapas:

a) obtención de proteínas solubles de leche en forma de concentrado o aislamiento obtenido mediante un método que incluya la separación física por filtración de los componentes de la leche,

b) dilución hasta un valor de extracto seco de 10 % a 15 %,

c) ajuste del pH a entre 3,4 y 3,7,

d) maduración entre 30 minutos y 60 minutos a una temperatura de entre 50 y 60 °C,

e) dilución hasta un 3 % de ES,

f) separación física de las proteínas en una fracción (F1) que contiene a-lactoalbúmina, inmunoglobulinas, lactoferrina, BSA y una fracción (F2) que contiene p-lactoglobulina,

g) recuperación de la fracción (F1) y ajuste del pH a un valor comprendido entre 7 y 8,

h) recuperación de la fracción (F2) y ajuste del pH a un valor comprendido entre 6 y 8,

i) concentración, a una temperatura inferior a 20 °C, de la fracción (F2) hasta un valor de extracto seco de 8­ 15 %,

j) desnaturalización de la p-lactoglobulina de la fracción (F2),

k) obtención de una fracción F2 que incluye la p-lactoglobulina desnaturalizada,

l) mezcla de la fracción (F1) obtenida en la etapa g) y la fracción (F2) obtenida en la etapa k),

m) concentración de la mezcla, a una temperatura inferior a 20 °C, hasta un valor de extracto seco del 25-30 %,

n) transformación en polvo y secado según técnicas que tienen lugar a una temperatura inferior a 60 °C, o) obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche termoestable en forma de polvo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (f) se realiza por centrifugación o microfiltración.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las etapas de concentración (i) y (m) se realizan por ósmosis directa u ósmosis inversa.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, entre las etapas h) y j), una etapa p) de adición de uno o varios compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico, preferiblemente hidrófobos, distintos de una proteína de origen lácteo.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la etapa (p) se realiza añadiendo dicho dichos compuestos a la fracción F2 y mezclando con agitación.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la etapa j) de desnaturalización de la beta-lactoglobulina se realiza mediante tratamiento térmico que incluye el calentamiento de la fracción F2 a una temperatura comprendida entre 80 y 95 °C durante un período comprendido entre 5 minutos y 30 minutos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la etapa j) de desnaturalización de la beta-lactoglobulina se realiza mediante tratamiento semicontinuo a alta presión a una presión comprendida entre 100 y 600 MPa y a una temperatura mantenida por debajo de 20 a 30 °C.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque, en la etapa (l), la mezcla se realiza a una relación de fracción F1/fracción F2 comprendida entre 0,2 y 1.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que comprende, entre las etapas m) y n), una etapa (w) de tratamiento ultrasónico de la mezcla.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la etapa (a) comprende las siguientes etapas:

r) obtención de proteínas solubles de leche por microfiltración de una leche, preferentemente una leche desnatada,

t) desmineralización selectiva de la fase soluble de la leche mediante una etapa de nanofiltración (t2) o ultrafiltración (t1),

v) obtención de un concentrado o aislamiento de proteínas solubles en forma de retenido.

11. Procedimiento según la reivindicación 10 que comprende además, antes de la etapa de nanofiltración (t2), una etapa de ultrafiltración (t1), realizándose a continuación la etapa de nanofiltración (t2) sobre el permeado de ultrafiltración de esta etapa (t1), seguida de una etapa (u) de mezcla, en proporciones predeterminadas, del retenido de nanofiltración de la etapa (t2) con el retenido de ultrafiltración de la etapa (t1).

12. Concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche, que puede obtenerse mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11 y que comprende entre un 35 % y un 95 % en peso de proteínas solubles de leche.

13. Concentrado o aislamiento de proteínas solubles de leche según la reivindicación 12, caracterizado porque contiene:

- alfa-lactoalbúmina, albúmina sérica, lactoferrina, inmunoglobulinas y factores de crecimiento en forma nativa,

- beta-lactoglobulina estabilizada en forma desnaturalizada.

14. Concentrado o aislamiento de proteínas solubles según la reivindicación 13, caracterizado porque contiene uno o más compuestos de interés nutricional, nutracéutico o farmacéutico, preferiblemente hidrófobos, distintos de una proteína de origen lácteo, tales como lípidos, ácidos grasos, vitaminas o enzimas.

15. Composición nutricional oral o enteral, caracterizada porque comprende un concentrado o aislamiento de proteínas solubles según una de las reivindicaciones 12 a 14.

16. Composición según la reivindicación 15, caracterizada porque se presenta en forma de alimento, líquido, bebida, bebida esterilizada, sopa, puré, crema o gel.