ES2969036T3 - Composiciones de harina de tapioca soluble - Google Patents
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Abstract
En el presente documento se describen composiciones de harina de tapioca soluble que tienen propiedades químicas y funcionalidades de solubilidad y viscosidad deseables para su uso en productos alimenticios tales como mezclas de bebidas, alimentos infantiles, un producto medicinal, una emulsión, alimentos preparados o un relleno a base de refrigerios. Estas composiciones se pueden utilizar como reemplazo parcial o completo de la maltodextrina y ofrecen una alternativa más limpia. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composiciones de harina de tapioca soluble
Campo técnico
La presente solicitud se refiere a composiciones de harina de tapioca soluble.
Antecedentes
Los consumidores piden alternativas a la maltodextrina labelfriendly(expresión que define un etiquetado con ingredientes reconocibles por el consumidor y mínimamente procesados) en aplicaciones de alimentos y bebidas. Aunque existe el deseo de crear alternativas labelfriendly,también existe el deseo de que dichas alternativas tengan una funcionalidad similar a la de la maltodextrina. El documento WO 2020/006030 A1 describe un método de fabricación de una harina soluble que puede usarse en aplicaciones de alimentos y bebidas como reemplazo de la maltodextrina.
Resumen
La presente invención se expone en las reivindicaciones. Cualquier descripción que no entre dentro del alcance de las reivindicaciones se incluye con fines ilustrativos.
En la presente descripción se describen composiciones de harina de tapioca soluble que tienen propiedades químicas y funcionalidades de solubilidad y viscosidad deseables para su uso en productos alimenticios tales como mezclas de bebidas, alimentos infantiles, un producto medicinal, una emulsión, alimentos preparados o un relleno a base de refrigerios. Dichas composiciones pueden usarse como reemplazo parcial o total de la maltodextrina y ofrecen una alternativa más de tipo “ etiqueta limpia” .
Figuras
La Figura 1 proporciona una ilustración del proceso de fabricación para conseguir las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción.
La Figura 2 muestra la distribución de tamaño de partículas de las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción.
Las Figuras 3 y 4 proporcionan curvas de viscosidad de las composiciones de harina de tapioca soluble a una velocidad de cizalla y una temperatura determinadas, respectivamente, en comparación con la maltodextrina.
Descripción detallada
En la presente descripción se describe una composición de harina de tapioca soluble y un método de fabricación de la misma. Dichas composiciones de harina de tapioca soluble pueden usarse en aplicaciones de alimentos y bebidas como reemplazo de la maltodextrina. Debe entenderse que la harina de tapioca en la presente descripción también puede denominarse harina de mandioca, y que dicha diferencia de términos se basa en diferencias geográficas y de mercado. La harina de mandioca que se vende comercialmente de forma típica tiene un contenido de fibra (fibra tanto soluble como insoluble) en el intervalo de 2,0-10 gramos de fibra por 100 gramos de harina, mientras que la harina de tapioca que se vende comercialmente puede ser más refinada y puede contener menores cantidades de fibra que la harina de mandioca mencionada anteriormente. En la presente solicitud, la referencia a harina de mandioca o tapioca se refiere a harinas molidas que contienen más de 2 gramos de fibra por 100 gramos de harina. Como se usa en la presente descripción, la expresión “ harina de tapioca soluble” puede denominarse harina de tapioca hidrolizada, tratada enzimáticamente, modificada enzimáticamente y/o solubilizada. El experto en la materia sabe cómo fabricar una harina de tapioca soluble, p. ej., a partir de las patentes US-5350593 y u S-20186268997.
Dicha harina de tapioca soluble se ha tratado para promover una mayor solubilidad de sus componentes principales en líquidos tales como el agua. Además, dicha harina soluble demuestra una funcionalidad similar a la de la maltodextrina, tiene un “ sabor limpio” , una sensación en boca y una textura deseables, adecuados para aplicaciones de alimentos y bebidas. Como se usa en la presente descripción, el término “ soluble” hace referencia a la solubilidad de los componentes de la harina en agua. Como se usa en la presente descripción, el término “ harina” abarca (1) harinas sin cereales y (2) harinas sin cereales integrales fraccionadas en donde se ha retirado una porción de salvado y germen.
En la presente descripción se describen composiciones de harina de tapioca soluble creadas tratando la harina de tapioca nativa con una enzima para obtener un producto intermedio de harina de tapioca soluble. La enzima es preferiblemente una enzima alfa-amilasa, sin embargo, también pueden usarse otras enzimas bacterianas o fúngicas, por ejemplo, aunque no de forma limitativa, enzimas iso, gluco, beta, pululanasa y/o alfa, y/o combinaciones de las mismas. En aspectos preferidos, la alfa-amilasa es una alfa-amilasa térmicamente estable. Posteriormente, el producto intermedio de harina de tapioca soluble se trata con una segunda enzima diseñada para hidrolizar el material de la pared celular, por ejemplo, aunque no de forma limitativa, pectinasa, beta glucanasa, xilanasa y celulasa. Esta composición de harina de tapioca soluble tratada con una segunda enzima se denomina en la presente descripción la “ primera composición de harina de tapioca soluble” . La primera composición de harina de tapioca soluble opcionalmente puede filtrarse posteriormente para crear una composición de harina de tapioca soluble filtrada denominada en la presente descripción la “ segunda composición de harina de tapioca soluble” . En conjunto, tanto la primera como la segunda composición de harina de tapioca soluble se denominan en la presente descripción “ composiciones de harina de tapioca soluble” . La Figura 1 proporciona una ilustración del proceso de fabricación para conseguir las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción.
Desde el punto de vista de la composición, las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción comprenden un contenido de carbohidratos que varía del 90 al 98 % en peso y más preferiblemente del 92 al 97 % en peso. El contenido de proteína de las composiciones de harina de tapioca soluble varía del 0,5 al 1,5 % en peso, preferiblemente entre el 0,75 y el 1,3 % en peso, más preferiblemente entre el 0,9 y el 1,1 % en peso y más preferiblemente aproximadamente el 1 % en peso. El contenido de grasa es inferior al 1 % en peso y el contenido de fibra insoluble varía del 0,5 al 3,5 % en peso y más preferiblemente del 0,5 al 1 % en peso.
El equivalente de dextrosa (“ DE” , por sus siglas en inglés) de las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción varía de 5 a 18 y más preferiblemente de 8 a 15. Dichas composiciones se distinguen de la harina nativa y tienen funcionalidades de solubilidad y viscosidad significativamente mejoradas para determinadas aplicaciones alimentarias.
Las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción son sustancialmente solubles y tienen una solubilidad mejorada con respecto al material de partida de harina de tapioca nativa. Sin quedar limitados a ninguna teoría, se cree que los tratamientos enzimáticos y la filtración posterior opcional mejoran de forma adicional la solubilidad.
La solubilidad se mide mediante la distribución de tamaño de partículas y se basa en la solubilidad húmeda/dispersa en agua a 90 °C. Las composiciones de harina de tapioca soluble comprenden una distribución de tamaño de partículas en donde el 90 % de las partículas tienen un tamaño de 350 micrómetros o menos. Las composiciones de harina de tapioca soluble comprenden una distribución de tamaño de partículas en donde el 50 % de las partículas tienen un tamaño de partícula de 150 micrómetros o menos. Además, las composiciones de harina de tapioca soluble comprenden una distribución de tamaño de partículas en donde el 10 % de las partículas tienen un tamaño de 40 micrómetros o menos. En algunos aspectos, la segunda composición de harina de tapioca soluble y filtrada es casi totalmente soluble en agua, en donde el 100 % de las partículas tienen un tamaño de menos de 1 micrómetro, más preferiblemente menos de 0,5 micrómetros y aún más preferiblemente menos de 0,1 micrómetros.
Preferiblemente, la composición de harina de tapioca soluble de la invención comprende una distribución de tamaño de partículas en donde el 90 % de las partículas tienen un tamaño de 350 micrómetros o menos y el 50 % de las partículas tienen un tamaño de partícula de 150 micrómetros o menos. Preferiblemente, el 10 % de las partículas tienen un tamaño de 40 micrómetros o menos. Preferiblemente, dicha composición contiene una distribución de tamaño de partículas en donde el 100 % de las partículas tienen un tamaño de menos de 1 micrómetro, preferiblemente menos de 0,5 micrómetros. Preferiblemente, la composición es sustancialmente soluble en agua.
Además, las composiciones de harina de tapioca soluble tienen una funcionalidad de viscosidad deseable. Las composiciones de harina de tapioca soluble tienen una viscosidad que varía de 0,001 a 0,01 Pâ s (1 a 10 cP) a 20 °C y un 10 % de sólidos secos y más preferiblemente que varía de 0,002 a 0,005 Pâ s (2 a 5 cP) a 20 °C y un 10 % de sólidos secos (a una velocidad de cizalla de 10 [1/s]).
La composición de harina de tapioca soluble como se describe en la presente descripción es deseable para su uso en aplicaciones alimentarias. Las aplicaciones alimentarias notables incluyen, aunque no de forma limitativa, bebidas, mezclas de bebidas, alimentos infantiles, productos medicinales, emulsiones alimentarias, alimentos preparados, pastelería, lácteos, aderezos para ensaladas y rellenos o productos alimenticios a base de refrigerios (incluyendo comidas congeladas). Las bebidas y mezclas de bebidas pueden incluir mezclas instantáneas para bebidas frías o calientes, leches saborizadas que incluyen leche con chocolate, refrescos carbonatados, zumos de frutas, bebidas deportivas, bebidas nutritivas y fórmulas infantiles. Los lácteos pueden incluir helado, yogur, crema agria, crema batida y alternativas veganas no lácteas. Los alimentos preparados incluyen, aunque no de forma limitativa, aderezos para ensaladas (que se pueden verter y servir con cuchara), salsas (instantáneas y preparadas), condimentos, pudines, barras, cereales, coberturas para cereales, productos para untar, productos para untar bajos en grasa, glaseados, caramelos duros, caramelos blandos, productos gomosos y condimentos de mezcla seca. La pastelería puede incluir galletas, tartas, magdalenas, galletas saladas, pasteles y productos horneados laminados.
La composición de harina de tapioca soluble como se describe en la presente descripción puede usarse como al menos un reemplazo parcial de la maltodextrina en aplicaciones alimentarias y en muchos casos puede usarse como un reemplazo total de la maltodextrina en aplicaciones alimentarias. Dicha harina soluble puede ser un reemplazo eficaz de la maltodextrina en cualquier aplicación alimentaria en la que se usen maltodextrinas actualmente. La harina de tapioca soluble demuestra una funcionalidad similar (p. ej., pH, solubilidad y viscosidad) a la de la maltodextrina, lo que la convierte en un reemplazo adecuado para la maltodextrina en aplicaciones alimentarias. Este reemplazo permite un etiquetado satisfactorio para el consumidor, ya que algunos consumidores pueden recibir mejor las harinas solubles que la maltodextrina.
Además, dicha harina de tapioca soluble tiene de forma adicional la capacidad de reemplazar las maltodextrinas en aplicaciones de encapsulación de sabor en donde se crea una emulsión de sabor y se deshidrata por pulverización, para convertir un sabor líquido en un sólido. En estas aplicaciones, las maltodextrinas pueden usarse junto con un almidón lipófilo o, como alternativa pueden usarse solas para crear una emulsión de sabor. Las maltodextrinas se usan de forma típica en este espacio debido a su capacidad para formar matrices que contribuyen positivamente a la encapsulación. La harina de tapioca soluble descrita en la presente descripción puede reemplazar las maltodextrinas en este espacio debido a su sabor suave, baja viscosidad y bajo coste. De forma adicional, las harinas de tapioca solubles pueden reemplazar la maltodextrina en los sabores a base de aceite.
En aspectos preferidos, la harina de tapioca soluble como se describe en la presente descripción puede usarse para salsas instantáneas (por ejemplo, mezcla seca que se reconstituye en una salsa formada por el consumidor), salsas preparadas, condimentos de mezcla seca y encapsulación de sabor. Estas harinas de tapioca solubles pueden añadirse en cantidades variables y demuestran consistentemente un sabor y una funcionalidad similares a los de la maltodextrina.
Ejemplos
Ejemplo n.° 1: Método para preparar de harina de tapioca soluble
En un tanque de mezcla, se preparó una suspensión acuosa de harina al 25 % (p/p) usando harina de mandioca King Lion (harina de mandioca King Lion Premium, American Key Food Products LLC, Nueva Jersey, EE. UU.). En primer lugar se añadió una cantidad de 24 kg de agua al tanque de mezcla y después se inició la mezcla a velocidad baja para evitar salpicaduras. Se añadieron lentamente 8 kg de harina de tapioca tal cual al tanque de mezcla mientras el contenido se mezclaba continuamente a baja velocidad. La suspensión se mantuvo a temperatura ambiente. La velocidad de mezcla se ajustó para evitar la precipitación de los sólidos de la harina.
El pH y la temperatura de la suspensión acuosa en el tanque de alimentación se ajustaron a un pH de 4,8 - 5,2 usando HCl al 7 % y aproximadamente 22 °C. Después del ajuste del pH, la mezcla de la suspensión continuó a una velocidad suave. Se pesó una cantidad requerida de 6,8 g de enzima GC 127 (0,085 % en base al peso de la harina) (enzima alfa-amilasa termoestable, DuPont) en un recipiente de plástico limpio y se añadió enzima a la suspensión.
Usando agua como alimentación para la cocina de chorro, la cocina de chorro se equilibró a una temperatura de cocción entre 132 °C (270 °F) y una temperatura de salida de 95 °C (203 °F) (llama viva atmosférica en el tanque de producto). Una vez que se establecieron las condiciones de cocción, comenzó la alimentación de la suspensión acuosa de harina de tapioca a la cocina de chorro. El producto licuado que salía de la cocina de chorro se recogió en un tanque de producto que estaba equipado con un mezclador superior y una temperatura controlada hasta 95 °C. Después de la primera cocción de chorro, se prefirió hacer pasar la suspensión acuosa cocida por chorro a través de la cocina de chorro una segunda vez, seguido de una adición de 2 g (0,025 % en base al peso de la harina) de dosificación de enzima GC 127.
El producto licuado se mantuvo en el tanque de producto a 95 °C durante el tiempo de retención deseado (~30 min a 1 hora), mientras se mezclaban continuamente los productos licuados a una velocidad lenta para evitar salpicaduras de líquido caliente. Después de completar los tiempos de retención deseados, el pH se ajustó a 2,7-3,0 a 95 °C y el producto licuado se mantuvo al pH establecido durante 15 minutos. La mezcla de los productos licuados continuó a baja velocidad para evitar salpicaduras de líquido caliente. Para garantizar la inactivación completa de la enzima, la temperatura se controló con precisión y el tiempo de retención se fijó en 15 minutos.
se apagó el calentamiento ajustando la válvula de vapor y la suspensión se enfrió a 80 °C (usar circulación de agua de refrigeración si fuera necesario). La mezcla de productos licuados continuó a baja velocidad para evitar salpicaduras de líquido caliente. El pH se ajustó a 4,45 en los productos licuados usando tampón de base NaOH. Los productos licuados de pudieron deshidratar por pulverización para preparar un producto intermedio de harina de tapioca soluble.
Para preparar las primeras composiciones de harina de tapioca soluble, se transfirieron 12 kg de productos licuados directamente a la cocina Groen. Una vez que el pH estuvo entre 4,45 y una temperatura de 48-53 °C, se añadieron 49,9 g de Viscozyme L (intervalo de pH óptimo de 3,3-5,5 y una temperatura de 25-55 °C, Novozymes Inc.) a la suspensión acuosa y la reacción enzimática se realizó durante 60 minutos. La suspensión se calentó a 85 °C durante 15 minutos para destruir la Viscozyme L. Dicha composición de harina de tapioca soluble después puede deshidratarse por pulverización para obtener la primera composición de harina de tapioca.
En algunos casos, antes de la deshidratación por pulverización, la primera composición de harina de tapioca se filtró usando filtración al vacío Buchner (papel de filtro Whatman grado 4 o papel de filtro VWR 417 poro 35-45 |j) para obtener una segunda composición de harina de tapioca soluble que se filtró. Dicha filtración puede ir seguida después de una deshidratación por pulverización.
La Figura 1 proporciona una ilustración general de este proceso. La Tabla 1 proporciona la composición química de las composiciones de harina de tapioca primera y segunda en comparación con la harina de tapioca patrón.
Ejemplo n.° 2: Solubilidad y distribución de tamaño de partículas
Las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción son deseables para su uso en productos alimenticios, porque demuestran una buena funcionalidad de solubilidad. El análisis de la distribución de tamaño de partículas se realizó usando un analizador de tamaño de partículas por difracción de luz láser Malvern Mastersizer 3000. El tamaño de partícula del material se determina mediante difracción láser, que mide las distribuciones de tamaño de partículas determinadas por la variación angular en la intensidad de la luz dispersada cuando un rayo láser pasa a través de una muestra de partículas dispersas. Esta muestra de partículas dispersas es una suspensión acuosa en agua. Dx (10), (50) y (90) significa que el 10 %, el 50 % y el 90 % de la población se encuentran por debajo de los diámetros de D10, D50 y D90, respectivamente. D[4,3] es la media ponderada en volumen. En la preparación de la muestra se prepararon 10 ml de una solución al 1 % de maltodextrina o harina soluble. La muestra se añadió a la celda Hydro LV gota a gota hasta que el oscurecimiento alcanzó al menos el 1 % para iniciar la medición. Si se añadieron 10 ml de solución al 1 % y el oscurecimiento aún era inferior al 1 %, se consideró que los tamaños de partículas eran cero.
La Tabla 2 y la Figura 2 muestran la distribución de tamaño de partículas del material intermedio de tapioca soluble y las composiciones de harina de tapioca soluble primera y segunda descritas en la presente descripción. En particular, tanto la primera como la segunda composición de harina de tapioca soluble demuestran una buena solubilidad indicativa de la distribución de tamaño de partículas; sin embargo, el filtrado de la segunda composición de harina de tapioca soluble potencia dicha solubilidad teniendo una solubilidad casi total indicativa de una distribución de tamaño de partículas general de 0 micrómetros.
Tabla 2
Ejemplo n.° 3: Viscosidad
Las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción son deseables para su uso en productos alimenticios porque también demuestran una buena funcionalidad de viscosidad. Las Figuras 3 y 4 proporcionan curvas de viscosidad a una velocidad de cizalla y una temperatura determinadas, respectivamente, en comparación con la maltodextrina. La Figura 3 proporciona perfiles de viscosidad de las diversas muestras cuando se miden a 20 °C a velocidades de cizalla entre 10-100 [1/s]. A una velocidad de cizalla de 10 [1/s], la primera composición de harina soluble tiene una viscosidad de 0,0043 Pâ s (4,3 centipoise [cP]) y la segunda composición de harina soluble tiene una viscosidad de 0,0018 Pâ s (1,8 cP) en comparación con una viscosidad de la maltodextrina de 0,0023 Pâ s (2,3 cP). La Figura 4 proporciona que a 25 °C, la primera composición de harina soluble tiene una viscosidad de 0,0027 Pâ s (2,7 cP) y la segunda composición de harina soluble tiene una viscosidad de 0,0017 Pâ s (1,7 cP), en comparación con la maltodextrina que tiene una viscosidad de 0,0021 Pâ s (2,1 cP), cuando se mide a una velocidad de cizalla de 20/s.
Ejemplo n.° 5: Análisis sensorial de un aderezo para ensaladas
Se combinó agua con los ingredientes secos que contenían Cargill Dry MD 01909 o las composiciones de harina de tapioca soluble primera o segunda (un reemplazo uno a uno de la maltodextrina) y se mezclaron en un procesador de alimentos Cuisinart durante aproximadamente 3 minutos; véase la Tabla 3 para consultar la formulación. Se añadió lentamente el aceite al mezclador y se mezcló durante aproximadamente 5 minutos. Después se añadió vinagre y se mezcló durante aproximadamente 1 minuto.
Tabla 3
Después se midieron las mediciones de Bostwick y se describen en la Tabla 4. Las mediciones se completaron utilizando el consistómetro Bostwick (CSC Scientific Company, Inc., Fairfax, Virginia, EE. UU.) con un peso de carga de muestra de 100 gramos y una ventana de medición de 15 segundos. La viscosidad también se midió usando un reómetro Brookfield equipado con un husillo 64 medida a 20 rpm. Los datos de Bostwick y de viscosidad demuestran que las composiciones de tapioca solubles descritas en la presente descripción pueden ser reemplazos adecuados para la maltodextrina.
Tabla 4
También se realizó un análisis sensorial profesional. A cada panelista se le sirvieron aproximadamente 59,15 ml (2 onzas) de muestra en vasos de 59,15 ml (2 onzas). Se pidió a los panelistas que se limpiaran el paladar con agua entre muestras. Se completaron cuestionarios de comparación destinados a comparar las características y atributos de las muestras de ensayo con los aderezos para ensaladas que contenían control maltodextrina 10 DE. Se calcularon las puntuaciones medias de comparación y se presentan en la Tabla 5, lo que demuestra nuevamente que las composiciones de harina de tapioca soluble descritas en la presente descripción son un reemplazo adecuado para la maltodextrina.
Tabla 5
Tabla 1
Claims (15)
- REIVINDICACIONESi. Composición de harina de tapioca soluble, que comprende un contenido de carbohidratos que varía del 90 a 98 % en peso, un contenido de proteína que varía del 0,5 al 1,5 % en peso, un contenido de grasa inferior al 1 % en peso y un contenido de fibra insoluble que varía del 0,5 al 3,5 % en peso.
- 2. La composición de la reivindicación 1, en donde el contenido de fibra insoluble varía del 0,5 al 1 % en peso.
- 3. La composición de las reivindicaciones 1 o 2, que tiene un equivalente de dextrosa que varía de 5 a 18.
- 4. La composición de la reivindicación 3, que tiene un equivalente de dextrosa que varía de 8 a 15.
- 5. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la composición se filtra.
- 6. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que tiene una viscosidad que varía de 0. 001 a 0,01 Pâ s (1 a 10 cP) a 25 °C y un 10 % de sólidos secos.
- 7. La composición de harina de tapioca soluble de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una distribución de tamaño de partículas en donde el 90 % de las partículas tienen un tamaño de 350 micrómetros o menos y el 50 % de las partículas tienen un tamaño de partícula de 150 micrómetros o menos.
- 8. La composición de la reivindicación 7, que comprende además una distribución de tamaño de partículas en donde el 10 % de las partículas tienen un tamaño de 40 micrómetros o menos.
- 9. La composición de harina de tapioca soluble de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una distribución de tamaño de partículas en donde el 100 % de las partículas tienen un tamaño inferior a 1 micrómetro.
- 10. La composición de la reivindicación 9, que comprende además una distribución de tamaño de partículas en donde el 100 % de las partículas tienen un tamaño inferior a 0,5 micrómetros.
- 11. La composición de la reivindicación 9, en donde la composición es sustancialmente soluble en agua.
- 12. Un producto alimenticio, que comprende la composición de harina de tapioca soluble de las reivindicaciones 1, 7 o 9.
- 13. El producto alimenticio de la reivindicación 12, que es una mezcla de bebida, alimento infantil, un producto medicinal, una emulsión, alimentos preparados, aderezos para ensaladas o un relleno a base de refrigerios.
- 14. El producto alimenticio de la reivindicación 12, en donde la composición de harina de tapioca soluble es al menos un reemplazo parcial o un reemplazo total de la maltodextrina.
- 15. Uso de una composición de harina de tapioca soluble en las reivindicaciones 1, 8 o 9, en mezclas de bebidas, alimentos infantiles, productos medicinales, emulsiones, aderezos para ensaladas, alimentos preparados, o rellenos o productos alimenticios a base de refrigerios.
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