MXPA06000050A - Metodo para reducir la acrilamida en alimentos a base de maiz, alimentos a base de maiz que tienen niveles reducidos de acrilamida, y articulo de comercio - Google Patents

Metodo para reducir la acrilamida en alimentos a base de maiz, alimentos a base de maiz que tienen niveles reducidos de acrilamida, y articulo de comercio

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MXPA06000050A
MXPA06000050A MXPA/A/2006/000050A MXPA06000050A MXPA06000050A MX PA06000050 A MXPA06000050 A MX PA06000050A MX PA06000050 A MXPA06000050 A MX PA06000050A MX PA06000050 A MXPA06000050 A MX PA06000050A
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Gerald Schafermeyer Richard
Lee Teras Michael
Stephen Zimmerman Paul
David Zyzak Vincent
Yau Peter Lin Tak
Stojanovic Marko
Robrt Sanders Alan
Dolores Martinez Serna Villigran Maria
Keeney Howle John
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The Procter & Gamble Company
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Abstract

Un método para la reducción de acrilamida en productos alimenticios a base de maíz, productos alimenticios a base de maíz que tienen niveles reducidos de acrilamida, y un artículo de comercio. En un aspecto, el método comprende reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz antes de su calentamiento (p.ej. cocción) final. En otro aspecto, el método comprende añadir a un material alimenticio a base de maíz una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de asparagina libre. En aún otro aspecto, un artículo de comercio comunica al consumidor que un producto alimenticio a base de maíz tiene niveles reducidos o bajos de acrilamida o asparagina.

Description

MÉTODO PARA REDUCIR LA ACR1 A IDA EN ALIMENTOS A BASE DE MAÍZ. AUMENTOS A BASE DE MAÍZ QUE TIENEN NIVELES REDUCIDOS DE ACRILAMIDA. Y ARTÍCULO DE COMERCIO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a la reducción de acrilamida en productos alimenticios a base de maíz y a productos alimenticios a base de maíz que tienen niveles reducidos de acrilamida. La invención se refiere además a un artículo de comercio.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Desde el inicio de la civilización, los alimentos que contienen carbohidratos han sido alimentos básicos en la dieta del hombre. Actualmente, se consumen popularmente los alimentos que contienen carbohidratos tales como pan, cereales para el desayuno, galletas de azúcar, galletas de sal, papas fritas, vegetales cocidos que contienen almidón, tortillas de maíz, y bocadillos. Muchos de estos alimentos que contienen carbohidratos son a base de maíz o contienen ingredientes a base de maíz. Aunque estos productos alimenticios a base de maíz han sido parte de la dieta humana durante muchísimos años, los investigadores sólo recientemente han descubierto que muchos de estos alimentos contienen acrilamida.
En abril del 2002, la Oficina de Administración Nacional de Alimentos de Suecia e investigadores de la Universidad de Estocolmo anunciaron sus descubrimientos de que la acrilamida, un químico potencialmente causante de cáncer, se forma en muchos tipos de alimentos cocidos. La acrilamida tiene una potencia cancerígena en ratas que es similar a la de otros cancerígenos en alimentos, pero para los humanos, no se conoce la potencia relativa. Con respecto a la acrilamida, sólo se cuenta con una limitada cantidad de datos en la población humana y estos no proporcionan evidencia de riesgo de cáncer derivado de la exposición laboral. (Consulta de la FAO/OMS sobre las implicaciones en la salud de la acrilamida en alimentos: Informe breve: Ginebra, Suiza, 25-27 de junio de 2002.) Aunque se requiere más investigación para evaluar qué efectos en la salud, si los hay, pueden resultar del consumo humano de acrilamida en los niveles en que se encuentra comúnmente en estos alimentos, muchos consumidores han expresado preocupación. Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar un método para reducir el nivel de acrilamida en los alimentos a base de maíz. También es un objeto de la presente invención proporcionar productos alimenticios a base de maíz que tienen niveles reducidos de acrilamida. Además, es un objeto de la presente invención proporcionar un artículo de comercio que comunica al consumidor que un producto alimenticio a base de maíz tiene niveles reducidos o bajos de acrilamida.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención proporciona un método para reducir el nivel de acrilamida en un producto alimenticio a base de maíz. En una realización, el método comprende añadir una enzima reductora de la asparagina al material alimenticio a base de maíz antes de calentarse. En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz. En una realización, el método comprende añadir una enzima reductora de la asparagina al material alimenticio a base de maíz antes de calentarse. En otro aspecto, la presente ¡nvención proporciona productos alimenticios a base de maíz que tienen niveles reducidos de acrilamida. En aún otro aspecto, la presente invención proporciona un artículo de comercio que comunica al consumidor que un producto alimenticio a base de maíz tiene niveles reducidos o bajos de acrilamida o de asparagina. Las partes relevantes de todos los documentos citados se incorporan en la presente como referencia; la mención de cualquier documento no deberá interpretarse como una admisión de que el mismo constituye una técnica anterior con respecto a la presente invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1. La Figura 1 expone el mecanismo de reacción propuesto mediante el cual se forma la acrilamida a partir de asparagina y una fuente de carbonilo (como la glucosa). Ri y R2 pueden ser = H, CH3, CFfeOH, CH2(CH2)nCH3, o cualquier otro componente que constituye un azúcar reductor; n puede ser cualquier entero menor que 10. Figura 2. La Figura 2 expone el mecanismo de reacción propuesto mediante el cual la asparaginasa reacciona con la asparagina para evitar la formación de la acrilamida. Figura 3. La Figura 3 presenta un cromatograma de muestra del análisis por LC de la asparagina y del ácido aspártico. El eje X representa el tiempo de retención y el eje Y representa la respuesta.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los solicitantes han descubierto que la asparagina, un aminoácido de origen natural que se encuentra virtualmente en todos los sistemas vivos, puede formar acrilamida cuando se calienta. Por lo tanto, los alimentos más ricos en asparagina, cuando se calientan, tienden a contener niveles más altos de acrilamida; este es particularmente el caso cuando los alimentos que contienen asparagina se calientan en presencia de azúcares reductores. Se ha descubierto también que la acrilamida es mayor cuando los alimentos se cuecen a un contenido final más bajo de humedad. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se cree que la acrilamida se forma en productos alimenticios a base de maíz por medio del mecanismo de reacción expuesto en la Figura 1. Se cree que el grupo alfa-amina de asparagina libre reacciona con una fuente de carbonilo, formando una base Schiff. Al calentar, el aducto de la base de Schiff se descarboxila, formando un producto que puede: (1) hidrolizarse para formar la amida beta-alanina (la cual al calentarse puede degradarse más para formar acrilamida) o bien (2) descomponerse para formar acrilamida y la imina correspondiente (Los solicitantes han descubierto que los átomos precursores encerrados en el círculo comprenden los carbonos y los nitrógenos de la acrilamida). Por consiguiente, los solicitantes han descubierto además que la formación de acrilamida en productos alimenticios calentados se puede reducir eliminando la asparagia o convirtiendo la asparagina en el alimento a otra sustancia antes de cocer. De este modo, cuando se calientan los alimentos a base de maíz que contienen niveles reducidos de asparagina, se reduce la cantidad de acrilamida formada. Los solicitantes han descubierto que añadiendo una enzima que hidroliza el grupo amida en la cadena lateral de la asparagina antes de calentar (p.ej., cocer) el alimento reduce el nivel de acrilamida presente en el producto alimenticio terminado. Sin limitaciones teóricas de ninguna especie, se piensa que la adición de semejante enzima degrada la cadena secundaria de la asparagina, evitando así que la asparagina forme acrilamida. De esta manera, el enlace de la amida se hidroliza y la asparagina se convierte en ácido aspártico. Este mecanismo de reacción se expone en la Figura 2. Las ventajas de utilizar enzimas en el procesamiento de alimentos a base de maíz son numerosas. Estas ventajas incluyen: (a) son sustancias naturales no tóxicas; (b) por lo general, catalizan una reacción determinada sin desencadenar reacciones secundarias indeseables; (c) reaccionan en condiciones de temperatura y pH muy moderadas; (d) están activas a bajas concentraciones; (e) la velocidad de reacción se puede controlar ajustando la temperatura, el pH y la cantidad de la enzima utilizada; y (f) pueden inactivarse después de que la reacción ha alcanzado el grado deseado (Food Chemistrv [Química alimenticia], 4th Ed., Owen R. Fennema, Ed., Marcel Dekker, Inc., New York, 1985, págs. 427, 433).
A. Método para reducir la acrilamida en productos alimenticios a base de maíz En un aspecto, la presente invención proporciona un método para la reducción de acrilamida en un producto alimenticio a base de maíz. En una realización, el método comprende reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz antes de su calentamiento (p.ej. cocción) final. En otro aspecto, el método comprende añadir a un material alimenticio a base de maíz una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de asparagina libre. La enzima preferida es la asparaginasa. En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para reducir la asparagina en un producto alimenticio a base de maíz. En una realización, el método comprende añadir a un material alimenticio a base de maíz una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de la asparagina libre. La enzima preferida es la asparaginasa. En una realización preferida, la presente invención proporciona un método para reducir el nivel de acrilamida en un producto alimenticio a base de maíz; el método comprende: (1) Añadir una enzima reductora de la asparagina a un material alimenticio a base de maíz, en donde dicho material alimenticio a base de maíz comprende asparagina; (2) opcionalmente mezclar la enzima con el material alimenticio a base de maíz; (3) dejar tiempo suficiente para que la enzima reaccione con la asparagina; (4) opcionalmente desactivar u opcionalmente retirar la enzima; y (5) calentar el material alimenticio a base de maíz para formar el producto alimenticio final a base de maíz. 1. Añadir una enzima reductora de la asparaqina a un material alimenticio a base de maíz, en donde el material alimenticio a base de maíz comprende asparagina Como se utiliza en la presente, "enzima reductora de la asparagina" incluye cualquier enzima capaz de reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz. En una modalidad, la enzima reductora de asparagina es una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de la asparagina libre. Una enzima preferida para ser utilizada en la presente es la asparaginasa. Una fuente preferida de asparaginasa es Sigma-Aldrich, catálogo núm. A2925. Otra enzima preferida de uso en la presente es glutaminasa. Como se utiliza en la presente, los términos "enzima reductora de asparagina" y "enzima" incluyen una o más enzimas; estos términos incluyen, por ejemplo una mezcla de dos o más enzimas. Por ejemplo en esos términos se incluyen las desamidasas que tienen función reductora de asparagina. Como se utiliza en la presente, "a base de maíz" significa que comprende de 50 % a 100 % de maíz. Como se utiliza en la presente, "material alimenticio a base de maíz" incluye entre otros cualquier tipo de producto a base de maíz que contiene asparagina, producto alimenticio a base de maíz, ingrediente a base de maíz, o mezclas de éstos. El material alimenticio a base de maíz puede estar en cualquier forma adecuada, incluyendo crudo, seco, procesado, o pretratado. Métodos adecuados para pretratar el material alimenticio a base de maíz pueden incluir, pero sin limitarse a, escaldado, cocción al vapor, hervido, cortado en pedazos, macerado, triturado, particulado, secado con calor, y combinaciones de éstos. Por ejemplo el material alimenticio a base de maíz puede incluir el grano entero, picado, en o fuera de la mazorca, granos parciales, una consistencia granulada, una consistencia en polvo (como en una harina), granos cocidos que puede haber sido pretratados de cualquier manera (p.ej. químicamente procesados con un tratamiento base como cal, por ejemplo en la elaboración de masa o nixtamal), y combinaciones de éstos. En una realización, el material alimenticio a base de maíz puede ser un alimento a base de maíz que se utiliza en la preparación de otro alimento. En la presente se puede utilizar cualquier tipo de maíz. El tipo de maíz puede incluir, pero sin limitarse a, las variedades dentado, duro, harina, dulce, tunicado, ornamental, ceroso, y combinaciones de éstos. El color del maíz puede incluir, pero- sin limitarse a, amarillo, blanco, azul, y combinaciones de éstos. El maíz se puede derivar por selección natural, hibridación, genéticamente modificado, y combinaciones de éstos.
Como se utiliza en la presente, "añadir" la enzima al material alimenticio a base de maíz incluye, pero sin limitarse a, cualquier medio para unir la asparagina y la enzima. La enzima se puede añadir al material alimenticio a base de maíz de cualquier manera adecuada. Por ejemplo la enzima puede añadirse como un polvo o en forma de una solución (p.ej. disuelto en agua). Además, la enzima puede añadirse al material alimenticio a base de maíz de cualquier manera adecuada, tal como directamente (por ejemplo espolvoreado, vertido, o rociado sobre el material alimenticio a base de maíz) o indirectamente. En una realización, la enzima se mezcla junto con otro material alimenticio que no contiene asparagina, entonces la mezcla resultante se añade al material alimenticio a base de maíz que contiene asparagina. En otra realización la enzima se añade a un sustrato (p.ej. almidón, sílice); esto facilita la adición homogénea de la enzima al material alimenticio a base de maíz. La cantidad de enzima añadida es relativamente pequeña en comparación con la cantidad de material alimenticio a base de maíz al que se añade la enzima. De este modo, mediante la adición de enzima como parte de un sistema de sustrato diluido, una mayor cantidad de mezcla de enzima/sustrato puede añadirse al material a base de maíz para lograr el mismo nivel de enzima. En otra realización, por lo menos una porción de la asparagina se extrae del material alimenticio a base de maíz, el extracto resultante se trata con la enzima, luego por lo menos una porción del extracto se añade de regreso a por lo menos una porción del material alimenticio a base de maíz; por ejemplo la enzima puede añadirse a la corriente, o la corriente puede bombearse a través de un lecho o una columna de enzima inmovilizada (la enzima se adsorbe o se une químicamente a un sustrato, de preferencia un sustrato inerte, p.ej. pedazos de plástico o glóbulos en una columna). Además, la enzima se puede añadir al material alimenticio a base de maíz en cualquier etapa adecuada del proceso, o en más de una etapa del proceso. Por ejemplo la enzima se puede añadir antes, durante, o después del proceso o la fabricación del material alimenticio a base de maíz; la enzima puede añadirse a un producto alimenticia antes, durante, o después de la adición del material alimenticio a base de maíz a los otros ingredientes del producto alimenticio; la enzima .puede añadirse al producto alimenticio después de prepararse pero antes de su calentamiento final; y variaciones y combinaciones de éstos. Por ejemplo la enzima puede mezclarse junto con los ingredientes de la masa durante el mezclado de la masa de maíz para su uso en la preparación de bocadillos fabricados de maíz. La cantidad de enzima a añadirse puede depender del nivel de reducción de asparagina y, en consecuencia, del nivel de reducción de la acrilamida que se desea. La cantidad de enzima a añadirse también puede depender de la cantidad de asparagina presente en el material alimenticio a base de maíz; los materiales alimenticios a base a maíz más altos en asparagina por lo general requerirán niveles más altos de enzima o mayor tiempo de reacción para lograr el mismo nivel de reducción de acrilamida. La cantidad de enzima a añadirse también puede depender de la enzima particular utilizada (por ejemplo la capacidad particular de la enzima de degradar la asparagina) y el material alimenticio a base de maíz particular tratado. Las enzimas se comercializan por unidades de actividad, en lugar de en peso o volumen. De este modo, la cantidad eficaz de enzima requerida para lograr el nivel deseado de reducción de acrilamida en el producto alimenticio terminado a base de maíz dependerá de la actividad del producto particular de enzima utilizado. El experimentado en la industria será capaz de determinar la cantidad eficaz de enzima en base al material alimenticio específico a base de maíz, la enzima específica, la actividad específica de la enzima, y el resultado deseado. 2. Opcionalmente, la enzima se mezcla con el material alimenticio a base de maíz Opcionalmente, pero de preferencia, la enzima se mezcla completamente con el material alimenticio a base de maíz. Se puede utilizar cualquier método adecuado de mezclado. En una realización, el mezclado se realiza simultáneamente con la maceración del material alimenticio a base de maíz y la adición de la enzima. 3. Dejar tiempo suficiente para que la enzima reaccione con la asparagina La cantidad de tiempo que se requiere para que la enzima reaccione con la asparagina dependerá de factores que incluyen, pero sin limitarse a, el nivel deseado de reducción de acrilamida, las características del material alimenticio particular a base de maíz deseado (p.ej. composición química, cantidad de asparagina presente, el tamaño de partícula), y la enzima particular añadida. De preferencia, se permite que la enzima reaccione durante un tiempo suficiente para producir un material alimenticio a base de maíz en donde el nivel de asparagina ha sido reducido en por lo menos aproximadamente 10 %, de preferencia por lo menos aproximadamente 30 %, con más preferencia por lo menos aproximadamente 50 %, aún con mayor preferencia por lo menos aproximadamente 70 %, y aún con más preferencia por lo menos aproximadamente 90 %. En general, mientras más tiempo se permite que la enzima reaccione, mayor es el nivel de reducción de la asparagina y de este modo, mayor es el nivel de reducción de acrilamida. El paso de permitir un tiempo suficiente para la reacción de la enzima se puede realizar de cualquier manera adecuada; por ejemplo se puede realizar simultáneamente con la adición de la enzima al material alimenticio a base de maíz, mezclando la enzima con el material alimenticio a base de maíz, o combinaciones de éstos. Como se conoce en la industria, el pH y la temperatura son los factores que afectan la actividad enzimática. El experimentado en la industria podrá determinar fácilmente las condiciones óptimas de éstos y otros parámetros (por ejemplo el contenido de agua). Además, las condiciones óptimas de pH y temperatura para enzimas específicas están disponibles, normalmente, en la literatura o de los proveedores de enzimas. 4. Opcionalmente desactivar u opcionalmente retirar la enzima Después de que la enzima ha reaccionado hasta el grado deseado, opcionalmente se puede desactivar o retirar del material alimenticio a base de maíz. Cuando se utiliza una enzima segura para el consumo (p.ej. que se encuentra en la naturaleza y en los alimentos comunes a base de maíz), se puede escoger no desactivar o retirar la enzima. Como alternativa, la enzima puede desactivarse usando cualquier medio adecuado que inactive la enzima. Por ejemplo la enzima se puede desactivar mediante el uso de calor, ajuste del pH, tratamiento con una proteasa, o combinaciones de éstos. Además, la enzima se puede eliminar del material alimenticio a base de maíz mediante cualquier medio adecuado incluyendo, pero sin limitarse a, la extracción. La enzima se puede desactivar, eliminar o someter a una combinación de desactivación y eliminación. La desactivación de la enzima puede ocurrir simultáneamente con otros pasos del proceso. Por ejemplo el paso de desactivación de la enzima puede ser parte de los pasos de procesamiento de moler el maíz seco o húmedo. En una realización, la adición de agua de cal de alto pH durante la fabricación de nixtamal desnaturaliza la enzima. En otra realización la enzima se desactiva durante el paso de secado calentado del proceso de nixtamal.
. Calentar el material alimenticio a base de maíz para formar el producto terminado alimenticio a base de maíz El material alimenticio a base de maíz luego puede calentarse de la manera acostumbrada, tal como por horneado, freído, extrusión, secado (p.ej. por vía de horno de vacío o tambor secador), hinchado, o aplicación de microondas. Por lo menos una porción de la enzima puede añadirse al material alimenticio a base de maíz durante el paso de secado. La desactivación de la enzima puede ocurrir a través de calentamiento, por lo tanto el paso de desactivación opcional y el paso de cocción pueden realizarse simultáneamente. El procesamiento con color medio de cocción puede desnaturalizar y desactivar la enzima, de manera que el material alimenticio a base de maíz no se somete a una actividad enzimática continuada. Además, por lo menos una porción del tiempo permitido para realizar la reacción enzimática puede llevarse a cabo durante el paso de calentamiento. Como se utiliza en la presente el término "producto alimenticio terminado a base de maíz" o "producto alimenticio a base de maíz" incluye, pero no se limita a, alimentos a base de maíz listos para el consumo y alimentos a base de maíz a ser utilizados como ingredientes para preparar otros alimentos a base de maíz.
De preferencia, el nivel de acrilamida en el producto alimenticio terminado a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 10 %, de preferencia por lo menos aproximadamente 30 %, con más preferencia por lo menos aproximadamente 50 %, aún con mayor preferencia por lo menos aproximadamente 70 %, y aún con más preferencia por lo menos aproximadamente 90 %.
B. Medios para la utilización del método La presente invención puede ponerse en práctica usando cualquier medio adecuado. Por ejemplo el método de la presente puede ponerse en práctica en modo continuo, o semicontinuo, e intermitente o por lotes.
C. Productos alimenticios a base de maíz que tienen niveles reducidos de acrilamida Los productos alimenticios a base de maíz preparados de conformidad con el método de la presente pueden tener una reducción del nivel de acrilamida de por lo menos aproximadamente 10 %, de preferencia por lo menos aproximadamente 30 %, con más preferencia por lo menos aproximadamente 50 %, aún con mayor preferencia por lo menos aproximadamente 70 %, y aún con más preferencia por lo menos aproximadamente 90 %. El método de la presente se puede aplicar a la fabricación de cualquier producto alimenticio adecuado a base de maíz, incluyendo, pero sin limitarse a, alimentos a base de maíz que contienen carbohidratos, especialmente alimentos a base de maíz de baja humedad (p.ej. menos de aproximadamente 10 % de humedad) que se calientan durante su preparación. Por ejemplo el método se puede utilizar para reducir el nivel de acrilamida encontrados en bocadillos, cereales para desayuno, pan, galletas de azúcar, galletas de sal, pasteles para la tostadora, corteza de pizza, pretzels, tortillas de maíz, conchas de tortillas para tacos, maíz a medio moler, gachas de harina de maíz, tortas de maíz fritas, palomitas de maíz, productos de palomitas de maíz, perros calientes en harina de maíz, masas, almidones, mezclas, pastas, bebidas (p.ej. bebidas alcohólicas como whiskey), rellenos de pasteles, sopas, salsas de carnes, guisos, chilis, alimentos para animales (p.ej. alimento para perros, alimento para gatos, alimento para hurones, alimento para cobayas, alimento para conejos, alimento para ratas, alimento para ratones, alimentos para pollos, alimento para pavos, alimento para puercos, alimento para caballos alimentos para cabras, alimento para ovejas, alimento para monos, alimento para peces), y cualquier otro producto alimenticio que comprende maíz. En una realización, las hojuelas de maíz tienen menos de aproximadamente 75 ppb de acrilamida, de preferencia menos de aproximadamente 50 ppb, y con más preferencia menos de aproximadamente 10 ppb. En otra realización las tortillas de maíz tienen menos de aproximadamente 75 ppb de acrilamida, de preferencia menos de aproximadamente 50 ppb, y con más preferencia menos de aproximadamente 10 ppb. En aún otra realización, un cereal de desayuno a base de maíz, de preferencia hojuelas de maíz, tiene menos de aproximadamente 60 ppb de acrilamida, de preferencia menos de aproximadamente 40 ppb de acrilamida, con más preferencia menos de aproximadamente 20 ppb de acrilamida, y con la máxima preferencia menos de aproximadamente 10 ppb de acrilamida. En una realización preferida, las hojuelas de maíz se fabricar de harina de masa seca tratada. En una realización preferida, la masa de harina seca se rehidrata con agua para formar una masa que luego se usa para fabricar hojuelas de maíz como se describe en la publicación de la solicitud de patente internacional 01/91581 , publicada el 6 de diciembre de 2001 , por Zimmerman y col. En general, aunque en la presente el método se describirá en términos de productos alimenticios preferidos a base de maíz, los experimentados en la industria deben entender que el método de la presente puede aplicarse a cualquier producto alimenticio adecuado a base de maíz. 1. Materiales alimenticios a base de maíz molidos secos El método de la presente se puede utilizar para fabricar productos de maíz molidos secos. Los tipos de productos fabricados por medio de molienda seca pueden incluir, pero sin limitarse a, maíz a medio moler, y las harinas de maíz. Esto productos molidos secos se pueden utilizar para fabricar productos alimenticios tales como cereales para el desayuno, harinas preparadas (p.ej. panqueques, galletas, molletes), artículos horneados, bocadillos fabricados, recubrimientos (p.ej. empanados o pastas), agentes antiadherentes para panes o pizzas, y alimentos para niños.
En las operaciones típicas de molienda seca, los granos de maíz se limpian y luego se extrae el germen utilizando técnicas muy conocidas en la industria. El maíz seco luego se muele para formar un producto de maíz molido seco. De conformidad con la presente invención, la enzima puede añadirse al maíz antes, durante, o después de la molienda, o combinaciones de éstos. Por ejemplo la enzima puede añadirse durante el paso de lavado antes de la molienda seca en donde se aumenta tanto la cantidad de agua como la longitud del tiempo de contacto para permitir suficiente tiempo de reacción enzimática. En una realización, la enzima se añade al maíz hidratado bajo presión elevada y/o temperatura elevada (p.ej. a presión y temperatura en las cuales la enzima no se desactiva o desnaturaliza). Como puede determinar fácilmente un experimentado en la industria, se puede utilizar cualquier relación adecuada agua a maíz. La longitud de tiempo que los granos de maíz están en contacto con el agua debe ser suficiente para transportar el agua a través del pericarpio a la endosperma blanda dentro del grano. De preferencia, la longitud de tiempo que el maíz está en contacto con el agua es tal que no ocurre excesivo hinchamiento del grano. Idealmente, los granulos de almidón de maíz dentro del grano retendrán la característica de ser birefringentes cuando se observa bajo luz polarizada con un microscopio.
Como podrán determinar fácilmente los experimentados en la industria, se puede utilizar cualquier tiempo de contacto adecuado de agua a maíz para lograr el nivel deseado de reducción de asparagina. La temperatura del agua puede elevarse ligeramente para permitir una difusión más rápida del agua a través del pericarpio. De preferencia, la tempera+ura es tal que los granulos de almidón de maíz permanecen birefringentes (no gelatinizados). De preferencia, se agita la mezcla de agua y granos de maíz. Luego, de preferencia, el maíz se seca antes de su desgermenizado. El maíz puede secarse mediante un número de medios incluyendo, entre otros, las modalidades de transferencia de calor conductivo, por convección de aire, o radiante como se utiliza con hornos, lechos fluidos, torres de secado, u operaciones de unidades de lecho empacado. De preferencia, las condiciones de secado se regulan para proporcionar granos de maíz que comprenden de aproximadamente 1 % a aproximadamente 50 % de humedad, de preferencia de aproximadamente 5 % a aproximadamente 35 % de humedad, con más preferencia de aproximadamente 10 % a aproximadamente 30 % de humedad, y con la máxima preferencia de aproximadamente 15 % a aproximadamente 25 % de humedad. Luego, el maíz se muele seco. El maíz se puede secar y moler utilizando técnicas conocidas en la industria tales como las que se encuentran en Corn Chemistrv and Technology (Química y tecnología de maíz), Watson, S.A. and Ramstad, P.E., AACC Monograph Series, 1987 (en adelante "Corn Chemistrv and Technology"), págs. 351-376.
En otra realización los granos de maíz se desgerminan y luego se remojan en una solución enzimática acuosa. En aún otra realización, el maíz tratado con enzima durante el lavado se utiliza para elaborar un producto molidos seco y luego el producto molido seco nuevamente se trata con enzima. De preferencia, se agita la mezcla total. Los procesos adecuados de mezclado incluirían, entre otros, tanques de retención por lotes con agitadores tipo impulsor, reactores tanques de agitación continua, reactores mezcladores de flujo pistón, mezcladores de lecho fluido que utilizan una fase de gas disperso como un medio para proporcionar movimiento, o los mezcladores tipo extrusor que pueden tener configuraciones de un solo o múltiples tornillos. El nivel de mezclado y agitación se puede variar para mejorar el contacto entre la enzima y el maíz para reducir la cantidad requerida de tiempo de contacto, manteniendo también otras propiedades deseables del producto de maíz. Luego se seca el producto de maíz molido seco. Un proceso de secado adecuado puede incluir, pero sin limitarse a, secado en tambor, secado por rociado, enfriamiento por pulverización, hornos o torres de lecho fluido o secadores tipo zonas de chorro como los que se conocen en la industria. Una modalidad preferida de la presente invención comprende el uso del producto molido seco tratado directamente en su estado húmedo para elaborar un producto de uso final; esto evita el paso adicional y la energía consumida por el secado de este material. El material tratado húmedo se puede utilizar como una mezcla junto con otros componentes secos de materia prima para formar una composición de masa parcial o totalmente hidratada que opcionalmente puede recibir más agua adicionada. En otra realización, se añade polvo de enzima al producto de maíz seco molido. Las instrucciones se incluyen en el envase de este producto de maíz seco que enseñan al usuario del producto a añadir la cantidad apropiada de agua al producto, de manera que la enzima convierte la asparagina al ácido aspártico durante el procesamiento a un producto alimenticio. Además, los fabricantes de este producto molido de maíz con enzima seca pueden proporcionar instrucciones especificando la temperatura, el agua, el pH, y el tiempo de incubación apropiados, de manera que el nivel deseado de reducción pueda lograrse. En otra realización la enzima se añade durante el proceso o la fabricación del producto terminado como un cereal de desayuno o bocadillo fabricado. El tratamiento con enzima puede ocurrir durante cualquier paso de producción en la fabricación de un producto terminado incluyendo, pero sin limitarse a, mezclar el producto de maíz molido con agua u otros ingredientes húmedos, extruir, moler, o laminar una masa que contiene el producto de maíz molido y opcionalmente otros ingredientes. La enzima puede añadirse al producto de maíz molido de cualquier manera factible incluyendo, pero sin limitarse a, añadir la enzima a agua u otro líquido que luego se mezcla con el producto de maíz molido, añadir enzima al producto de maíz molido antes o durante el mezclado con otros ingredientes secos o húmedos, inyectar una solución enzimática durante la extrusión del producto de maíz molido, rociar, untar o gotear una solución enzimática sobre el producto de maíz molido después del mezclado, extrusión, o laminado por molienda. Se prefiere el tratamiento del maíz molido durante el procesamiento del producto de uso final, ya que esto evita un paso de secado adicionado si el producto de maíz molido seco se trata con enzima por separado antes de elaborar el producto de uso final. En otra realización el material tratado se mezcla junto con otros ingredientes que han sido previamente hidratados para formar una consistencia de masa granuada o particulada aglomerada. En aún otra realización, el producto de maíz molido seco se trata con enzima simultáneamente con otras materias primas que comprenden el producto alimenticio final. Los materiales secos se pueden mezclar primero como una mezcla separada seca homogénea o se pueden combinar durante el mezclado con la mezcla de agua y enzima. 2. Materiales alimenticios basados en maíz molidos húmedos El método preferido para tratar el maíz con enzima para las operaciones de molienda húmeda es la adición de enzima a los procesos inherentes de remojar, cocer, o empapar. Utilizando este paso existente evita la introducción de complejidad adicional al proceso. El propósito de estos procesos de contacto con el agua es ablandar los granos de maíz para permitir una mayor difusión de las sustancias químicas de tratamiento, la separación de los componentes del grano de maíz o la reducción del tamaño a través de molienda. El proceso de contacto con el agua debe mantenerse en condiciones en las cuales se utilizarían normalmente para proporcionar los atributos deseados del producto de maíz, a condición de que la temperatura se mantenga por debajo del nivel que sería perjudicial para la estabilidad de la enzima. Estas condiciones normalmente incluyen la relación de agua a maíz, el tiempo de contacto, la presión, y temperatura. Para asegurar la funcionalidad de la enzima, de preferencia cualquiera de los ingredientes que podrían afectar la eficacia de la enzima (p.ej. los componentes que alteran el pH) se añaden después del período de incubación de la enzima. En una realización, el remojo del maíz para la producción de almidón de preferencia tiene un volumen de agua de aproximadamente de aproximadamente 1.2 a 1.4 m3 por 907 kg (2000 libras) de granos de maíz. De preferencia, el maíz se remoja de aproximadamente 22 a aproximadamente 50 horas para permitir que el pericarpio y la endosperma se ablanden y para permitir que el maíz aumente su contenido de humedad de aproximadamente 16 a aproximadamente 45 % durante el paso de remojo. El agua del remojo de preferencia se calienta a una temperatura de aproximadamente 29 °C (85 °F) a aproximadamente 65 °C (150 °F), con más preferencia de aproximadamente 38 °C (100 °F) a aproximadamente 57 °C (135°F), y con la máxima preferencia de aproximadamente 49 °C (120 °F) a aproximadamente 54 °C (130 °F). Auxiliares del proceso como dióxido de azufre pueden añadirse opcionalmente al agua para permitir una difusión más rápida del agua dentro de la matriz del grano ayudando a la descomposición de la matriz de proteína del almidón. El remojo se puede realizar por lotes o de preferencia en un proceso continuo. Normalmente el proceso involucra una serie de tanques de remojo en donde el agua de remojo fluye en contracorriente desde un tanque al otro. Procesos para la molienda húmeda se pueden encontrar en la publicación Corn Chemistrv and Technology (Química y tecnología del maíz), en las págs. 377-397. Un proceso de molienda húmeda especializado involucra el producción de masa, que es maíz cocido en cal molido con textura y sabor distintos, según se conoce en la industria. Véase por ejemplo Corn Chemistrv and Technology (Química y tecnología del maíz), págs. 410-411. El maíz tratado de esta manera frecuentemente se utiliza para elaborar productos tales como hojuelas de maíz, tortillas, y las tortillas de maíz. La masa se puede procesar para elaborar directamente productos alimenticios a base de maíz tales como hojuelas de maíz o se puede moler o secar para elaborar una harina de masa para ser utilizado en un proceso posterior. El proceso para fabricar la masa involucra cocer el maíz de grado entero en presencia de una solución de agua de cal seguido por remojo sin calor agregado. El maíz ablandado tratado con cal luego se lava con agua, se desagua, y luego se muele a una granulación deseada. Hay varias salidas para la masa. Se puede alimentar directamente a un extrusor formador para elaborar productos de bocadillo o enviar a un sistema formador de láminas seguido por cocción (p.ej. horneado, asado) para elaborar las tortillas tradicionales. Además, las hojuelas de maíz se pueden preparar friendo las tortillas terminadas o una pasta de masa directamente. Opcionalmente, la masa se puede secar y cernir para elaborar una harina de masa. La enzima se puede añadir en múltiples pasos de proceso en el proceso de fabricación de la masa o producto alimenticio. De preferencia, el tratamiento ocurrirá temprano en el proceso de fabricación de la pasa para permitir suficiente tiempo de permanencia para completar la conversión enzimática de la asparagina y antes del paso de secado en el proceso de fabricación de la harina de masa, o antes del paso de cocción en la elaboración de las tortillas o los bocadillos fabricados basados en masa, debido a que cierto nivel de acrilamida puede formarse en este paso de secado. De preferencia, el tratamiento de la enzima ocurre antes de ajustar el pH (p.ej. la adición de cal), permitiendo la máxima eficacia de reducción de asparagina. En una realización del proceso de fabricación de masa, el maíz se procesa en masa o harina de masa utilizando un proceso tradicional de cocción y remojo por lotes. La cantidad de agua utilizada para cocer y remojar el maíz se puede expresar como una relación adimensional del peso del agua al peso del maíz. De preferencia esta relación es de aproximadamente 0.6 a aproximadamente 3.0, con más preferencia de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 2.0, con mayor preferencia de aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.5, y con la máxima preferencia de aproximadamente 1.2 a aproximadamente 1.5. La cal puede añadirse al agua en cualquier momento, o antes o durante el proceso de cocción para obtener la característica deseada del producto final. En el proceso tradicional, de preferencia la cal se añade al agua de cocción antes del maíz para maximizar el tiempo de contacto entre el maíz y la solución cal-agua. De preferencia, en el presente método, la cal se añade al maíz que ha sido pretratado con enzima. En una realización, la lima es hidróxido de calcio en su forma hidro o anhidro. La cantidad de cal añadida al agua se puede expresar como una relación adimensional en peso del peso de la cal y el peso del maíz, la relación en peso de la cal al maíz de preferencia es de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 5.0, con más preferencia de aproximadamente 0.10 a aproximadamente 2.0, con mayor preferencia de aproximadamente 0.20 a aproximadamente 1.0, y con la máxima preferencia de aproximadamente 0.20 a aproximadamente 0.75. El tiempo de cocción de preferencia es de aproximadamente 1 a aproximadamente 120 minutos, con más preferencia de aproximadamente 4 a aproximadamente 60 minutos, con mayor preferencia de aproximadamente 4 a aproximadamente 45 minutos, y con la máxima preferencia de aproximadamente 20 a aproximadamente 45 minutos. La temperatura del agua de cocción de preferencia es de aproximadamente 54 °C (130 °F) a aproximadamente 100 °C (212 °F), con más preferencia de aproximadamente 65 °C (150 °F) a aproximadamente 93 °C (200 °F), y con la máxima preferencia de aproximadamente 71 °C (160 °F) a aproximadamente 90 °C (195 °F). La cantidad de tiempo que se remoja el maíz en el agua de cal después de cocer de preferencia es de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 48 horas, con más preferencia de aproximadamente 2 a aproximadamente 24 horas, con mayor preferencia de aproximadamente 2 a aproximadamente 16 horas, y con la máxima preferencia de aproximadamente 4 a aproximadamente 12 horas. Se deja que el agua de cal se enfríe sin calor agregado durante el paso de remojo. Métodos alternos para fabricar masa pueden incluir, pero sin limitarse a, cocción en agua sin cal y luego añadir cal durante la operación de remojo, cambiando el agua después del paso de cocción a agua dulce sin cal, o cambiando el agua después de cocer a una nueva solución de agua de cal. El uso de agua de cal puede no ser compatible con la enzima adicionada, especialmente si el pH es muy alto, p.ej. mayor de 10. En las situaciones en donde el pH es alto, se prefiere que la enzima se añada antes o después del tratamiento con agua de cal. Sin embargo, la enzima se puede utilizar en cualquier punto adecuado en el proceso de masa. Una realización del proceso de masa es el proceso tradicional del proceso de fabricación de masa que comprende los siguientes pasos: (1) Combinar maíz con agua y cal para formar una mezcla; (2) cocer la mezcla; (3) remojar la mezcla para formar nixtamal; (4) opcionalmente lavar y/o neutralizar el nixtamal, de preferencia con solución acida; (5) moler el nixtamal para formar masa; (6) opcionalmente mezclar la masa con otros ingredientes; (7) opcionalmente transportar la masa a un equipo de procesamiento como un extrusor o un laminador-cortador; (8) opcionalmente someter la masa a un proceso de fabricación como extrusión, laminado, cortado, o combinaciones de éstos. (9) cocer la masa, de preferencia por medio de horneado y/o freído, para formar el producto alimenticio terminado; y (10) añadir enzima antes, durante y/o después de cualquiera de los pasos 1-8 antes mencionados. Para el proceso de fabricar harina de masa, los siguientes pasos pueden utilizarse después de moler el nixtamal en una pasta de masa. La pasa no tratada o pretratada puede procesar mediante los siguientes pasos. En general, el método comprende: (1) Secar la masa; (2) opcionalmente cernir la masa; y (3) opcionalmente añadir enzima a la masa. En una realización, la masa pretratada de trata además con enzima para lograr mayor reducción de asparagina, y de este modo acrilamida. Además, pueden utilizarse medios alternos para fabricar la masa y la harina de masa, incluyendo, pero sin limitarse a, extrusión con o sin cal, como se describe en las patentes de los EE.UU. núms. 5,558,886 y 4,985,269, procesos continuos de cocción-remojo, producción continua utilizando componentes separados de granos de cereal como se describe en la patente de los EE.UU. núm. 6,068,873, u otros métodos conocidos por los experimentados en la industria. El tratamiento con enzimas para reducir la asparagina puede ocurrir durante cualquier paso adecuado del proceso descrito anteriormente o cualquier paso adecuado de cualesquier procesos alternos, y opcionalmente durante múltiples pasos o con múltiples tratamientos. Los métodos de añadir la enzima al producto de maíz para el tratamiento incluyen, pero sin limitarse a, añadir enzima seca al maíz; añadir enzima al agua de cocer antes, durante o después de cocer; añadir enzima antes, durante o después de remojar; añadir enzima antes, durante o después de lavar; añadir enzima durante un paso de lavado opcionalmente dejando remojar el maíz en la solución enzimática; añadir enzima seca u opcionalmente en solución acuosa antes o durante la molienda; añadir enzima seca u acuosa durante la extrusión o laminado; o rociando, untando o goteando una solución enzimática acuosa sobre la pasta antes, durante o después de la molienda, mezclado, extrusión, o laminado. Estos métodos alternos para tratar maíz durante el proceso de fabricación de masa no necesitar afectar la eficacia de la reducción del contenido de asparagina, siempre que se proporcione suficiente tiempo de permanencia con una enzima reductora de asparagina a una temperatura que no degradará significativamente la enzima. Las condiciones óptimas se pueden obtener del fabricante de la enzima específica, o una persona experimentada en la industria puede determinar fácilmente las condiciones apropiadas para el tratamiento enzimático.
Un método opcional para el tratamiento con enzimas de la harina de masa seca es añadir enzima a la harina de masa como un polvo seco. Por ejemplo cuando se añade como polvo seco, el usuario final puede añadir agua que permita que la enzima convierta la asparagina al ácido aspártico durante el procesamiento de la harina de masa a un producto alimenticio terminado. La enzima opcionalmente se puede retirar o desactivar. El agua opcionalmente se puede retirar después del período de incubación. Los fabricantes de esta harina de masa con enzima seca pueden proporcionar instrucciones que especifican la temperatura apropiada, el agua, pH, y tiempo de incubación de manera que se puede obtener el nivel deseado de reducción. La harina de masa y las harinas de maíz pregelatinizadas o precocidas alternativamente se pueden fabricar con un proceso tipo extrusión en donde el maíz es transportado por un solo tornillo o múltiples tornillos a través de un cerco de tolerancia muy ajustada tal como un barril o eje. Es importante mantener la temperatura del producto extruido para evitar degradar la composición enzimática. De preferencia, el sistema enzimático sería introducido dentro de las primeras zonas del extrusor en donde la temperatura y el tiempo de permanencia se regularían para favorecer la máxima actividad de la enzima. Con más preferencia, se pueden utilizar dos extrusores en serie en donde el primer extrusor sirve como un mezclador para la introducción del sistema enzimático para permitir el contacto completo con el maíz bajo condiciones favorables para maximizar la conversión enzimática. Con la máxima preferencia, el maíz se preacondiciona con el sistema enzimático en un premezclador antes de su introducción al proceso de extrusión. El sistema mezclador puede incluir, pero sin limitarse a, un tanque por lotes, series de tanques, reactor de flujo pistón, mezclador sigmoide, mezcladores de cinta o paleta, mezclador planetario, lecho fluido, u operación de enfriamiento por pulverización o combinaciones de éstos. De manera correspondiente, el maíz utilizado para las operaciones de molienda húmeda puede ser tratado primero con enzima para obtener un bajo nivel de asparagina, y luego enviado en estado húmedo para continuar el proceso o alternativamente secado y guardado para uso posterior. Alternativamente, los productos finales de las operaciones de molienda húmeda del maíz incluyen, pero sin limitarse a, maíz a medio moler, gachas de harina de maíz, nixtamal, masa, y almidones pueden ser tratados con enzima después de la fabricación con molienda húmeda. 3. Alimentos a base de maíz fabricados de productos deshidratados de maíz Los productos deshidratados de maíz se pueden utilizar tal como están, u opcionalmente se pueden rehidratar y utilizar para fabricar productos alimenticios a base de maíz tal como polenta, tortas de maíz fritas, pan de maíz, panecillos de maíz, tortillas, gachas de harina de maíz y otros productos de bocadillos tales como las hojuelas de maíz y los palitos de maíz extruidos. Los productos deshidratados de maíz también se pueden utilizar en panes, salsas, alimentos para niños, o cualquier producto alimenticio adecuado a base de maíz. En una realización, el producto alimenticio a base de maíz se utiliza como un recubrimiento para alimentos fritos tales como pescado, calabacín, hongos, y bastones de queso. En otra realización, el producto se utiliza como un agente de liberación, por ejemplo se rocía sobre el fondo de una pizza o sobre una sartén de pizza para facilitar el desprendimiento de la pizza de la sartén. El producto también se puede utilizar como un agente de liberación para barras de pan. El producto de maíz deshidratado tratado con enzima se puede utilizar para fabricar productos de bocadillos fabricados de maíz, de preferencia hojuelas de maíz o las tortillas de maíz. En realizaciones preferidas, se utiliza enzima adicional durante el proceso de fabricación del productos de bocadillos fabricados (además de la enzima utilizada para fabricar el nivel de reducción de acrilamida. En una realización, un producto de bocadillo fabricado de maíz se fabrica mediante el método que comprende: (1) Añadir una enzima reductora de la asparagina a una masa de maíz que comprende pasta a base de maíz; (2) formar una pieza de bocadillo de la masa; y (3) cocer la pieza de bocadillo para formar un bocadillo fabricado. En otra realización un bocadillo fabricado se fabrica mediante el método que comprende: (1) Mezclar los ingredientes secos que comprenden harina de masa y opcionalmente otros ingredientes; (2) añadir agua; (3) formar una pasta; (4) opcionalmente formar una lámina de pasta; (5) formar una pieza de bocadillo; y (6) cocer la pieza de bocadillo para formar un bocadillo fabricado; (7) añadir una enzima reductora de la asparagina antes, durante, o después de cualquiera de los pasos (1)-(5) antes mencionados. En una realización de la invención, una hojuela de maíz fabricada de masa se fabrica mediante el método que comprende: (1) Añadir enzima a una masa que comprende pasta y opcionalmente otros ingredientes; (2) formar una pieza de bocadillo de la masa; y (3) cocer la pieza de bocadillo para formar una hojuela de tortilla de maíz. En otra realización, una hojuela de maíz fabricada de harina de masa se fabrica mediante el método que comprende: (1) Mezclar ingredientes secos, que comprenden harina de masa y opcionalmente otros ingredientes; (2) opcionalmente añadir emulsionantes a los ingredientes secos; (3) añadir agua; (4) mezclar para formar una masa; (5) formar una lámina de masa; (6) formar una pieza de bocadillo de una lámina de pasta; (7) cocer la pieza de bocadillo para formar un bocadillo fabricado; y (8) añadir una enzima reductora de la asparagina antes, durante, o después de cualquiera de ios pasos (1)-(6) antes mencionados. La enzima se puede añadir en cualquier etapa adecuada del proceso, Por ejemplo la enzima puede añadirse durante los pasos de licuado, opcionalmente añadiendo emulsionante, añadiendo agua, mezclado y/o formación. Alternativamente, la enzima se puede aplicar a la superficie de la masa de preferencia como una solución; esto puede ocurrir antes o después de que las piezas de bocadillo se forman de la lámina de masa. En una realización, la solución de enzima se añade a la superficie de la lámina de masa. La cocción se puede realizar por medio de cualquier método adecuado, por ejemplo freído, horneado, o una combinación de freído u horneado. Además, los pasos de formación y cocción se pueden realizar simultáneamente, como por medio de extrusión. En una realización, las hojuelas de maíz tienen menos de aproximadamente 75 ppb de acrilamida, de preferencia menos de aproximadamente 50 ppb, y con más preferencia menos de aproximadamente 10 ppb.
En otra realización, las tortillas de maíz tienen menos de aproximadamente 75 ppb de acrilamida, de preferencia menos de aproximadamente 50 ppb, y con más preferencia menos de aproximadamente 10 ppb.
D. Artículo de comercio Otra realización de la invención es un artículo de comercio que comprende: (a) Un producto alimenticio a base de maíz, en donde dicho producto alimenticio a base de maíz tiene un nivel reducido de acrilamida; (b) un envase para contener el producto alimenticio a base de maíz; y (c) un mensaje asociado con el envase. El mensaje informa al usuario que el producto alimenticio a base de maíz contiene un nivel reducido de acrilamida. El mensaje puede ser un material impreso unido directa o indirectamente al envase, unido directa o indirectamente cerca del envase, o alternativamente puede ser un mensaje impreso, electrónico, o difundido asociado con el producto alimenticio a base de maíz, o con el envase. En una realización de la presente invención, un producto alimenticio a base de maíz que tiene niveles reducidos de acrilamida se proporciona en un envase que tiene un mensaje asociado con el mismo.
Cualquier envase del cual el producto alimenticio a base de maíz se puede despachar, presentar, exhibir, o almacenar, es adecuado. Los envases adecuados incluyen, aunque no se limitan a, bolsas, botes, cajas, tazones, platos, tarros, y latas. El mensaje informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz contiene un nivel reducido de acrilamida. El mensaje puede ser un material impreso unido directa o indirectamente al envase, unido directa o indirectamente cerca del envase, o como alternativa puede ser un mensaje impreso, electrónico, o difundido asociado con el producto alimenticio a base de maíz, o con el envase. Los mensajes adecuados ¡ncluyen, pero no se limitan a, los mensajes que comunican niveles "reducidos" o "bajos" de acrilamida, los mensajes que comunican que una cantidad menor que otra especificada de acrilamida está presente (p.ej. menos de 5 ppb), y los mensajes que comunican que el producto alimenticio a base de maíz satisface o excede un nivel sugerido u obligatorio (p.ej. nivel umbral regulador o de señal). En otra realización el mensaje informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz se fabrica con un ingrediente o ingredientes con niveles reducidos o bajos de asparagina.
MÉTODOS ANALÍTICOS Los parámetros usados para caracterizar los elementos de la presente invención se cuantifican usando métodos analíticos particulares. Estos métodos se describen con detalle a continuación: 1. Acrilamida Método para medir la acrilamida (AA) en productos alimenticios Resumen A los productos alimenticios se les agrega 1-13C-acrilamida (13C-AA) y se extraen con agua caliente. El supernadante acuoso se extrae tres veces con acetato de etilo, y los extractos de acetato de etilo se combinan y concentran y son analizadas mediante LC/MS con monitoreo de iones seleccionados para la detección específica de AA y 13C-AA.
Extracción de la muestra 1. En un matraz Erlenmeyer de 125 ml se pesan 6.00 + 0.01 g de la muestra. Nota: Se coloca la muestra dentro de un procesador de alimentos y se procesa durante 30 segundos de tal manera que el tamaño de partícula es aproximadamente 0.32 cm (1/8 pulgada) o menos. Si la muestra es muy pequeña para ser molida eficazmente en un procesador de alimentos, se coloca la muestra en una nueva bolsa plástica (p.ej. Whirl-Pak™ o equivalente) y se pulveriza con un mazo de hule hasta que el tamaño de partícula es 0.32 cm (1/8 pulgada) o menos. 2. Se añaden 120 µL de 100 ng/µL 13C-AA en agua desionizada (ISTD 2), con una pipeta ajustable de 1000-µL (calibrada), directamente sobre la muestra. 3. Utilizando un despachador, se añade 40 mL de agua destilada desionizada al matraz y se cubre con lámina metálica delgada. 4. Colocar en un baño de agua a 65 °C durante 30 min. 5. Con un despachador, se añade 10 mL de dicloruro de etileno al matraz, y se homogeniza con un aparato Tekmar Tissumizer™ (SDT-1810) o Ultra-Turrax® (T18 Basic) durante segundos, o hasta que esté uniforme. Se enjuaga la sonda dentro del matraz con agua destilada desionizada. 6. Poner 25 g del homogenizado en un frasco de 8 dracmas 7. El tubo se tapa apretadamente y se centrifuga durante 30 minutos a 262 - 544 rad/s (2500-5200 RPM). 8. Se transfiere 8 g del supernadante a otro frasco de 8 dracmas con cuidado para evitar las partículas sólidas. 9. Se añade 10 mL de acetato de etilo con un despachador, se tapa, y se agita con vórtice durante 10 segundos. 10. Se deja que la emulsión se separe, ayudando con agitación manual o vorticial una o dos veces, después se deja que las capas se separen. 11. Se transfiere tanto de la capa superior (acetato de etilo) como sea posible a un frasco de escintilación, sin transferir ningún líquido (agua) de la interfaz. Se extrae dos veces más con porciones de 5 ml de acetato de etilo y se añade al mismo frasco de escintilación. Después, se añade aproximadamente 2 g de sulfato de sodio anhidro. 12. Se concentra el extracto con una corriente moderada de nitrógeno en un baño de agua a 60 °C - 65 °C, aproximadamente hasta 1 ml. Se transfiere el extracto a un aparato Pierce REACTI-VIAL™ o un frasco de vidrio de forma cónica equivalente y se concentra más el extracto a un volumen final de aproximadamente 100-200 µL. Se coloca este extracto de un frasco de automuestreo con una manga cónica.
Preparación de patrones Soluciones madre y patrones internos Patrones intermedios Patrones de calibración Procedimiento de limpieza del homogeneizador Utilice este procedimiento de limpieza entre cada muestra. 1. Se llena un matraz 1-L Erlenmeyer con agua caliente del grifo («80 % lleno) y se añade una gota de líquido de lavar platos Dawn™ (disponible de Procter & Gamble Co.) o equivalente. 2. Se inserta la sonda del elemento dispersante dentro del agua tan lejos como sea posible. 3. Homogeneizar la solución durante aproximadamente 10-15 segundos. 4. Vaciar la solución limpiadora del Erlenmeyer; enjuagar y rellenar el matraz con agua caliente del grifo. 5. Homogeneizar nuevamente durante 10-15 segundos. 6. Vaciar el matraz y rellenar con agua caliente del grifo; homogeneizar de nuevo durante aproximadamente 10-15 segundos. 7. Si el agua no está clara y libre de partículas, siga homogenizando con agua del grifo limpia y caliente tantas veces como sea necesario hasta obtener dicha condición. 8. Cuando el agua caliente del grifo está clara y libre de partículas, se enjuaga la sonda con agua destilada desionizada.
Análisis por LC/MS Las muestras se analizan en un Waters 2690 LC, el cual tiene una interfaz con un espectrómetro de masas Micromass LCZ.
Análisis de datos Las relaciones de respuesta (área de pico AA/área de pico 13, C-AA) se trazan contra las relaciones correspondientes de concentración para una serie de cinco estándares en acetato de etilo. Todos los estándares contienen 4.5 µg/mL 13C-AA, y concentraciones de AA que varían de 0 a 5 µg/mL. La regresión lineal produce una curva de calibración a partir de la cual se determinan las relaciones de concentración en los extractos de las relaciones de respuesta medidas. Cuando esta relación de concentración se multiplica por el nivel conocido con precisión de 13C-AA (nominalmente 2 ppm) añadido a la muestra en el paso dos del procedimiento de extracción, resulta el nivel de AA en ppm. Cálculo de la muestra por LC/MS: La curva de calibración se genera trazando la relación de respuesta (área m/z 72 / área m/z 73) en el eje y frente a la relación de concentración ([AA] / [13C-AA]) en el eje X. Para este ejemplo la ecuación de esa línea es y = 0.899x + 0.0123. Área medida del pico AA (m/z 72) a 4.0 min: 100.000 Área medida del pico 13C-AA (m/z 73) a 4.0 min: 500,000 La relación de respuesta Rr = 0.200. De la pendiente e intercepto de la curva de calibración, se calcula la relación de concentración Rc: Rc = (0.200 - 0.0123) / 0.899 = 0.209 Dado el nivel pico de 13C-AA en la muestra (2 ppm), el nivel medido de AA es de 0.209 x 2 ppm = 0.418 ppm Aseguramiento de la calidad/Control de calidad (QA/QC) 1. A todas las balanzas utilizadas en la preparación de patrones y muestras, se les debe verificar la calibración una vez a la semana usando un juego de pesas calificadas. Las balanzas se deben verificar al menos con tres pesas que cubran el intervalo de pesos de la muestra/patrón que se va a determinar. 2. Diariamente se debe trazar una curva de calibración de seis puntos. 3. Junto con cada conjunto de muestras se debe analizar un material de referencia de trabajo (WRM por sus siglas en inglés). La concentración de este material debe estar dentro de 2 o de la media móvil. En caso contrario, es necesario volver a calibrar el instrumento y recalcular el WRM. 2. Asparagina La determinación de la asparagina y el ácido aspártico en productos alimenticios y bebidas Principio Una cantidad pesada de muestra se mezcla con HCl al 5 % y se calienta durante 30 minutos, después se homogeniza. Se centrifuga una porción del homogenizado, después una porción del sobrenadante se diluye y trata con el reactivo FMOC (9-fluorenilmetil cloroformiato), el cual reacciona con la asparagina y el ácido aspártico para formar un derivado con un elevado grado de fluorescencia. Enseguida se usa la HPLC de fase inversa para resolver el FMOC-asparagina de los otros componentes de la matriz de la muestra. La detección se realiza mediante emisión fluorescente a 313 nanómetros (nm) después de una excitación a 260 nm. El análisis de los patrones de concentración conocida permite la cuantificación.
Linealidad La curva de calibración de trabajo de cuatro patrones (50 -600 ppm) da una correlación de 0.998 o mejor. Una curva llevada hasta 2000 ppm también proporciona una correlación de 0.998.
Precisión Productos de papa: Se le añade al almidón de papa cuatro niveles tanto de asparagina como de ácido aspártico (40, 200, 400, y 600 ppm). La recuperación de la asparagina es 100 % (Desviación estándar relativa es menos de 4 %) y la recuperación del ácido aspártico es 110 % (Desviación estándar relativa es menos de 4 %).
Referencias 1. Herbert, P.; Santos, L; Alves, A. Journal of Food Science (Diario de Ciencia Alimentaria) (2001), 66(9), 1319-1325. 2. Heems, Dany; Luck, Geneviewe; Fraudeau, Chrisophe; verette, Eric. Journal of Chromatography (Diario de Cromatografía), A (1998), 798 (1 + 2), 9-17.
Repetición del sistema Un material de referencia de trabajo de papa frita se ejecuta por duplicado durante cinco días. Los resultados son como siguen: ug/g de ug/g ácido asparagina aspártico Promedio 7832.07 1440.98 STD 625.59 195.80 % RSTD 7.99 13.59 A CONTINUACIÓN SE SUGIEREN SUSTANCIAS QUÍMICAS Y EQUIPO; SIN EMBARGO, SUBSTITUCIONES POR MATERIALES EQUIVALENTES SE CONSIDERAN ACEPTABLES.
Sustancias químicas Agua, HPLC o Milli-Q™ Grado (Mlllipore) Acetonitrilo, Grado HPLC Burdick & Jackson núm. AH015-4 Metanol, grado HPLC Fisher núm. A452-4 Acetato de etilo Baker núm. 9280-3 Pentano Burdick & Jackson núm. GC312-4 Monohidrato de asparaglna EM Science Ácido aspártico Sigma núm. A-8949 Ácido amlnoisobutírico Sigma núm. A-8379 Cloroformato de 9-fluorenilo (F-moc) ICN núm. 150200 Borato de sodio EM Science núm. SX 0355-1 Ácido bórico Fisher n?m. A-73 Bicarbonato de sodio ICN núm. 194847 Cloruro de tetrametilamonio Fisher núm. 04640-500 Citrato de sodio MCB núm. SX445 Ácido cítrico anhidro Baker núm. 0122-01 Acetona Burdick & Jackson núm. 010-4 Ácido clorhídrico, 0.1 N Fisher núm. SA48-500 Cloruro de calcio dihidratado Aldrich núm. 22,350-6 Eguipo Pipetas de transferencia, polietileno (Samco núm. 222) Matraces volumétricos (25, 100, 250, 1000 ml) Pipeta volumétrica (10 ml) Probetas graduadas (100-1000 ml) Depósitos de HPLC (500 mL, 1 ó 2 L) Vasos de precipitado Agitadores magnéticos/barras agitadoras Balanza analítica (de 4 dígitos) Frascos de escintilación Tubos de centrífuga, tapa enroscada (100 x 16 mm) con tapas Frascos de automuestreo (8 x 30 mm, 1 mL), con tapas con cierre a presión Seguridad: En este método se necesita usar una campana de extracción de gases e implica la exposición a sustancias químicas. Revise por favor "Safe Practices for Fume Hood Use and Chemical Spills" (Prácticas de seguridad en la utilización de campanas de extracción de gases y derrames químicos).
INSTRUMENTO MODELO FABRICANTE Robot Microlab® SPE Hamilton Bomba/inyector de HPLC HP 1100 Agilent Detector Shlmadzu Sistema de datos Chemstation Agilent Columna Phenomenex Luna 100 x 4.6 mm C-18(2) 3 micrómetros # 00D-4251 -EO PREPARACIÓN DE LOS REACTIVOS Diluyente (pH 8.3-8.5; 1000 ml). 1. Se pesan 3.0 g de borato de sodio, 3.0 g de ácido bórico, y 8.0 g de bicarbonato de sodio dentro de un matraz tarado seco. 2. Se coloca un vaso de 800 ml vacío en un agitador magnético. Se añade aproximadamente 500 ml de agua del Milli-Q™ y una barra agitadora. Sin salpicar, se agita el agua vigorosamente. 3. Se transfieren cuantitativamente al agua los reactivos del paso 1 ; se agita hasta que se hayan disuelto por completo. 4. Se transfiere cuantitativamente la solución del paso 3 a un matraz volumétrico de 1 L y se diluye a un volumen con agua Milli-Q™; se mezcla bien. Estable por un periodo hasta de seis (6) meses. Solución de cloruro de calcio (100 g). 1. Se pesan 40 g de cloruro de calcio dihidrato en un matraz tarado de 250 mL. 2. Se añaden 60 g de agua Milli-Q™. Mezclar bien. Almacenar en condiciones ambientales dentro de una botella de vidrio tapada. Estable por un periodo hasta de 1 año.
Solvente de extracción (pentano: acetato de etilo 80:20; 500 ml) Seguridad: el pentano y el acetato de etilo son volátiles e inflamables. Se realizan las siguientes operaciones en una campana de extracción de gases. 1. Se transfiere 400 ml de pentano a una botella de depósito de 500 ml de HPLC. 2. Se agrega 100 ml de acetato de etilo. Se mezcla bien. Se almacena tapado en/bajo la campana de extracción de gases. Fase móvil (Amortiguador:metanol:acetonitrílo 60:5:35, pH 3.2, 21) 1. Se pesa 1.35 g de cloruro de tetrametilamonio, 3.65 g de ácido cítrico, y 1.60 g de citrato de sodio en un matraz tarado seco. 2. Se coloca un vaso de 800 ml vacío en un agitador magnético. Se añade aproximadamente 500 ml de agua del Milli-Q™ y una barra agitadora. Sin salpicar, se agita el agua vigorosamente. 3. Se transfieren cuantitativamente al agua los reactivos del paso 1; se agita hasta que se hayan disuelto por completo. 4. Se transfiere cuantitativamente la solución del paso 3 a un cilindro graduado de 1 litro y se diluye a 1000 mL con agua Milli-Q™; se mezcla bien. 5. Se transfiere a un depósito de fase móvil de HPLC de 2 L. 6. Se agrega 200 ml de agua del Milli-Q™, 100 ml de metanol y 700 ml de acetonitrilo. Se agregan lentamente estos dos disolventes mientras se agita en forma vigorosa. Realizar esta operación en una campana y se usa el equipo de protección personal. Para ver detalles específicos, consulte las hojas de datos de seguridad del material (MSDS por sus siglas en inglés) pertinentes. 7. Se desgasifica la fase móvil mediante aspiración al vacío mientras se agita. o Solución del reactivo FMOC (en acetona) 1. Se pesan 0.10 g de F-moc dentro de un matraz volumétrico de 100 mL. 2. Se agrega acetona para disolver y con ella diluir al volumen. Se mezcla bien. Se realiza esta operación en una 5 campana. Use el equipo de protección personal especificado para estas sustancias químicas en sus MSDS. 3. Se almacena en refrigeración por no más de seis (6) meses.
Solución acida para la extracción de la muestra (HCl al 5 %) 0 1. Se agrega 100 ml de agua del Milli-Q™ en un matraz volumétrico de 200 ml. 2. Se agrega al matraz 4 ml de HCl 1 N. Se lleva a al volumen con agua del Milli-Q™.
Preparación del patrón interno (ácido aminoisobutírico) ISTD A - Materia prima del estándar interno A 1. Se pesan 0.5 g de ácido aminobutírico dentro de un matraz volumétrico tarado de 250 mL 2. Se agrega 25 ml de HCl 1.0 N y aproximadamente 100 ml de agua del Milli-Q™. Se mezcla usando agitación vorticial hasta disolver. Se diluye al volumen con agua del Milli-Q™ y se mezcla bien. Se almacena en refrigeración por no más de seis (6) meses. ISTD B - Solución patrón interno de trabajo B (esta solución se añade a los patrones de calibración) 1. Con una pipeta transfiera 1 ml de la solución madre de patrón interno A a un matraz volumétrico de 100 ml. 2. Se diluye a volumen con agua Milli-Q™. Estable durante un mes.
Preparación de los patrones de calibración Solución de calibración de la solución madre. Dentro de un matraz volumétrico de 50 mL, se pesa 0.100 g (+/-0.001 g) de asparagina y 0.100 g (+/- 0.001 g) de ácido aspártico. Se agrega ml de agua del Milli-Q™ y 1 ml de HCl 1 N. Poner en un baño sónico hasta disolver, después completar al volumen con H2O Milli-Q™. La solución dura 6 meses en refrigeración.
Patrones de trabajo. Preparar los siguientes patrones de calibración de trabajo: Las soluciones duran un mes si se las mantiene en refrigeración.
Preparación de las muestras 1. Se pesa 1 g de la muestra dentro de un frasco Erlenmeyer de 125 mL. 2. A cada muestra agregar 48.0 ml de solución de HCl al 5 %. 3. A cada muestra agregar 2 ml de ISTD A. 4. Cada matraz se cubre con papel de aluminio y se coloca en un baño de agua a 60 °C durante 30 minutos. 5. Agregar a cada muestra 10 ml de dicloroetano. 6. Homogenizar la muestra durante 60 segundos. 7. Vaciar la porción de la muestra en un tubo de centrifuga de 30 ml. 8. Se centrifuga a 1047 rad/s (10,000 rpm) durante 32 minutos a 5 °C. El sobrenadante se usa en el paso 1 de "Dilución de muestras".
Preparación de los estándares y las muestras Se ejecutan tres métodos Microlab® para diluir las muestras/estándares, se añade el estándar interno, y se forma el derivado de F-moc. Éstos se resumen a continuación.
Operación Método Microlab utilizado Dilución TRANSDIL Adición del estándard Interno ADDISTD Formación del derivado de FMOC ADDFMOC PREPARACIÓN DE MUESTRAS Y PATRONES USANDO EL ROBOT DE MICROLAB® Paso 1 : Estándares - Paso de añadir la solución ISTD y la dilución 1. Se preparan dos juegos de tubos para cada patrón. Poner aproximadamente 2 ml del patrón en un juego de tubos, ponga estos tubos llenos en la posición más a la izquierda del Microlab®. 2. Se coloca la gradilla con los tubos vacíos en la posición de la gradilla más a la derecha del Microlab®. 3. Se llena un frasco de vidrio (de escintilación) de 20 ml con Solución B Patrón interno de trabajo y se pone en el espacio de trabajo del Microlab®. 4. Se selecciona el método ADDISTD. (Mezcla 200 µL de la solución ISTD B, 50 µL de solución estándar, a 4000 µL de volumen total con agua Milli-Q™). 5. Se aplica el método. 6. Se retira el juego de tubos de la posición de la izquierda y se colocan a un lado para desecharlos. 7. Retire la Solución del Patrón interno de trabajo del espacio de trabajo del Microlab® y refrigere. 8. Se colocan a un lado los tubos del lado derecho para el paso 3.
Paso 2: Muestras - Paso de dilución (la solución ISTD ya fue añadida durante la preparación de la muestra) 1. Se preparan dos juegos de tubos para cada muestra. Se coloca aproximadamente 2 ml de la muestra en un juego de tubos, se colocan estos tubos llenos en la posición más a la izquierda del Microlab®. 2. Se coloca la gradilla con los tubos vacíos en la posición de la gradilla más a la derecha del Microlab®. 3. Se selecciona el método TRANSDIL. (Se fija el número de muestras, 50 µl para la cantidad de muestras, y 4000 µL para la cantidad de dilución final con agua Milli-Q™.) 4. Aplique el método. 5. Se retira el juego de tubos de la posición de la izquierda y póngalos a un lado para desecharlos. Se colocan a un lado los tubos del lado derecho para el paso 3.
Paso 3: Adición del reactivo de F-moc - Elaboración del derivado fluorescente 1. Se prepara una gradilla de tubos de 100 x 16 mm con tapa de rosca. 2. Se coloca la gradilla en la posición de la gradilla más hacia la derecha del Microlab®. 3. Se colocan los tubos de patrón y muestra de los anteriores pasos de dilución en la posición más hacia la izquierda de la gradilla del Microlab®. 4. Se transfiere una alícuota (de 22 ml) de la solución del reactivo F-MOC a un frasco de escintilación de vidrio. Se añaden aproximadamente 100 µl de solución de cloruro de calcio al 40 %; se mezcla bien. (Para preparar el reactivo FMOC "cargado" se añadió el cloruro de calcio - necesario para la detección por medio del Microlab®).
. Se coloca el frasco en el espacio de trabajo del Microlab®. 6. Se selecciona el método ADDFMOC. 7. Cambie las jeringas 1 y 2 de agua a Diluyente (pH 8.3-8.5). 8. Realice un lavado de por lo menos cinco (5) ciclos para las jeringas usando el Diluyente (pH 8.3-8.5) 9. Se aplica el método ADDFMOC. (Se mezcla 450 µL de solución de F-moc, 250 µL de la muestra del ADDISTD mencionado anteriormente al volumen final de 1300 µL con la solución de diluente). 10. Se retira el conjunto de tubos de la posición de la gradilla MUESTRA y póngala a un lado. 11. Del espacio de trabajo del Microlab® se retira la solución del reactivo FMOC y se refrigera. 13. Se retira el conjunto de tubos de la posición más a la derecha y ponga en una campana de extracción. Se deja reposar por lo menos 10 minutos o hasta que la solución haya clarificado (pero no más de 20 minutos). 14. Se añade a cada tubo 2 ml del Disolvente de extracción. Se tapa y se agita en vórtice a alta velocidad por dos (2) minutos para extraer el reactivo FMOC sin reaccionar. 15. Se prepara otro juego de tubos de 55 x 16 mm. Se añade a cada tubo 1 ml de la solución de la fase móvil. 16. Se transfiere a los tubos de 55 x 16 mm el 1.0 ml de la capa acuosa (la inferior) de los tubos de centrífuga. 17. Desechar la capa superior (orgánica). 18. Se transfieren las muestras a frascos de automuestreo y sellar.
Cromatografía Condiciones de operación HP 1100 con el software Chem Station Detector: Detector de fluorescencia por barrido Waters 474 Modo: Normal Señal: 0.0000 Longitud de onda: Ej. 260 Em 313 Ganancia: 10 Atenuación: 1 Respuesta: FST Columna: Phenomex Luna C18 (2) 100 x 4.6 mm 3 u Método LC Flujo: 1.000 ml/min Modo isocrático (véase la preparación de los reactivos - Fase móvil) Volumen de inyección: 10.0 µL Ajustes de temperatura: no controlado Cálculos El cálculo de las soluciones muestra se realiza contra una curva patrón de cantidad conocida, usando las áreas determinadas: y = mx + b y (relación de asparagina/ISTD) = m (pendiente) x (concentración de asparagina) + b (intercepto y) (y - b)/m = x ppm asparagina = (área asparagina/área ISTD - intercepto)/pendiente Ejemplo: ppm de asparagina = (215,45436/551,828 - -0.0165)10.0023 = 176.93 ppm [ppm = µg/mL] Corrección por dilución/homogenización en el paso de preparación de la muestra. µg/g asparagina = ppm asparagina encontrada X mL de dilución de la muestra Í5Q1 [ppm = µg/mL] Ejemplo: µg/g asparagina = 176.93 ppm X 50 mL = 8773.65 µg/g 1.0083 g Criterios de aceptabilidad de la prueba: • La precisión de la muestra testigo o muestra de control del material de referencia de trabajo debe ser menor de 10 % del resultado conocido de la asparagina. • la linealidad de la curva de calibración (r2) debe ser 0.995 o mayor.
Cromatograma de muestra del análisis por LC La Figura 3 presenta un cromatograma de muestra del análisis por LC. 3. % de reducción de acrilamida % de reducción de acrilamida = [(nivel de acrilamida en la muestra de control - nivel de acrilamida en la muestra tratada con enzima)/nivel de acrilamida en la muestra de control] x 100. La muestra de control se prepara exactamente de la misma manera que la muestra tratada con enzima, con la excepción de que no se añade la enzima. 4. % de reducción de asparagina % de reducción de asparagina = [(nivel de asparagina en la muestra de control - nivel de asparagina en la muestra tratada con enzima)/nivel de asparagina en la muestra de control] x 100. La muestra de control se prepara exactamente de la misma manera que la muestra tratada con enzima, con la excepción de que no se añade la enzima.
EJEMPLOS Los siguientes ejemplos ilustran la presente invención sin pretender limitarla.
Eiemplo 1 - Producto de maíz molido seco deshidratado Se prepara harina de maíz desgerminado de conformidad con métodos convencionales. Antes de moler se añade una cantidad eficaz de asparaginasa. La harina de maíz blanco desgerminado resultante tiene una reducción de acrilamida mayor de 10 %.
Ejemplo 2 - producto de maíz molido húmedo deshidratado Se prepara harina de masa de maíz blanco de conformidad con métodos convencionales. Antes de secar se añade una cantidad eficaz de asparaginasa. La harina de masa resultante tiene una reducción de acrilamida mayor de 10 %.
Eiemplo 3 - Hojuelas de maíz fabricadas Las hojuelas de maíz se fabrican utilizando la harina de masa de maíz blanco del Ejemplo 2 utilizando el método descrito en la publicación de patente internacional WO 01/91581 , publicada el 6 de diciembre de 2001, por Zimmerman y col. Las hojuelas de maíz resultantes tienen una reducción de acrilamida mayor de 10 %.
EJEMPLO 4 - Artículo de comercio Las hojuelas de maíz del Ejemplo 3 se envasan en una bolsa para su venta a los consumidores. Impreso sobre la bolsa hay un mensaje que expresa: "¡Producto libre de acrilamida!" EJEMPLO 5 - Artículo de comercio La hojuelas de maíz del Ejemplo 3 se envasan en una bolsa para su venta a los consumidores. Impreso sobre la bolsa hay un mensaje que expresa: "Bajo en acrilamida!" EJEMPLO 6 - Artículo de comercio Las hojuelas de maíz del Ejemplo 3 se envasan en una bolsa para su venta a los consumidores. Impreso sobre la bolsa hay un mensaje que expresa: "¡Acrilamida reducida en más de 90 %!" Un comercial de televisión para las papitas comunica el mensaje: "¡Nuestras papitas son más bajas en acrilamida!" EJEMPLO 7 - Artículo de comercio Hojuelas de maíz fabricadas con forma uniforme que tienen menos de 40 ppb de acrilamida se empacan en un envase triangular para su venta a los consumidores. Un comercial de televisión para las hojuelas comunica el mensaje: "Acrilamida reducida!" EJEMPLO 8 - Artículo de comercio Las hojuelas de maíz del Ejemplo 3 se colocan en una cesta tejida y se sirven a los clientes de un restaurante. Se lee en un letrero pegado dentro del restaurante en donde se venden las tortillas de maíz: "Nuestras tortillas de maíz contienen niveles reducidos de acrilamida!" EJEMPLO 9 - Artículo de comercio Las hojuelas de maíz del Ejemplo 3 se envasan en una bolsa para su venta a los consumidores. Impreso sobre la bolsa hay un mensaje que expresa: "¡Elaborada con ingredientes bajos en asparagina!" Ejemplo 10 - Cereal para el desayuno en hojuelas de maíz Maíz amarillo se rompe (tritura) para producir un tamaño de partícula de núm. 4 a núm. 5, libre de germen y salvado. Estos pedazos de gran tamaño representan aproximadamente la mitad de un grano e maíz, y retienen su identidad a lo largo del proceso de fabricación; cada partícula eventualmente emerge como una hojuela de maíz. En una olla de presión cilindrica se coloca aproximadamente 771 kg (1700 Ib) de los pedazos y 136 L (36 galones) de un jarabe saborizante que consiste de azúcar, malta (no diastico), sal, y agua. Una cantidad eficaz de asparaginasa se añade a la olla de presión y la mezcla se deja remojando durante varias horas. Luego, la mezcla se cuece. Durante el período de cocción la carga acumula agua adicional del vapor introducido en la retorta, elevándose a aproximadamente 33 % de humedad. La cocción se realiza en una retorta que gira lentamente de 103 a 159 (normalmente 124) kPa (15 a 23 (normalmente 18) psi) de presión de vapor durante 1-2 horas. Diferentes lotes de maíz pueden variar considerablemente en la duración del tiempo de cocción requerido. El punto final puede ser juzgado examinando una pequeña muestra de la carga que se sopla hacia afuera a través de una válvula de compuerta para este propósito. Una translucidez uniforme en los granos indica una cocción adecuada. En este punto, se reduce la presión a nivel atmosférico, se abre la retorta, y el contenido se vierte sobre una banda en movimiento. Después de romper los grumos de la olla a presión en partículas individuales por medio de un carrete giratorio, se distribuyen a un conjunto de secadores. Estos últimos dispositivos esencialmente son grandes tubos o tanques que se extienden verticalmente varios pisos. Los granos húmeros entran por arriba y se secan por una contracorriente de aire caliente (65 °C (150 °F)) a medida que se desplazan hacia el fondo. Las partículas secas ahora contienen 19 - 23 % de humedad, pero esta agua está distribuida irregularmente de manera que el material se transfiere a un recipiente de templado durante varias horas (tantas como 24) de tal manera que la humedad pueda equilibrarse. Después de templarse, los pedazos duros marrón oscuro están listos para ser convertidos en hojuelas. Los rodillos de escamado son cilindros de acero que pesan más de una tonelada cada uno, y giran a una velocidad de aproximadamente 19 -21 rad/s (180-200 rpm). Controles hidráulicos mantienen una presión superior a 40 toneladas en el punto de contacto de los rodillos. Los rodillos se enfrian mediante la circulación interna de agua. Los pedazos secos cocidos se prensan en escamas delgadas a medida que pasan a través de los rodillos. El producto es todavía un poco flexible en este punto, careciendo del atributo crujiente y sabor preferido de la escama de maíz terminada.
Desde los rodillos, las escamas pasan directamente a los hornos tostadores rotativos, que por lo general funcionan a gas. La escama húmeda da vueltas de tambor a través de los tambores perforados y pasa a pocas pulgadas de las llamas de gas. El tratamiento puede ser de 50 segundos a 301 °C (575 °F), o 2-3 m a 288 °C (550 °F). Además de deshidratarse totalmente por el proceso, las hojuelas se tuestan y ampollan. Las hojuelas surgen del horno con menos de 3 %de humedad. Desde los hornos, las hojuelas son transportadas por bandas a recipientes de expansión en donde se dejan enfriar a temperatura ambiente. En el camino, el producto se enfría mediante circulación de aire y usualmente se trata con una pulverización de una solución de tiamina y otras vitaminas B. Las hojuelas de maíz resultantes tienen una reducción de acrilamida de más de 10 %.
EJEMPLO 11 - Artículo de comercio Las escamas de maíz del Ejemplo 10 se envasan en una bolsa, luego la bolsa se coloca dentro de una caja, para su venta a los consumidores. Impreso sobre la caja hay un mensaje que expresa: "Acrilamida-reducida!" Ejemplo 12 - Harina de masa con enzima Una cantidad eficaz enzima seca se mezcla con harina de masa de maíz tradicionalmente procesada no enzimáticamente tratada. Esta mezcla se vende como un ingrediente para ser utilizado para preparar productos alimenticios a base de masa de maíz. La mezcla se puede utilizar para fabricar productos alimenticios que tienen una reducción de acrilamida mayor de 10 %.
EJEMPLO 13 - Artículo de comercio La harina de masa con enzima del Ejemplo 12 se envasa en una bolsa para su venta. Sobre la bolsa, las instrucciones describen las condiciones apropiadas (tiempo, temperatura, pH) para el uso de la harina de masa de tal manera que el producto alimenticio a base de masa tiene una reducción de acrilamida mayor de 10 %. Si bien se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que se pueden hacer varios cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, cubrir en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la invención.
REIVINDICACIONES US 1. Un método para reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz, que comprende añadir una enzima reductora de la asparagina al material alimenticio antes de calentar. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la enzima reductora de asparagina es asparaginasa. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el nivel de asparagina se reduce en por lo menos aproximadamente 10 %. 4. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la enzima reductora de asparagina es una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de la asparagina libre. 5. Un método para reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz; el método comprende: (1) Añadir una enzima reductora de asparagina a un material alimenticio, caracterizado además porque el material alimenticio comprende asparagina; (2) opcionalmente mezclar la enzima con el material alimenticio; (3) dejar tiempo suficiente para que la enzima reaccione con la asparagina; y (4) opcionalmente desactivar u opcionalmente retirar la enzima. 6. Un método para reducir el nivel de acrilamida en un material alimenticio a base de maíz; el método comprende reducir el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz antes de calentar. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque reducir el nivel de acrilamida en el producto alimenticio a base de maíz comprende añadir una enzima reductora de la asparagina al material alimenticio a base de maíz. 8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la enzima reductora de asparagina es asparaginasa. 9. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque la enzima reductora de asparagina es una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de la asparagina libre. 10. Un método para reducir el nivel de acrilamida en productos alimenticios a base de maíz; el método comprende: (1) Añadir una enzima reductora de la asparagina a un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el material alimenticio a base de maíz comprende asparagina; (2) opcionalmente mezclar la enzima con el material alimenticio a base de maíz; (3) dejar tiempo suficiente para que la enzima reaccione con la asparagina; (4) opcionalmente desactivar u opcionalmente retirar la enzima; y (5) calentar el material alimenticio a base de maíz para formar el producto terminado alimenticio a base de maíz. 11. Un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 10 %. 12. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 30 %. 13. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 50 %. 14. El material alimenticio a base de maíz de la reivindicación 13, en donde el nivel de asparagina en dicho material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos 70 % aproximadamente. 15. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 90 %. 16. Un producto alimenticio que comprende un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 10 %. 17. Un producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 30 %. 18. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 50 %. 19. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 70 %. 20. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 90 %. 21. Un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 10 %. 22. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 30 %. 23. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 50 %. 24. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 70 %. 25. El material alimenticio a base de maíz de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 90 %. 26. Un producto alimenticio que comprende un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 10 %. 27. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 30 %. 28. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado además porque el nivel de acriamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 50 %. 29. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 70 %. 30. El producto alimenticio de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos aproximadamente 90 %. 31. Las tortillas de maíz que comprenden menos de aproximadamente 75 ppb de acrilamida. 32. Las tortillas de maíz de conformidad con la reivindicación 31, que comprenden menos de aproximadamente 50 ppb de acrilamida. 33. Las tortillas de maíz de conformidad con la reivindicación 32, que comprenden menos de aproximadamente 10 ppb de acrilamida. 34. Hojuelas de tortillas de maíz que comprenden menos de aproximadamente 75 ppb de acrilamida. 35. Las hojuelas de tortillas de maíz de conformidad con la reivindicación 34, que comprenden menos de aproximadamente 50 ppb de acrilamida. 36. Las hojuelas de tortillas de maíz de conformidad con la reivindicación 35, que comprenden menos de aproximadamente 10 ppb de acrilamida. 37. Cereal para el desayuno de hojuelas de maíz, que comprenden menos de aproximadamente 60 ppb de acrilamida. 38. El cereal de conformidad con la reivindicación 37, que comprende menos de aproximadamente 40 ppb de acrilamida. 39. El cereal de conformidad con la reivindicación 38, que comprenden menos de aproximadamente 20 ppb de acrilamida. 40. El cereal de conformidad con la reivindicación 39, que comprenden menos de aproximadamente 10 ppb de acrilamida. 41. Un artículo de comercio que comprende: (a) Un producto alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el producto alimenticio a base de maíz tiene un reducido nivel de acrilamida; (b) un envase para contener el producto alimenticio a base de maíz; y (c) un mensaje asociado con el envase; caracterizado además porque el mensaje asociado con el envase informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz contiene un nivel reducido de acrilamida. 42. El artículo de conformidad con la reivindicación 41, caracterizado además porque el mensaje informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz es bajo en acrilamida. 43. Un artículo de comercio; el artículo comprende: (a) Un producto alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el producto alimenticio a base de maíz tiene un nivel reducido de asparagina; (b) un envase para contener el producto alimenticio a base de maíz; y (c) un mensaje asociado con el envase; caracterizado además porque el mensaje asociado con el envase informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz contiene un nivel reducido de asparagina. 44. El artículo de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado además porque el mensaje informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz es bajo en asparagina.

Claims (10)

REIVINDICACIONES EPO
1. Un método para reducir el nivel de asparagína en un material alimenticio a base de maíz mediante la adición de una enzima reductora de la asparagina al material alimenticio antes de calentar.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la enzima reductora de asparagina es asparaginasa.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el nivel de asparagina se reduce en por lo menos 10 %, de preferencia por lo menos 30 %, con más preferencia por lo menos 50 %, aún con más preferencia por lo menos 70 %, y con la máxima preferencia por lo menos 90 %, en peso.
4. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la enzima reductora de asparagina es una enzima capaz de hidrolizar el grupo amida de la asparagina libre.
5. Un método para reducir el nivel de asparagina en un material alimenticio a base de maíz por medio de: (1) Añadir una enzima reductora de asparagina a un material alimenticio, caracterizado además porque el material alimenticio comprende asparagina; (2) opcionalmente mezclar la enzima con el material alimenticio; (3) dejar tiempo suficiente para que la enzima reaccione con la asparagina; y (4) opcionalmente desactivar u opcionalmente retirar la enzima.
6. Un método para reducir el nivel de acrilamida en un material alimenticio a base de maíz; el método comprende reducir el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz antes de calentar.
7. Un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de asparagina en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos 10 %, de preferencia por lo menos 30 %, con más preferencia por lo menos 50 %, aún con más preferencia por lo menos 70 %, y con la máxima preferencia por lo menos 90 %, en peso.
8. Un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos 10 %, de preferencia por lo menos 30 %, con más preferencia por lo menos 50 %, aún con más preferencia por lo menos 70 %, y con la máxima preferencia por lo menos 90 %, en peso.
9. Un producto alimenticio que tiene un material alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el nivel de acrilamida en el material alimenticio a base de maíz se reduce en por lo menos 10 %, de preferencia por lo menos 30 %, con más preferencia por lo menos 50 %, aún con más preferencia por lo menos 70 %, y con la máxima preferencia por lo menos 90 %, en peso.
10. Un artículo de comercio; el artículo comprende: (a) Un producto alimenticio a base de maíz, caracterizado además porque el producto alimenticio a base de maíz tiene un nivel reducido de acrilamida; (b) un envase para contener el producto alimenticio a base de maíz; y (c) un mensaje asociado con el envase; caracterizado además porque el mensaje asociado con el envase informa al consumidor que el producto alimenticio a base de maíz contiene un nivel reducido de acrilamida.
MXPA/A/2006/000050A 2003-06-25 2006-01-05 Metodo para reducir la acrilamida en alimentos a base de maiz, alimentos a base de maiz que tienen niveles reducidos de acrilamida, y articulo de comercio MXPA06000050A (es)

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