MXPA06010783A

MXPA06010783A - Ingredientes extruidos para productos alimenticios.

Info

Publication number: MXPA06010783A
Application number: MXPA06010783A
Authority: MX
Inventors: Jodi Engleson; Michael A Porter; William A Atwell; Stefan K Baier; Douglas L Elmore; Dennis B Gilbertson; William Ronald Aimutis Jr; Norris Sun; Allen Richard Muroski; Sean Acie Smith; Carrie Ann Lendon; Tamara L May
Original assignee: Cargill Inc
Priority date: 2004-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2007-01-17
Also published as: US20050208180A1; EP1729594A1; AU2005226686A1; CA2559504A1; WO2005092115A1

Abstract

La presente invencion es un sistema de suministro de nutrientes que incluye una fuente de proteina y, opcionalmente, una fuente de fibra. La extrusion de proteinas rompe la estructura de proteina en el nivel secundario, volviendo la proteina relativamente inerte como es comparada a una proteina no extruida. Debido a que la proteina extruida es relativamente inerte, esta puede ser incorporada en cantidades relativamente grandes en productos alimenticios sin afectar adversamente de manera sustancial al producto alimenticio. Ademas, la fuente de proteina puede ser coextruida con una fuente de fibra para proporcionar una mezcla de proteina-fibra extruida. La mezcla de proteina-fibra extruida de la presente invencion permite la inclusion de altos niveles de proteina y fibra en un producto alimenticio sustancialmente sin afectar adversamente al producto alimenticio. El sistema de suministro de nutrientes de la presente invencion se puede utilizar para preparar productos alimenticios que cumplen con la US FDA y otras guias reglamentarias para el etiquetado de nutricion alimenticia.

Description

regulaciones que son especificas al nivel de nutrientes suministrados por el producto alimenticio a fin de mantener el beneficio de salud demandado. En otras palabras, a fin de que un producto alimenticio lleve una demanda de salud aprobada por la FDA en la etiqueta del producto u otros materiales promocionales, el producto alimenticio debe suministrar consistentemente un nutriente o una combinación de nutrientes en niveles definidos por porción. El pan es un articulo básico de dieta al cual muchos ingredientes nutricionales han sido adicionados. Actualmente, hay panes de trigo integral comercialmente disponibles que cumplen los requerimientos de demanda de salud del corazón de la FDA con respecto al contenido de grano integral. El trigo integral contiene gluten de trigo, y por lo tanto tiende a tener un efecto menos adverso en la calidad del pan, particularmente en el volumen y textura especifica del pan, que los ingredientes no de trigo. También hay panes de 9 y 12 granos, y panes diseñados para suministrar nutrientes o suplementos específicos para cumplir las necesidades de dieta específicas, y otros panes similares. Aunque estos panes contienen ingredientes nutritivos, el nivel de un nutriente específico, tal como proteína o fibra, proporcionado por porción generalmente no llega a los niveles requeridos por las regulaciones de la FDA para el etiquetado de demanda de salud específica. Esto es debido a que el nivel alto de nutrientes requerido para hacer una demanda de salud de la FDA sobre un producto típicamente tiene un efecto adverso en la calidad del pan, particularmente en el volumen y textura específica del pan. Otros productos enfrentan problemas similares cuando el contenido de nutrientes de estos productos se incrementa. Por ejemplo, barras nutricionales , tales como barras de desayuno o barras de energía, han crecido en popularidad como una fuente rápida, fácil para usar de nutrición para adultos y niños. Hay una amplia variedad de barras nutricionales, tales como barras de desayuno, barras de energía, barras de dieta, barras de granóla y refrigerio, y las similares, que se esfuerzan para suministrar un nivel alto de nutrición en una forma lista para comer. Otros productos nutritivos incluyen galletitas, pasteles estables en el anaquel y productos similares. Sin embargo, el nivel de ingredientes nutritivos, tal como proteína, que se pueden adicionar a estos productos nutritivos se limita significantemente por la firmeza prematura que tales ingredientes causan en los productos. La firmeza prematura drásticamente reduce la aceptabilidad del consumidor de estos productos a través del tiempo, aunque la vida de anaquel actual (basada en la estabilidad microbiana de los productos) es mucho más larga. Como resultado, los fabricantes de las barras nutricionales y productos similares se han limitado en la cantidad y tipos de proteínas que se pueden incluir en una formulación en un intento para retardar la firmeza y de esta manera incrementan el periodo de tiempo de aceptabilidad del consumidor de estos productos nutritivos. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención se dirige a un sistema de suministro de nutrientes para productos alimenticios. El sistema de suministro de nutrientes funciona para proporcionar un nivel alto de nutrientes a un producto alimenticio, sin afectar adversamente de manera sustancial las propiedades del producto alimenticio. El sistema de suministro de nutrientes incluye una fuente de proteina extruida y molida. El sistema de suministro de nutrientes de la presente invención puede incluir alternativamente o adicionalmente una fuente de fibra. El sistema de suministro de nutrientes de la presente invención se hace al extruir una fuente de proteina, una fuente de fibra, o una combinación de una fuente de proteina y una fuente de fibra, a través de un extrusor, para alterar -la estructura de la proteina, y si está presente, la fibra. El material extruido luego se muele a un tamaño de partícula fino. El sistema de suministro de nutrientes extruídos .y molidos luego se adiciona a otros ingredientes para preparar el producto alimenticio. El sistema de suministro de nutrientes de la presente invención es útil en los métodos para reducir el colesterol y triglicéridos de suero, y se puede utilizar para incrementar el Índice de saciedad de los productos alimenticios, mientras que mantiene las propiedades organolépticas agradables del producto alimenticio. DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La FIG. 1 muestra los espectros FTIR no polarizados para el concentrado de proteína de soya no extruida. La FIG. 2 muestra los espectros FTIR no polarizados para el concentrado de proteína de soya extruida. La FIG. 3 muestra los espectros de fluorescencia del aislado de proteína de soya extruida y no extruído etiquetado con ANS. La FIG. 4A muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el concentrado de proteína de soya extruida. La FIG. 4B muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el concentrado de proteína de soya no extruida. ' La FIG. 5A muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de un bollo saludable para el corazón hecho con sémola de soya. La FIG. 5B muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de un bollo saludable para el corazón hecho con el aislado de proteína de soya extruida.

La FIG. 6A muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de suero extruida. La FIG. 6B muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de suero no extruida. La FIG. 6C muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de suero extruida. La FIG. 6D muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de suero no extruida. La FIG. 7A muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de otra modalidad de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de suero no extruida. La FIG. 7B muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de otra modalidad de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de suero extruida. La FIG. 8A muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de soya no extruida y salvado de trigo. La FIG. 8B muestra las vistas laterales, finales y de sección transversal de una hogaza de pan hecha con el aislado de proteina de soya extruida y salvado de trigo. La FIG. 9 es una gráfica de la dureza a través del tiempo, que muestra los efectos de la adición de la proteína extruída en la firmeza del producto de barra de nutrición a través del tiempo. La FIG. 10 es una gráfica de la dureza a través del tiempo, que muestra los efectos de varios niveles de la proteína extruída en la firmeza del producto de barra de nutrición a través del tiempo. La FIG. 11A es una gráfica de la dureza a través del tiempo, que demuestra la habilidad para incrementar el nivel de proteína total al adicionar la proteína extruída, sin un incremento concomitante en la firmeza a través del tiempo. La FIG. 11B es una gráfica de la dureza a través del tiempo, que demuestra los efectos del incremento del contenido de proteína extruída de un producto de barra de alto contenido de proteína.. La FIG. 12 es una gráfica de la dureza a través del tiempo de varias proteínas no extruídas . La FIG. 13 es una gráfica de la dureza a través del tiempo para un producto hecho con 100% de proteína extruída y un producto de control hecho con 100% de proteína no extruída . La FIG. 14 es una gráfica de la dureza a través del tiempo para un producto que contiene una mezcla de proteína extruída y no extruída y para un producto que contiene una cantidad elevada de proteína extruída. La FIG. 15 es una gráfica de la dureza a través del tiempo para productos que contienen una mezcla de proteína extruída, proteína no extruída y fosfato de monocalcio. La FIG. 16 es una gráfica de la dureza contra el por ciento adicionado del aislado de proteína de soya para las barras hechas con el aislado de proteína de soya pulverizado no extruído y , con el aislado de proteína de soya extruída y molido, 23 horas después del mezclado de las pastas de las barras. La FIG. 17 es una gráfica que compara la firmeza de las pastas de las barras que contienen proteína y fibra extruída y molida a las pastas de las barras que contienen la proteína y fibras pulverizadas, no extruídas. La FIG. 18 es una gráfica de la firmeza a través del tiempo para los productos de barras que contienen diversas mezclas de proteína y fibra extruídas y proteínas y fibras pulverizadas no extruídas. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se dirige al descubrimiento inesperado que al alterar la estructura de ciertos ingredientes, los ingredientes alterados se pueden utilizar en más grandes cantidades para incrementar el valor nutricional de los productos alimenticios, sin afectar adversamente de manera sustancial las propiedades organolépticas de estos productos alimenticios. Como se utiliza en la presente, el término "propiedades organolépticas" se referirá a las propiedades de los productos alimenticios y de bebidas que pueden ser percibidas por el consumidor. Los productos alimenticios se pueden alterar de muchas maneras para afectar su estructura. La extrusión del ingrediente a través de un extrusor convencional es una manera para alterar la estructura de un ingrediente. Los procesos de extrusión involucran el bombeo de un ingrediente a través de una boquilla de extrusión bajo presión alta y en una temperatura elevada. Como será descrito en la presente, la extrusión causa muchos cambios estructurales ventajosos que permiten a un ingrediente que sea utilizado exitosamente en más grandes cantidades que previamente se pensó posible, sustancialmente sin efectos adversos en el producto alimenticio . Otras técnicas se pueden utilizar para alterar las estructuras de los ingredientes de acuerdo con la presente invención. Tales técnicas incluyen, pero no se limitan a: hidrólisis, conversiones enzimáticas, métodos de secado similar a un horno, rocío, tambor y secado por anillo, ebullición en solución, sustitución o adición de grupos funcionales, cadenas de polímero de reticulación, y creación de puntos de ramificación y cadenas laterales en los polímeros. Proteina Se ha descubierto inesperadamente que al alterar la estructura secundaria de las proteínas, se puede adicionar una cantidad incrementada de proteínas a un producto alimenticio sin la deterioración concomitante usual de la calidad del producto alimenticio. Se cree que la alteración de la estructura secundaria de los ingredientes de proteína causa que la proteína llegue a ser relativamente inerte a su medio ambiente circundante, como es comparada a la proteína en su estado inalterado. Como se utiliza en la presente, los términos "inerte", "sustancialmente inerte" y "relativamente inerte" se referirán a la proteína que llega a ser sustancialmente menos reactiva a los medios ambientes químicos y físicos en los que la forma no alterada de la proteína fácilmente interactuaría con el medio ambiente químico o físico. Debido a que la alteración de la estructura secundaria de una proteína para reducir la cantidad total de las estructuras ordenadas vuelve a la proteína relativamente inerte, la proteína alterada se puede adicionar en grandes cantidades a los productos alimenticios sustancialmente sin efectos adversos al producto alimenticio. En una modalidad de la presente invención, la proteína de soya se extruye a través de un extrusor convencional y un análisis espectroscópico no polarizado FTIR-ATR (Fourier Transform Infrared-Attenuated Total Reflectance) se hizo para observar los efectos de la extrusión sobre la estructura secundaria de la proteina. Las muestras de 20 miligramos de cada uno del concentrado de proteina de soya no extruida y el concentrado de soya extruida se cargaron en un espectrofotómetro FTS 7000 Digilab, disponible de Varían (Randolph, Massachusetts) . La región 1580 a la 1750 cnf1 de cada uno de los espectros FTIR se utilizó para cuantificar las cantidades relativas de la estructura secundaria en los concentrados de proteína extruida y no extruida. Esta región incluye un grupo enrollado de absorciones de carbonilo de amida que son sensibles a varios tipos de la estructura secundaria de la proteína. El grupo es conocido colectivamente como la banda de la Amida I, que normalmente ocurre entre la 1600 crrf1 y 1700 cnf1. Al hacer ciertas conjeturas con respecto al número aproximado y posiciones de frecuencia de estos picos, la intensidad de absorción total en esta región espectral se puede asignar a las diferentes estructuras secundarias de la proteína que tienen la característica de las absorciones de carbonilo de amida. El trabajo previo utilizando las proteínas puras bien conocidas y las calculaciones de frecuencia de pico teóricas tienen las "ventanas" de frecuencia establecidas para los tipos principales de la estructura secundaria. Basado en esto, se puede asumir que las estructuras de ß-hojas muestran un pico de absorción mayor alrededor de 1630 cnf1 a lo largo con un pico más pequeño en 1690 era"1. Las estructuras de a-hélice absorben alrededor de 1650 cnf1, las estructuras de espiral aleatorio absorben por toda la región de la Amida I, pero muestran las intensidades más grandes alrededor de 1660 cnf1, y las ß-vueltas asociadas con el doblez de las ß-hojas nuevamente entre si absorben más alrededor de 1690 cnf1. Puesto que los picos de las ß-vueltas y ß-hojas menores absorben virtualmente en la misma posición y son usualmente pequeñas comparadas a las otras absorciones de la estructura secundaria, estas vueltas y hojas ambas son asignadas como estructuras "ß" en la presente. Además de la definición de las posiciones del pico aproximado de estas estructuras secundarias "puras", el trabajo pasado ha mostrado que los anchos de estos picos son usualmente alrededor de 25 cnf1. Estas conjeturas de la posición de frecuencia y el ancho del pico se utilizan como conjeturas iniciales en un procedimiento interactivo para reproducir la conformación de cada dato espectral de la muestra. Además de las cuatro características de absorción mencionadas en lo anterior, otros dos picos se incluyen para explicar las contribuciones a las regiones 1600 cnf1 - 1700 cm-1 de la banda de la Amida II de proteina centradas alrededor de la 1525 cm-1 y una banda de carbonilo de lipido residual centrada alrededor de la 1730 cm-1. Estas contribuciones se sustraen desde la intensidad de la Amida I antes de la calculación de las contribuciones de la estructura secundaria. Los cálculos de los picos actuales se hacen por la via del ajuste de cuadros mínimos no lineales de las absorciones de la estructura secundaria pura hipotético a los espectros FTIR actuales entre la 1580 cm-1 y 17509 cm-1. Primero, cada espectro se ajusta con las restricciones relativamente amplias en la posición y ancho de los 4 picos de la estructura secundaria y los 2 picos' de interferencia. Las posiciones se restringen a +/5 cm-1 alrededor de los centros descritos en lo anterior, y los anchos se restringen a entre 15 cm-1 y 40 cm-1. La desviación media y estándar para las posiciones y anchos de cada uno de los 6 picos se calcula a partir de los resultados de ajuste en los espectros, y estos se utilizan para estimar las nuevas restricciones para otra iteración de ajuste. Estas restricciones se suministran como desviación media +/- estándar para las posiciones y anchos. Los resultados de esta iteración se utilizan para calcular nuevas desviaciones medias y estándares, el ajuste se repite, y este ciclo continúa hasta que las posiciones de los picos y anchos no logren el cambio significantemente más que +/- 1 cm"1 entre las iteraciones (en la modalidad mostrada en las FIGS. 1 y 2, esto requirió 5 iteraciones para lograrlo) . El conjunto final de 6 picos luego se ajusta a cada espectro a su vez al ajustar únicamente las intensidades de los picos. De esta manera, las áreas de los picos se pueden calcular consistentemente para todo de los espectros. Estas áreas de picos luego se convierten a áreas de pico relativas al dividir cada área de pico para un espectro dado mediante la intensidad total de ese espectro y estas fracciones se utilizan para cuantificar las estructuras secundarias presentes en los concentrados de proteina de soya . Las FIGS. 1 y 2 muestran los espectros para el concentrado de proteina de soya no extruida y el concentrado de proteina de soya extruida, respectivamente y los datos se resumen en la Tabla 1. Tabla 1 Ingrediente ß-hojas + a-hélice Espiral ß-vueltas Aleatoria Concentrado de 57% 5% 38% proteina de soya no extruida Concentrado de 54% 3% 44% proteina de soya extruida Cambio -5% -40% +16% relativo en la extrusión Como se puede observar, hay una disminución marcada en las estructuras a-hélice y ß-ho as plegadas y ß-vuelta más ordenadas, y un incremento en las estructuras de la espiral aleatoria, de la proteina de soya después de la extrusión. La disminución de una · estructura secundaria ordenada de la proteina útil en la presente invención varia de aproximadamente una disminución del 2% a aproximadamente 90% en la estructura secundaria ordenada, preferiblemente de aproximadamente una disminución de 5% a aproximadamente 70% de la estructura ordenada secundaria, y más preferiblemente de aproximadamente una disminución de 10% a aproximadamente 60% en la estructura secundaria ordenada. El incremento de una estructura secundaria aleatoria de la proteina útil en la presente invención varia de aproximadamente un incremento de 5% a aproximadamente 100% en la estructura secundaria aleatoria, preferiblemente de aproximadamente un incremento de 7% a aproximadamente 60% en la estructura secundaria aleatoria y más preferiblemente de aproximadamente un incremento de - 10% a aproximadamente 25% en la estructura secundaria aleatoria. En una modalidad de la presente invención, un concentrado de proteina de soya extruida de acuerdo con la presente invención preferiblemente muestra aproximadamente una disminución de 2-10% en las estructuras ß, aproximadamente una disminución 20-60% en las estructuras a-helicoidales, y aproximadamente un incremento del 10-25% en las estructuras de espiral aleatorio. En otra modalidad de la presente invención, un aislado de proteina de soya extruida de acuerdo con la presente invención preferiblemente muestra aproximadamente una disminución del 3-10% en las estructuras ß, aproximadamente una disminución del 4-30% en las estructuras a-helicoidales, y aproximadamente un incremento del 5-20% en las estructuras espirales aleatorias. Con la pérdida de las estructuras secundarias ordenadas en la proteina extruida, hay un incremento en la hidrofobicidad de la superficie de la proteina, presumiblemente debido a la ruptura del núcleo hidrofóbico de la proteina. Se cree que esta hidrofobicidad de la superficie incrementada vuelve la proteina extruida relativamente inerte, de modo que las grandes cantidades de la proteina se pueden adicionar a un producto alimenticio sustancialmente sin efectos adversos en la calidad del producto alimenticio. La hidrofobicidad de la superficie relativa de las proteínas se puede estimar utilizando el tinte fluorescente, l-anilinonaftaleno-8-sulfonato (ANS) . El ANS es solo débilmente fluorescente por si mismo en el medio acuoso, pero llega a ser de manera relativa altamente fluorescente ya que se enlaza a las regiones hidrofóbicas de la proteina en agua en un pH neutro. Además, la longitud de onda de la fluorescencia ANS máxima también cambia dependiendo en como es una región particular hidrofóbica . La fluorescencia del ANS enlazado a una porción de proteina más hidrofóbica será cambiada en azul comparada a la fluorescencia del ANS enlazado a una porción menos hidrofóbica. Para demostrar una modalidad de la presente invención, las soluciones de 1.00% p/p separadas de un aislado de proteina de soya no extruida y un aislado de proteina de soya extruida en solución reguladora tris 1M (pH=7.5) se prepararon por vórtice. 1.00 mL de alícuotas de estas soluciones se centrifugaron para separar el material no disuelto, y 100 µL de cada sobrenadante luego se diluyó en 3.00 mL de solución reguladora tris en una probeta de fluorímetro de metacrilato. 50 µL de una solución 0.76 µ? de 1-anilinonaftaleno-8-sulfonato (ANS; Molecular Probes Inc, Eugene, OR) se adicionó a esta solución de proteína de soya diluida y esta combinación se .dejó reaccionar por cinco minutos con agitación. Después de estos cinco minutos del período de etiquetado, el espectro de emisión de fluorescencia de cada solución se recolectó sobre 375-650 nm, integrándose por 0.1 seg. en los incrementos de 1 nm, utilizando un fluorimetro Fluoromax-3 JY/Horiba (Jobin Yvon, Inc., Edison, NJ) . Los pasos de bandas de excitación y emisión fueron de 5 nm. Las absorbencias a 280 nm de las diluciones idénticamente preparadas de las .dos muestras de proteína se determinaron utilizando un espectrofotómetro de arreglo de diodo J&M con una lámpara de deuterio (J&M GMBH, Aalen, Alemania) . Una solución de solución reguladora tris sin el aislado de proteína de soya sirvió como el blanco. Los espectros de fluorescencias se muestran en la FIG. 3. Como se puede observar, hay un incremento significante en la intensidad de emisión en la muestra de la proteína extruída comparada a la muestra no extruída. Para medir el pico y el área de los perfiles de emisión, se puede determinar el incremento relativo en la hidrofobicidad de la superficie en la extrusión o de otra manera en alteración de una pr teína. Utilizando este método, es útil un incremento relativo en la hidrofobicidad de la superficie de por lo menos aproximadamente 20% en la presente invención. Preferiblemente, la hidrofobicidad de la superficie se incrementa por al menos aproximadamente 23%, y más preferiblemente, la hidrofobicidad de la superficie se incrementa por al menos aproximadamente 25%, como es comparado a la hidrofobicidad de la superficie de una proteína no extruída o de otra manera no alterada.

Mientras que no se propone para ser limitado por la teoría, se cree que la dureza de las barras y otros productos de humedad baja, de alto contenido de proteínas es causado por la formación de los dominios ordenados a través del tiempo. Estos dominios se forman debido a las estructuras ce-helicoidales y ß-de hoja ordenadas en las proteínas. El ingrediente de proteína extruida de la presente invención, la reducción de esas estructuras ordenadas y el incremento en la cantidad de las estructuras de espiral aleatorio causa pocas regiones de dominio ordenadas para formar, ya que la barra permanece más suave a través del tiempo. Además, la hidrofobicidad de la superficie incrementada del ingrediente de proteína extruida también se cree que impide la formación de dominio ordenado con, puesto que el agua se cree que es el prerrequisito que cambia en la estructura terciaria de las proteínas que da por resultado la formación de los dominios ordenados . Como se describe previamente, la extrusión es una manera para alterar proteínas de acuerdo con la presente invención. Durante la extrusión, las hebras de proteína se linearán a lo largo de eje de extrusión. En la salida del extrusor, las hebras de proteína experimentan una caída de presión significante, que causa que las hebras de proteína tiendan a ser altamente enmarañadas. Mientras que no se proponga ser limitado por la teoría, este enmarañamiento se cree que causa · la reticulación a través del sulfidrilo u otras porciones químicas en las hebras de la proteína que cambia la estructura secundaria de las moléculas de proteína, como se observa por los cables espectroscópicos , y que suprime la movilidad e interactividad de la hebra de la proteína, como se observa por un incremento en la temperatura de transición vitrea. La temperatura de transición vitrea, o Tg, representa la temperatura de transición de un material sólido amorfo de un estado duro, vitreo a un estado suave, cauchotoso. Las temperaturas de transición vitreas típicas para las proteínas varían de aproximadamente 130°C a 200°C en 0% de humedad. Conforme la proteína se exponga a los niveles incrementados de humedad, la Tg disminuye. Será descubierto sorprendentemente que una proteína extruída de acuerdo con la presente invención, tal como un aislado de proteína de soya extruída, tiene una temperatura de transición vitrea que varía de aproximadamente 290°C a 300° en 0% de humedad. El incremento en la temperatura de transición vitrea de la proteína extruída significa que las hebras de proteína son sustancialmente menos móviles, ya que la proteína extruída permanece relativamente menos activa sobre un amplio intervalo de temperaturas y niveles de humedad. La proteína, por lo tanto, no interactúa significantemente con su medio ambiente químico o físico como es comparado a una proteína no extruida que tiene una temperatura de transición vitrea más baja, de modo que las grandes cantidades de la proteína extruida se pueden adicionar a un producto alimenticio, sustancialmente sin los efectos nocivos. Ya que el nivel de un sistema alimenticio particular se incrementa, tal como durante el mezclado de los ingredientes secos con agua, la proteína extruida puede permanecer relativamente menos reactiva por un período más largo de tiempo debido a su Tg más alta que una proteína no extruida, retardando y reduciendo de esta manera la interacción entre la proteína y los ingredientes sobrantes en el producto alimenticio. En una modalidad de la presente invención, la proteína extruida tiene una temperatura de transición vitrea que es de aproximadamente 50% mayor que la temperatura de transición vitrea de la proteína no extruida. Preferiblemente, la proteína extruida tiene una temperatura de transición vitrea que es aproximadamente 75% mayor que la temperatura de transición vitrea de la proteína no extruida. Más preferiblemente, la proteína extruida tiene una temperatura de transición vitrea que es aproximadamente 80% mayor que la temperatura de transición vitrea de al proteína no extruida. Las fuentes de proteínas adecuadas para el uso de la presente invención incluyen cualquier fuente de proteína adecuada para el uso en productos alimenticios, tales como, pero no se limitan a, proteínas de plantas, animales y fuentes lácteas. Estas proteínas pueden estar en cualquier forma adecuada para la alteración estructural, tal como por extrusión, para volver las proteínas relativamente inertes y adecuadas para la inclusión en niveles altos en los productos alimenticios sustancialmente · sin efectos nocivos en el producto alimenticio. Un ejemplo es la proteína de soya, que se puede utilizar en cualquier forma, tal como concentrado de proteína de soya obtenido al remover los componentes de alcohol o solubles en ácido no de proteína acuosos de las semillas de soya, y que tienen un nivel de proteína de aproximadamente 70% sobre una base seca, o el aislado de proteína de soya obtenido al remover la fracción de proteína de las semillas de soya de otros componentes de la semilla de soya, que tiene un nivel de proteína de aproximadamente 90% sobre una base seca. Otras formas de proteína de soya adecuadas para el uso en la presente invención, incluyen granos de soya y harinas de soya1, cada una de las cuales tiene aproximadamente 50% de proteína sobre una base seca. Otras fuentes de proteína incluyen, pero no se limitan a: gluten de trigo vital, aislado de proteína de soya, trigo, caseína, gluten y los similares. Las fuentes de proteína tales como aislados de proteina, concentrados, harinas, hojuelas, o sémola, contienen proteínas que se desnaturalizan parcialmente a completamente del estado nativo. En el contexto de la presente aplicación, el estado nativo se propone indicar el orden estructural de la proteína natural, original en los niveles secundarios, terciarios-- y cuaternarios de la organización y se expresa en el nivel de proteína individual. Los ingredientes de proteína pueden diferir en grado de desnaturalización como resultado de la diferenciación de las distribuciones de las proteínas nativas y desnaturalizadas en una mezcla. La desnaturalización puede ocurrir en un nivel de organización sin afectar el orden en otros niveles de organización; por ejemplo, la desnaturalización no puede cambiar la secuencia primaria de la proteína. La desnaturalización ocurre durante la extracción, separación o pasteurización de la proteína desde su fuente original, tal como granos de soya o leche. Sin embargo, el grado de desnaturalización que resulta de este proceso (el grado de desorden en los niveles relevantes de la organización estructural) no es suficiente para alterar significantemente la habilidad de la proteína para interactuar con su medio ambiente, como se evidencia por el dato de control (no extruído) en los ejemplos mostrados enseguida. En un número de casos, los materiales no extruídos serian considerados para ser completamente desnaturalizados por la mayoría de las medidas estándares. La presente invención se dirige a la alteración adicional de la estructura de la proteína al incrementar el nivel de desorden total en un ingrediente de proteína mediante la extrusión para volver la proteína relativamente inerte como es comparada a la proteína no extruída. Fibra La fibra es otro nutriente que los fabricantes de alimentos se esfuerzan para incrementar en los productos alimenticios, pero que típicamente tienen efectos nocivos en el producto alimenticio. La fibra generalmente se divide en dos categorías, soluble e insoluble, basado en la solubilidad de la fibra en agua a temperatura ambiente. El incremento de la toma de fibra soluble mejora la salude intestinal y total al proporcionar nutrientes - a la flora intestinal. La fibra insoluble promueve la salud total al proporcionar volumen indigestible a los productos alimenticios . Sin embargo, la adición de altos niveles de fibra, particularmente fibra insoluble, a los productos alimenticios es conocida por afectar adversamente las propiedades organolépticas de estos productos alimenticios . Los productos alimenticios de alto contenido de fibra pueden tener una textura seca, dura, masticable, o densa, haciéndolo menos apetecibles a los consumidores.

Se ha descubierto sorprendentemente que al extruir una fuente de fibra, la fibra se altera estructuralmente a un lado que reduce o elimina muchos de los efectos nocivos de la fibra que típicamente tiene un producto alimenticio. Preferiblemente, la fibra se co-extruye con una fuente de proteína, para producir un ingrediente de proteína-fibra que se puede adicionar en mayores cantidades como comparadas a un ingrediente .de fibra no extruído o de otra manera no tratado. Utilizando la espectroscopia FTIR-ATR, se ha determinado que la extrusión causa cambios en el orden adaptable en las fuentes de fibra de carbohidratos. En general, las vibraciones moleculares en los carbohidratos que son sensibles a los cambios es el orden adaptable. Específicamente, conforme un carbohidrato llega a ser más desordenado, las bandas infrarrojas ampliadas con una pérdida concurrente de estructura fina, que es, una pérdida de la resolución de banda. Dentro de un conjunto de moléculas de carbohidratos ordenada con la misma conformación, las moléculas existen en los medios ambientes moleculares y relativamente similares y así producen bandas infrarrojas dentro de un intervalo de frecuencia bastante angosto. Puesto que las moléculas de carbohidratos desordenadas pueden existir con conformaciones diferentes, las moléculas existen en una variedad de medios ambientes moleculares. Por esta razón, las moléculas desordenadas producen un múltiple de bandas infrarrojas con frecuencias ligeramente diferentes. Una banda asociada con una conformación especifica es muy amplia para hacer resuelta en un espectro infrarrojo de fase condensada; asi el resultado evidente es una banda menos definida, más amplia. Bajo condiciones controladas estas características espectrales se pueden utilizar para monitorear cualitativamente los cambios en el orden adaptable . De acuerdo con la presente invención, la extrusión de una fuente de fibra altera la estructura al cambiar el orden adaptable de la fibra comparada a la fibra no extruída. Las alteraciones en estructura son mejor observadas en el conjunto de las bandas infrarrojas intensas observadas por todos los carbohidratos en la región 1200 a 900 cm"1 del espectro infrarrojo, que se refiere comúnmente como "la región de contracción C-0" . Una fibra extruída de la presente invención tendrá una banda menos definida, más amplia en esta región C-0 que su contraparte no extruída. Estos cambios adaptables se creen que reducen o eliminan la habilidad de la fibra para interactuar nocivamente con su medio ambiente en el producto alimenticio, permitiendo de esta manera la infusión de mayores cantidades de fibra en el producto alimenticio sustancialmente sin los efectos adversos con concomitantes en las propiedades organolépticas del producto alimenticio.

Un ingrediente de fibra de acuerdo con la presente invención puede contener 100% de fibra extruida, preferiblemente por lo menos aproximadamente 50% de fibra extruida, y más preferiblemente por lo menos aproximadamente 70% de fibra extruida. La fibra extruida se puede proporcionar como un ingrediente en combinación con la fibra no extruida o con una proteina no extruida o extruida. En una modalidad preferida de la presente invención, la fuente de fibra se co-extruye preferiblemente con una fuente de proteina para producir un ingrediente de proteina-fibra extruida que tiene un contenido de proteina y fibra que varia de aproximadamente 85% de proteina y 15% de fibra a aproximadamente 15% de proteina y 85% de fibra, todos los porcentajes se dan en peso. En una modalidad, la proteina y la fibra se co-extruyen para proporcionar un ingrediente que comprende 30% de proteina en peso, y 70% de fibra en peso. En otra modalidad, la proteina y la fibra se co-extruyen para proporcionar un ingrediente que comprende 70% de proteina en peso, y 30% de fibra en peso. El ingrediente de proteina-fibra extruido de la presente invención se puede utilizar en un producto alimenticio para incrementar su contenido de proteina y fibra sustancialmente sin los efectos nocivos típicos en un producto alimenticio asociado con la adición de lá fibra no extruida o la proteína no extruida.

Las fuentes de fibra adecuadas para el uso en la presente invención incluyen, pero no se limitan, a cualquier variedad de fibra derivada de plantas, micróbicamente derivadas o derivadas de animal. Ejemplos de fuentes de fibra adecuadas incluyen salvado de cereal, aleurona de cereal, cáscaras de semilla de aceite, celulosa purificada, celulosa derivatizada, inolina, arabinoxilanos , gomas, ß-glucanos, alginatos, agar, arabinogalactanos , fructoligosacáridos , dextrina modificada, polidextrosa, psilium, quitosan, quitina, almidón resistente y otros carbohidratos no digeribles . Extrusión en la Industria Alimenticia La extrusión para la manufactura de alimentos e ingredientes alimenticios se ha empleado por mucho tiempo con una amplia gama de materiales. Los granos, almidones y proteínas refinadas, y muchos ingredientes se han combinado en la extrusión para producir alimentos que incluyen cereales, alimentos para mascotas, análogos de carne, portadores de sabor y refrigerios. La extrusión se puede utilizar para hacer productos alimenticios que tienen una textura ligera, aireada y crujiente. Los beneficios de la extrusión incluyen la habilidad para obtener una textura ligera, aireada consistentemente, que hace los productos alimenticios extruídos apetecibles a los consumidores. El proceso básico involucra el mezclado de los ingredientes secos en las proporciones deseadas y la transportación de los ingredientes secos al extrusor. Los ingredientes secos se pueden transportar directamente o pasar a través de un preacondicionador donde la humedad se puede adicionar y la mezcla se puede calentar antes de entrar al extrusor. El material luego se introduce al extrusor y se pasa a través de diferentes zonas en el extrusor que mezclan, cortan y comprimen el material. El agua o ingredientes líquidos se pueden introducir directamente en el cuerpo cilindrico extrusor para mezclarlos con los ingredientes secos para formar una pasta. Algunos extrusores se enchaquetan a fin de que la temperatura se pueda elevar o disminuir al pasar - un líquido térmico a través de la chaqueta, aunque muchos extrusores no se enchaquetan. El (os) tornillo (s) que transporta el material elevando la temperatura y "fundiendo la pasta". La pasta cauchotosa se presiona a través de un molde para conformar la pasta y la pasta se corta con alguna forma de cuchilla rotatoria. La caída de presión que ocurre conforme la pasta pasa desde el extrusor de alta presión en la atmósfera puede causar una expansión y enfriamiento repentino de la pasta ya que el agua hierve. Típicamente, el agua se remueve adicionalmente al pasar las piezas extruídas a través de un horno de banda, el secador de lecho fluido o algún equipo de secado similar. Debido a la amplia variedad de materiales, equipo y características de .producto deseado involucradas en la extrusión, la presente invención incluye cualquier método de extrusión que ' produce materiales que cumplen los requerimientos de esta invención. Por ejemplo, tanto los extrusores de tornillo solo como de dos tornillos se pueden utilizar para formar las piezas de proteína o fibra extruídas. Dependiendo de la composición y la configuración de equipo, la húmeda de producto en la cara del molde interior puede ser de aproximadamente 15 a aproximadamente 35% sobre una base de la pasta. Las temperaturas en este mismo punto pueden ser de aproximadamente 100°C a aproximadamente 160°C. Aquellos expertos en al técnica conocerán el cambio el agua (o vapor) adicionado al extrusor, la proporción del alimento de los materiales secos, y opcionalmente la temperatura de la chaqueta para asegurar que el producto resultante tiene las características deseadas de color, densidad conformación, homogeneidad y tamaño de partícula . Se descubrió inesperadamente por los presentes inventores que al extruir ciertos ingredientes tales como proteína o fibra para formar un aperitivo, y luego moler el aperitivo a un tamaño de partícula similar a la harina, los ingredientes se podrían adicionar en niveles altos a los productos alimenticios mientras que evitan los efectos nocivos asociados con el uso de niveles altos de estos ingredientes en una forma no extruida. Esto fue inesperado debido a que este proceso esencialmente niega los beneficios convencionalmente conocidos de la extrusión al moler las piezas del aperitivo extruido otra vez en partículas finas, en algunos casos a un tamaño de partícula más pequeño que aquel de los materiales de partida. En cambio, los presentes inventores han descubierto que el proceso de extrusión altera la estructura de los ingredientes alimenticios en el nivel molecular, y estos cambios estructurales permiten la inclusión de los ingredientes extruídos en niveles más altos, sustancialmente sin los efectos nocivos, que previamente se pensaron posibles. De acuerdo con la presente invención, se puede utilizar cualquier aparato y método de extrusión convencional. En las modalidades descritas en la presente, se prefiere un proceso de extrusión húmedo o mojado. Tal extrusión húmeda incluye adicionar vapor durante el proceso de extrusión, o adicionar agua a los ingredientes secos antes de la extrusión como se describe en la presente. Después de que los ingredientes se extruyen, se secan como se necesite, utilizando el medio de secado convencional, luego se muelen utilizando cualquier tipo de molino convencional. Ejemplos de molinos adecuados incluyen molinos manuales, molinos de cocina o de parte superior de banca y molinos de escala industrial. Demandas de Salud de la United States Food and Dr g Administration La United States Food and Drug Administration (después en la presente, "U.S. FDA" o "FDA") ha promulgado regulaciones con respecto a la habilidad de un fabricante de alimentos para etiquetar productos alimenticios con ciertas demandas nutricionales . Estas regulaciones se codifican en 21 C.F.R. 5101 et seq. A fin de que la etiqueta de un producto alimenticio lleve una demanda de salud aprobada por la FDA, el producto alimenticio debe s.uministrar consistentemente un nutriente o una combinación de nutrientes en niveles definidos por porción. Las regulaciones de la FDA actuales con respecto al contenido de proteina de un producto alimenticio se resumen como sigue. A fin de que un producto alimenticio se etiquete como una fuente "excelente" de proteina, el producto alimenticio debe contener por lo menos 10 gramos de proteina por cantidad de referencia habitualmente consumida por comida (RACC) . Esto es 20% del valor diario recomendado para la proteina. Para ser etiquetado como una fuente "buena de proteina, el producto alimenticio debe contener por lo menos 5 gramos/RACC de proteina, que es 10% del valor diario recomendado para la proteina. Debido a la función potencial de la proteina de soya en la reducción del riesgo de la enfermedad del corazón, la FDA ha promulgado regulaciones especificas con respecto al contenido de proteina de soya de los productos alimenticios. Los productos de calidad se pueden etiquetar con las declaraciones tales como "25 gramos de proteina de soya al día, como parte de una dieta baja en grasa saturada y colesterol puede reducir el riesgo de la enfermedad del corazón. Una porción de (nombre del alimento) suministra gramos de proteina de soya" o "las Dietas bajas en grasa saturada y colesterol que incluyen 25 gramos de proteina de soya al día pueden reducir el riesgo de enfermedad del corazón. Una porción de (nombre del alimento) proporciona gramos de proteina de soya". A fin de cumplir los requerimientos de la demanda de proteina de soya de la FDA, un producto alimenticio debe contener un nivel especificado de proteina de soya por RACC. Por ejemplo, el pan debe contener 6.25 g de proteina de soya por 50 g de porción (el RACC por el pan) . El producto alimenticio también debe calificar como bajo en grasa total, grasa saturada y colesterol. Para calificar como bajo en grasa total y grasa saturada, el alimento debe tener menos que 3 g de grasa total por RACC, y menos que 1 g de grasa saturada por RACC, con la grasa saturada que contribuye 15% o menos de las calorías totales por porción. Bajo en colesterol requiere que los 3 g de grasa total proporcionen que 20 mg de colesterol por RACC. El producto alimenticio también debe tener una cantidad limitada de sodio, preferiblemente menos que 480 mg por RACC. Para cumplir las regulaciones de la FDA con respecto al contenido de fibra, un producto alimenticio debe contener por lo menos 20% del valor diario recomendado de fibra, que es 25 g/dia, para ser etiquetado como una fuente "excelente" de fibra y por lo menos 10% del valor diario recomendado de fibra para ser etiquetado como una fuente "buena" de fibra. El producto alimenticio también es preferiblemente bajo grasa como se define en lo anterior, Los fabricantes de alimentos se encaran con el dilema para proporcionar productos alimenticios altamente nutritivos de acuerdo con las regulaciones de la FDA que también proporcionan propiedades organolépticas deseables al consumidor en una manera consistente. Los ingredientes alimenticios nutritivos de la ' presente invención pueden llegar a superar este dilema en muchos productos alimenticios, ejemplos de los cuales se describen en la presente. Beneficios de Salud de la Proteina de Soya y Fibra de Dieta Como se describe en la presente, la U.S. F.D.A. ha autorizado él uso de una demanda de salud relacionada al consumo de la proteina de soya. Esta demanda reconoce que el consumo de proteina de soya puede tener efectos positivos múltiples en la enfermedad coronaria de los consumidores, ün meta-análisis de experimentos clínicos (Anderson y colaboradores . Engl. J. Med (1995) 333:276-282) mostraron que el consumo consistente de proteina de soya podría bajar el colesterol de suero total aproximadamente 9%, de colesterol de lipoproteína de baja densidad aproximadamente 13% y triglicéridos aproximadamente 11%. El colesterol de lipoproteína de alta densidad, una forma preferida de colesterol se incrementó no significantemente. Como se describe en un artículo acompañantes (Erdman, N. Engl. J. Med. (1995) 333:313-315), el problema primario puede ser en la composición de los alimentos que contienen niveles altos de soya en las formas sensorialmente aceptables. El metabolismo de lípido de suero no es la única condición de salud que se beneficia del consumo de la proteína de soya. La búsqueda preliminar indica que el consumo de proteína de soya puede ser útil en la reducción del riesgo del desarrollo de canceres de próstata (Severson y colaboradores Cáncer Research (1989) 49:1857*1860), de pecho (Rose, Nutrition and Cáncer (1992) 8:47-51) y gastrointestinal (Nagai y colaboradores, Nutrition and Cáncer (1997) 3:257-268). Los alimentos que comprenden una concentración alta de proteína de soya para ser consumidos por la gente quienes desean reducir su riesgo de cáncer podría ser desarrollado utilizando la invención descrita aquí que tendría valor sensorial superior e inclusiones más altas capaces en una porción de alimento. El consumo de proteína de soya se ha mostrado para mitigar algunos de los síntomas de la menopausia que incluyen sudores nocturnos y calores repentinos (Nagata y colaboradores Amer. J. Epidemiology 153:790-93). Además, la búsqueda preliminar sugiere que el consumo de soya puede ayudar a mantener la salud de los huesos en las mujeres posmenopáusicas (Chiechi y colaboradores, Maturitas (2002) 42:295-300; Gallagher y colaboradores, Menopause (2004) 11:290-298) . Las fibras típicamente se sub-clasifican por categorías como solubles e insolubles como es descrito en lo anterior. Los dos tipos de fibra frecuentemente se cree que tiene beneficios de salud diferentes. Las fibras insolubles proporcionan ligera viscosidad al lumen intestinal y tienen un efecto débil en la recuperación del colesterol y glicéridos de los intestinos. Consecuentemente, la fibra insoluble se cree que tiene un defecto débil pero insignificante en el colesterol de suero y triglicéridos . La fibra insoluble proporciona un medio ambiente adecuado para el crecimiento de bacterias que se cree que son benéficas para la salud. La fibra insoluble reduce el tiempo de transito de los alimentos en el intestino y absorbe agua, que puede reducir el riesgo de diverticulitis (Aldoori colaboradores, J. Nutr. (1989) 128:714-719) o el síndrome de intestino irritable. El consumo de la fibra insoluble puede tener un efecto de saciedad positivo y así ayuda a reprimir la tendencia para comer en exceso. Las fibras solubles proporcionan viscosidad significante al lumen intestinal y tienen un efecto significante en la recuperación de colesterol y triglicéridos de los intestinos. Adicionalmente, las fibras solubles pueden interactuar con sales biliosas. Los productos de fermentación derivados de la fermentación intestinal de algunas fibras solubles se creen que suprimen la biosíntesis del colesterol. Consecuentemente, la fibra soluble se cree que tiene un efecto fuerte en la reducción del colesterol y triglicéridos de suero. Adicionalmente, la fibra soluble ha sido mostrada para tener un efecto de reducción diferencial en la lipoproteína de baja densidad (LDL) asociada con el colesterol - una forma menos deseable del colesterol de una perspectiva de riesgo de enfermedad cardiovascular. El consumo de fibra soluble incrementado se asocia con los niveles de colesterol LDL de suero más bajos. Muchos estudios epidemiológicos y clínicos han examinado los efectos de la toma de fibra de dieta sobre una amplia variedad de otras condiciones de salud. Un consenso general se ha logrado de esas metas más altas en fibra, relativas a las dietas del oeste convencionales, ayudarían en el desarrollo de una población más sana. Sin embargo, la conexión especifica entre el consumo de fibra y cualquier condición de salud particular no es siempre clara. Se creyó ampliamente que las dietas altas en fibra reducen el riesgo de cáncer colorectal, pero algunos estudios no han confirmado este enlace. Sin embargo, la mayoría de las evidencias de los experimentos animales y experimentos humanos numerosos han mostrado que la fibra insoluble puede tener una reducción significante en el riesgo del desarrollo de cáncer colorectal (Mclntosh, In Dietary Fibre: Bio-active carbohidrates in food and feed, Ed. Van der Kamp, Asp, Millar-Jones and Schaafsma, 2004, Waginingen Academia Publ.; Millar-Jones, In Dietary Fibre: Bio-Active carbohidrates in food and feed, Ed, Van der Kamp, Asp, Miller-Jones and Schaafsma, 2004, Waginingen Academic Publ.). Otro ejemplo de un enlace no confirmado entre la fibra y la salud involucra un beneficio potencial con respecto al control glicémico mejorado (Schulze y colaboradores Am. J. Clin. Nutr. (2004) 80:348-356; McKeown y colaboradores Diabetes Care (2004) 27:538-546; Jiménez-Cruz y colaboradores, Diabetes Care (2003) 26:1967-1970), y las mejoras en las condiciones relacionadas similar al síndrome metabólico, resistencia a la insulina y el desarrollo de la diabetes tipo 2. La fibra de cereal se puede correlacionar significantemente con el control mejorado, pero la fibra de dieta total puede no serlo (Schulze y colaboradores, Am. J. Clin. Nutr. (2004) 80:348-356; cKeown y colaboradores, Diabetes Care (2004) 27:538-546) . Tales asociaciones complejas significan que las recomendaciones de dieta especifica para la mejora de salud de condición-especifica son prematuras, pero que las recomendaciones generales para incrementar la fibra de dieta son apropiadas. La facilitación del consumo de dietas de fibra alta requiere una mejor habilidad para incorporar la fibra en productos alimenticios aceptables debido a que muchos alimentos con alto contenido de fibra no se consideran actualmente aceptables. La invención descrita en la presente permite la incorporación de nivel más alto de fibras, pero soluble e insoluble, para permitir los consumidores dirigir las condiciones de salud a través de la modificación de la dieta . Uno de los problemas de salud principales en los países desarrollados se relaciona a la obesidad que resulta del exceso de consumo de alimentos con alto contenido de calorías. La búsqueda (Holt y colaboradores, Eur . J. Clin. Nutr . (1995) 49:675-690) ha mostrado que los alimentos diferentes mismo contenido calórico tienen impactos muy diferentes sobre una percepción del individuo de saciedad. Se mostró una correlación fuerte entre la saciedad proporcionada por un alimento y cantidades subsecuentes del consumo de alimentos. Los panes, artículos horneados dulces y cereales mostraron tener algo de los efectos de saciedad más bajos de los alimentos probados. En contraste, los alimentos altos en proteina y fibra mostraron tener alta saciedad. Muchos de los alimentos de más saciedad registrados bajaron el buen sabor que indica que la habilidad de los fabricantes de alimentos para suministrar los alimentos altamente de saciedad puede depender en su habilidad para proporcionar concentraciones más altas de fibra y proteína en formas que tienen las propiedades visuales y sensoriales esperadas para el alimento. Consecuentemente, la invención permite la creación de alimentos que pueden suministrar gran saciedad a los consumidores. Estos alimentos se pueden utilizar para ayudar a los consumidores a controlar su toma de alimentos y así ayudar al manejo de sus pesos. Productos de Pan y Panadería El uso de ingredientes de proteína de soya extruída en los productos de panadería de acuerdo con la presente invención se balancean preferiblemente a fin de asegurar que el producto horneado resultante logre las propiedades organolépticas deseadas además de proporcionar los niveles deseados de proteína de soya, fibra, grasa y otros nutrientes. Preferiblemente, los productos de pan y de panadería hechos de acuerdo con la presente invención tienen niveles de nutrientes suficientes para cumplir uno más requerimientos de etiquetado de nutrientes de la FDA descritos en la presente. Concurrentemente, la RACC para el pan es de 50 g por proporción. Las propiedades del pan y otros productos de panadería se determinan predominantemente por las propiedades de la pasta. Las propiedades de la pasta, a su vez se determinan por los ingredientes de la pasta y por como la pasta se procesa. Los ingredientes de la pasta más básicos son amina de trigo, agua, sal y un sistema de fermentación tal como levadura, agentes de fermentación químicos, o una combinación de tanto levadura como agentes de fermentación químicos . En el mezclado el agua con la harina y el sistema de fermentación, las partículas de harina llegan a ser hidratadas, y las fuerzas de esfuerzo cortante aplicadas al mezclado causan que la proteína de gluten de trigo se fibrilice desde las partículas de harina para interactuar una con otra y finalmente formen una matriz de gluten continua. Además, conforme la pasta se mezcla, el aire se incorpora en la pasta, creando celdas de aire por toda la pasta. Cuando el gas de dióxido de carbono se genera por la reacción de fermentación en la pasta, el dióxido de carbono primero va en la solución. Como el agua en la pasta llega a ser saturada con el dióxido de carbono, el dióxido de carbono que se genera por los materiales emigrantes de fermentación en las celdas de aire en la pasta. El número y estabilidad de las celdas de aire en la pasta se determina por la calidad de la matriz de gluten y el número de celdas de aire inicialmente creadas durante el proceso de mezclado. Una matriz de gluten de trigo bien desarrollada da por resultado una pasta que puede retener el dióxido de carbono generado por el sistema de fermentación, y por lo tanto suministra el volumen especifico deseado en el producto horneado final . La adición de los ingredientes no glutenaceos a la pasta pueden interferir con la habilidad del gluten para formar una matriz continua durante el mezclado. Los ingredientes no glutenaceos pueden ser opuestos a la humedad en la pasta, impidiendo de esta manera la formación de la matriz de gluten. Además, los ingredientes no glutenaceos pueden ocupar espacio en la pasta y físicamente limitar las interacciones de gluten-gluten requeridas para formar la matriz de gluten. Además, los ingredientes no glutenaceos pueden servir como sitios de nucleación de celdas de aire y pueden causar grandes huecos de aire para formar en la pasta. El gas generado por la acción de fermentación preferiblemente migrará a los huecos de aire antes que permanezcan distribuidos en las celdas de aire más pequeñas que son más uniformemente dispersadas a través de la pasta, creando una textura indeseable en el producto de panadería final. Por lo tanto, las ventajas de la adición de los ingredientes no glutenaceos al pan, tal como ingredientes de contenido de proteina de soya alto, se debe balancear con los efectos nocivos que tales ingredientes pueden tener en la matriz de gluten, la estructura de la pasta total, y la calidad del producto horneado resultante. En el incremento el contenido de soya de proteina, las propiedades reológicas de la pasta se monitorean para asegurar que las características de la pasta permanezcan dentro en un intervalo procesable. Para el monitoreo de las propiedades reológicas de la pasta por consiguiente, una pasta que tiene contenido de proteina de soya alto se puede hacer, procesar y hornear utilizando el mismo equipo y parámetros de manufacturización como una pasta convencional. Calidad del Pan La calidad de un producto de panadería se puede definir en parte por el volumen especifico del producto de panaderías. En general, si el volumen específico está arriba de un cierto nivel, el producto de panadería tendrá la textura y apariencia deseada. Sin embargo, hay casos en que un volumen específico puede ser muy alto, (por ejemplo, la migaja está muy abierta y el pan no es denso suficiente para ser aceptable) . El fabricante de alimentos comerciales se esfuerza para suministrar subsecuentemente productos de panadería que logren el volumen específico deseado para proporcionar un producto organolépticamente agradable que pueda resistir las condiciones de manejo normales. Otros indicadores de calidad además del volumen especifico pueden incluir la capacidad masticable y dureza del producto de panaderia y las propiedades reológicas de la pasta. Se ha encontrado que los volúmenes específicos de alrededor de 3.5 cc/g hasta aproximadamente 6 cc/g frecuentemente dan por resultado las características del producto de panadería deseadas . Otra medida útil de la calidad del producto de panadería de alto contenido de proteína de la presente invención es al medir las propiedades reológicas de la pasta. Las propiedades reológicas de los productos de la pasta usualmente se miden al evaluar las propiedades viscoelásticas de la pasta. Un instrumento utilizado para medir la propiedad viscoelástica es el Farinógrafo. El Farinógrafo mide la resistencia de una pasta por el mezclado mecánico. La resistencia se registra como una curva sobre una gráfica. La curva del Farinógrafo proporciona la información útil con respecto a las características de resistencia, tolerancia al mezclado y absorción (mantenimiento del agua) de la pasta de una harina. La resistencia se mide en unidades Brabender (BU) . Otra característica que afecta el producto de panadería es la textura de la superficie de la partícula de los ingredientes. En general, los ingredientes más suaves no sirven como sitios de nucleación de celdas de aire tan fácilmente como los ingredientes con superficies irregulares. Las irregularidades del ingrediente proporcionan huecos pequeños de aire en la pasta que crean celdas de aire en contacto con o adyacente al material particulado. Conforme el gas de dióxido de carbono entra en estas celdas de aire, las celdas crecen y se aglomeran, creando una celda grande alrededor o adyacente al material particulado. Si estas celdas son bastantes grandes, pueden incrementar la difusión de gas a través de la pasta y pueden aún causar que la pasta se colapse, dando por resultado la calidad del producto horneado pobre . En algunos productos de panadería, la apariencia de los materiales particulados se desea que den al producto una textura graneada mientras que mantiene el volumen específico deseado y otros atributos. Un ejemplo de como proporcionar materiales particulados sustancialmente sin una pérdida concomitante de volumen específico y otras propiedades se describe en la solicitud de PCT copendiente número PCT/US04/12289. En otros productos, es deseable mantener tan uniforme una textura como sea posible, tal como en los bollos de sándwich o hot dog. En estos casos, para incrementar el nivel de nutrientes en el producto, se necesita una alternativa para materiales particulados para mantener la estructura uniforme. Los ingredientes nutritivos extruidos de la presente invención se designan para mantener una textura relativamente uniforme en el producto alimenticio mientras que proporciona un nivel alto nutrientes, todos sustancialmente sin efectos adversos en las propiedades organolépticas del producto alimenticio. Los productos de pan y panadería útiles para diferentes aplicaciones podrían requerir volúmenes específicos, reologías, capacidad masticable, dureza etc. que son diferentes para aquellos productos de pan y panadería útiles para otras aplicaciones. El sistema y método presente permite la optimización de cada una de las propiedades cuando se hace el producto de panadería. Uno de los ejemplos discutidos enseguida muestra la creación de un bollo que utiliza los aspectos de la presente invención. Otros productos de panadería útiles en la presente invención incluyen, pero no se limitan a, rosquillas, roscas, rosquetes, pizza o mendrugos similares, tortillas, envolturas, pan de pita, foccacia, panecillos Ingleses, buñuelos, biscocho de chocolate cakey y productos de panadería similares. Ingredientes de la Pasta La harina utilizada en la en la presente invención es preferiblemente una harina de trigo, tal como harina Hummer, disponible de Cargill, Inc. Minneapolis Minnesota. La harina de trigo preferiblemente tiene aproximadamente 14% de proteina (14% mb) , aproximadamente 0.54% de ceniza (14% mb) y valor de número descendiente de aproximadamente 260. La absorción de Farinógrafo es de preferencia aproximadamente 65%, tiempo al pico es de aproximadamente 6 minutos y el índice de tolerancia del mezclado es de aproximadamente 30 BU. En modalidades preferidas, se utiliza una harina no bromada . El gluten de trigo, preferiblemente gluten de trigo vital, se puede adicionar a la fórmula para mantener el contenido de gluten de la pasta. Si el gluten de trigo se adiciona, preferiblemente se adiciona una cantidad que varía de 0% en peso a aproximadamente 20% en peso, más preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 5% en peso a 15% en peso. En una modalidad, el gluten de trigo vital está presente en un nivel de aproximadamente 6% en peso. La harina de trigo de contenido más bajo de proteína también se puede utilizar en la presente invención con la adición de más gluten de trigo vital. La pasta de acuerdo con la presente invención puede incluir opcionalmente un componente de grasa. El componente de gras sirve para plastificar la pasta, y para suavizar la textura del producto horneado final. El componente de grasa también puede ayudar a mejorar el volumen específico del producto final. Los productos de muy bajo contenido de grasa, (es decir, menos que aproximadamente 3%) y los productos de muy alto contenido de grasa (por ejemplo, mayor que aproximadamente 10%) generalmente tienen el volumen especifico reducido. El componente de grasa puede estar en la forma ya sea liquida o sólida. La grasa puede estar presente en los productos de panadería en niveles que varían de aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 20% en peso. Preferiblemente, la grasa está presente en los productos de la presente invención y niveles que varían de 0% en peso a aproximadamente 15% en peso, más preferiblemente entre aproximadamente 1% en peso a aproximadamente 10% en peso. En una modalidad preferida, la grasa está presente en un nivel de aproximadamente 7.5% en peso. Ejemplos de grasas que pueden ser adecuadas para el uso en la presente invención, incluyen, pero no se limitan a aceites y mantecas hechas de soyas, maíz, cañóla, semillas de algodón, olivas, plantas tropicales, otras plantas, y grasas animales, tales como mantequilla, sebo y manteca. Los sustitutos de grasa también se pueden utilizar. Otros ingredientes de la pasta convencionales se pueden incluir, tal como acondicionadores de pasta, emulsificantes , sal, saborizantes , inhibidores de moho y los similares. Si tales ingredientes se utilizan, generalmente están presentes en cantidades suficientes para tener el efecto deseado en la pasta y las propiedades de producto final, sin afectar adversamente la capacidad procesable de la pasta o las propiedades organolépticas del producto final. Preferiblemente, estos ingredientes están presentes en cantidades que varían de aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 5% en peso de cada ingrediente, más preferiblemente menos que aproximadamente 3% en peso de cada ingrediente . Un agente saborizante común adicionado a las pastas es un agente edulcorante. El agente edulcorante imparte un sabor y color deseable al producto horneado, y puede ser útil cuando la levadura está generando dióxido de carbono. Los edulcorantes tanto naturales como artificiales se pueden utilizar, incluyendo, pero no limitado a, azúcar (sacarosa, sucralosa, aspartame, alcoholes de azúcar, jarabes, jarabes de maíz de alto contenido de fructosa y los similares. La levadura se adiciona a los ingredientes de la pasta en un nivel suficiente para proporcionar el nivel de dióxido de carbono deseado en la pasta durante la prueba, y el sabor y textura deseados al producto horneado final. Preferiblemente, se utiliza la levadura pastelera fresca. Generalmente, la levadura está presente en cantidades que varían de 1% en peso a aproximadamente 10% en peso, preferiblemente de aproximadamente 3% en peso a aproximadamente 5% en peso de la fórmula de la pasta.

Aunque el estándar de identidad para el pan requiere el uso de la levadura como el agente de fermentación, muchos otros productos de panadería utilizan agentes de fermentación químicas, o una combinación de levadura y agentes de fermentación químicos. Los productos hechos de acuerdo con la presente invención que utilizan los agentes de fermentación químicos o combinaciones de agentes de fermentación típicamente incluirán tales agentes de fermentación en niveles suficientes para proporcionar el nivel deseado del dióxido de carbono en la pasta para dar por resultado las características del producto final adecuadas. El agua se adiciona a los ingredientes de la pasta de acuerdo con la presente invención en niveles que varían de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 50% en peso. Aquellos expertos en la técnica entenderán que la cantidad de agua adicionada a los ingredientes de la pasta es una variable compleja dependiendo en el tipo y cantidad de los ingredientes utilizados, las condiciones ambientales, las condiciones de mezclado y los similares. El contenido de agua de la pasta se optimiza preferiblemente basado en las propiedades de manejo de la pasta y las características del producto final deseado. Los productos de pan y otros de panadería hechos de acuerdo con la presente invención preferiblemente contienen entre aproximadamente 5% y 40% de proteína y tienen un volumen específico de por lo menos aproximadamente 3.5 cc/g. Para aquellos productos de pan y panadería que contienen proteína de soya de acuerdo con la presente invención, preferiblemente en contenido de proteína de soya está entre aproximadamente 10% y 20%, con el producto de pan preferiblemente que tienen un volumen específico de por lo menos 3.5 cc/g. Con respecto a la fibra, los productos de pan y panadería de la presente invención contienen de aproximadamente 10% y 40% de fibra de dieta y tienen un volumen específico de por lo menos 3.5 cc/g. En otras modalidades de la presente invención, los productos de pan y panadería contienen entre aproximadamente 10% y 40% de fibra de dieta, y entre aproximadamente 5% y aproximadamente 40% de proteína, mientras que tienen el volumen específico de 3.5 cc/g o mayor. Los siguientes ejemplos demuestran el uso de los ingredientes de la proteína extruída en el pan y otros productos de panadería. En los siguientes ejemplos, el ingrediente de proteína se extruye, y el material extruído se seca como se necesite, luego se tritura a un tamaño de partícula fina, similar a la harina. Preferiblemente, el tamaño de partícula promedio del ingrediente de proteína extruída y molida es entre aproximadamente 20-400 mieras, más preferiblemente entre aproximadamente 20-100 mieras.

El ingrediente de proteina extruído en la forma seca, triturada luego se incorpora con los ingredientes de la pasta adicional como se describe enseguida. El método Dumas es un método conocido para determinar el contenido de proteina de una muestra. El principio del método Dumas es quemar la muestra a alta temperatura, convirtiendo todo el nitrógeno en la muestra a nitrógeno elemental. El nitrógeno atrapado se mide subsecuentemente mediante una celda de conductividad térmica. El nitrógeno determinado se convierte al contenido de proteina utilizando un factor ("F") . Las diferentes proteínas tienen factores diferentes debido a las diferencias en el complemento del aminoácido de las diferentes proteínas. El factor F para la proteína de soya es F=6.25 mientras que para el gluten de trigo el factor F es F=5.70. Para determinar el contenido de proteína de soya, por lo tanto, siguiente fórmula se utiliza: % nitrógeno x 6.25 = % de proteína de soya en peso. Ejemplo 1: Harina de Soya Extruída La Tabla 2 muestra el pan hecho con harina de soya texturizada desmenuzada (50% de proteína, 100% de proteína de soya) de Cargill, Inc., MN. Esta fórmula produjo pan con buen volumen específico relativo a la harina de soya no extruída . Tabla 2 : Harina de Soya Extruída 5P contra la Harina de Soya no Extruida """Harina Cargill "Progressive Baker HighGluten Hummer", Cargill, Inc., MN 2Lecitina Central Soya Centrol® 3F-UB, Central Soya, IN Harina de Soya Relecitinada Cargill 200/70 + 15%, Cargill, Inc., MN 3Gluten de Trigo Vital ADM Ogilvie Provim ESP®, Archer Daniels Midland Company, IL Cargill Soybean Salad Oil (aceite de soya con ácido cítrico como conservador), Cargill, INC., MN Acondicionador Red Dough Puratos S-500, Puratos, NJ 6Azodicarbonamida ADA-PAR Benchmate Brand®, Burns Philip Food, Inc., MO 7Estearoil lactilato de calcio ADM CSL, Archer Daniels Midland Company, IL 8Esteres de ácido diacetil tartárico de mono- y glicéridos Danisco® Panodan® 205K (DATEM) , Danisco Cultor, Inc., USA 9Estearoil lactilato de sodio ADM Arkady Paniplex® SK, Archer Daniels Midland Company, IL 10Acido ascórbico Benchmate Brand® PAC-C-120, Burns Philip Foods, Inc., MO Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en un ajuste bajo, luego 12 minutos e el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrolló en un cilindro, se colocó en una charola de barra de pan pequeña, y se probó durante 60 minutos en una caja de prueba a 46°C (115°F) y a 95% de humedad relativa. La pasta se horneó 19 minutos a 204°C (440°F) . El contenido de proteína de soya del pan se calculó para ser 13% en peso. Este pan por lo tanto cumple los requerimientos de la FDA para ser una demanda de la salud de la proteina de soya. Ejemplos 2 : Concentrado de Proteína de Soya Extruida Se obtuvieron un concentrado de proteina de soya extruido (Response 4310 de Central Soya, IN) y un concentrado de proteina de soya no extruido (Procon 2000 de Central Soya, IN) . La muestra que contiene el concentrado de proteina de soya extruido y molido produjo pan con volumen especifico más alto que la muestra que contiene el concentrado de proteina de soya no extruida. La Tabla 3 lista las fórmulas del pan y las Figuras 4A y 4B muestran los panes terminados . Tabla 3: Concentrado de Proteina de Soya Extruida (SPC) contra el SPC no Extruido SPC Extruido 4310 SPC Extruido Ingrediente Porciento Masa (g) Porciento Masa (g) Harina 52.90 317.41 52.90 317.41 Leci ina 2.57 15.44 2.57 15.44 SPC Extruido 4310 31.05 186.31 0 0 SPC Extruido Procon 2000 0 0 31.05 186.31 Gluten de Trigo Vital 6.00 36.00 6.00 36.00 Aceite de Soya 3.07 18.44 3.07 18.44 Sal 2.00 12.00 2.00 12.00 Acondicionador de Pasta 1.70 10.20 1.70 10.20 SPC Extruido 4310 SPC Extruido Estearoil Lactilato de Sodio 0.45 2.70 0.45 2.70 Aspartame1 0.25 1.50 0.25 1.50 Total 100.00 600.00 100.00 600.00 Levadura 25.00 25.00 Agua (15C (60F) ) 500.00 580.00 Volumen Especifico Promedio 3.8 3.1 (cc/g) 1 NutraSweet® Custom. Encapsulated 20™, NutraSweet Company, IL Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 15 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrollaron en un cilindro, se colocaron en una charola de barra de pan pequeña, y se probaron a 2.5 centímetros (1 pulgada) arriba de la charola en una caja de prueba a 46°C y 95% de humedad relativa. La pasta se horneó 19 minutos a 204°C (400°F) . El contenido de proteina de soya del pan se calculó para ser 13.5%. Este pan por lo tanto cumple con los requerimientos de la FDA para hacer una demanda de salud de la proteina de soya Ejemplo 3: Gluten de Trigo Vital Extruido El gluten de trigo vital extruido y molido se obtuvo de Cargill, Inc, MN y el gluten de trigo vital no extruido se obtuvo de Archer Daniel Midland Company, IL. La Tabla 4 lista las fórmulas de la pasta utilizadas en este ej emplo . Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 10 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, y luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en un espesor, se enrolló en un cilindro, se colocó en una charola de barra de pan pequeña, y se probaron a 2.5 centímetros (1 pulgada) arriba de la charola en una caja de prueba a 46°C y 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 19 minutos a 204°C (400°F) . Tabla 4 : Gluten de Trigo Vital Extruido (VWG) contra el V G* no extruido VWG Extruido VWG no Extruido Ingrediente Porciento Masa (g) Porciento Masa (g) Harina 47.00 282.01 47.00 282.01 Lecitina 1.57 9.44 1.57 9.44 VWG Extruido 36.50 219.00 0 0 VWG no Extruido 6.00 36.00 42.50 255.00 Aceite de Soya 4.07 24.44 4.07 24.44 Sal 2.00 Í2.00 2.00 12.00 Acondicionador de Pasta 1.70 10.20 1.70 10.20 Estearoil Lactilato de Sodio 0.45 2.70 0.45 2.70 CSL 0.45 2.70 0.45 2.70 Aspartame 0.25 1.50 0.25 1.50 Total 100.00 600.00 100.00 600.00 Levadura 35.00 35.00 Agua (15C (60F) ) 420.00 500.00 Volumen Especifico Promedio 4.0 9.6 (cc/g) La pasta hecha con gluten de trigo vital no extruido fue muy cauchotoso y difícil de extenderse en láminas y redondearse. La pasta con el gluten de trigo vital extruido (VWG) se comportó como la pasta normal. El volumen especifico del pan con el VWG no extruido no fue aceptable (9.6 cc/g) . El volumen específico del pan con el VWG extruido fue aceptable (4.0 cc/g) . La migaja del pan del VWG no extruido fue muy masticable para comer. La migaja de pan de VWG extruido tuvo una textura aceptable. La extrusión por lo tanto hizo el VWG más inerte en la matriz de la pasta/pan. El contenido de proteína del VWG extruido se calculó para ser 75% y el contenido de proteína de gluten de trigo del pan se calculó para ser 25% en peso. Ejemplo 4 : Bollos SPI Con 60% de Proteina de SPI Extruido Los bollos se hicieron a partir de la fórmula listada en la Tabla 5.

Tabla 5 : Bollos SPI Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 20 minutos e el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 65 gramos de pasta se hicieron y se redondearon. La pasta se probó durante 60 minutos en una caja de prueba a 46°C y a 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 15 minutos a 204°C (440°F) . El contenido de proteina de soya de los bollos SPI extruidos y molidos se calculó para 13% en peso. El volumen especifico de los bollos SPI se encontró para ser un nivel aceptable (4.3 cc/g) y similar a los bollos de soya con granos de soya grandes. Las Figuras 5A y 5B muestran los bollos SPI extruidos y molidos comparados a los bollos de proteina de soya con granos de soya grandes, ambos bollos cumplieron los requerimientos de la FDA para hacer una demanda de la salud de la proteina de soya. La proteina de soya extruida y molida es relativamente inerte comparada a la proteina de soya no tratada (los granos de soya) y por lo tanto se pueden incorporar en los productos de panadería como un particulado mas pequeño; el particulado de proteína de soya extruida no se detecta en el producto de panadería final (los bollos SPI en este caso) , que es deseable en ciertos productos de panadería. Como será apreciado por aquellos de habilidad en la técnica, la optimización adicional de los ingredientes (dextrosa, gluten de trigo vital, agua, acondicionadores de pasta) pueden mejorar el volumen específico de los bollos y los productos similares que contienen el SPI extruído y molido . Mezclas de Proteina Extruida Las mezclas de proteína extruida también se estudiaron para el uso en la elaboración del pan con alto contenido de proteína de acuerdo con la presente invención. Las mezclas extruídas fueron como sigue: Mezcla 1. 60% de aislado de proteína de suero (WPI) & 40% de harina de arroz, Mezcla 2. 70% de SPI acidificado al punto isoeléctrico & 30% de harina de arroz, Mezcla 3. 70% de finos de SPI & 30% de harina de arroz, Mezcla 4. 100% de SPI, Mezcla 5. 70% de SPI & 30% de salvado de trigo. Los análisis nutricionales se corrieron sobre el producto extruido para determinar el contenido de proteína y los resultados se dieron en la tabla 10. Las calculaciones también se corrieron en el pan basadas en las especificaciones del ingrediente y los resultados también se dieron en la Tabla 10. Ejemplo 5: Mezcla 1 y el SPI Extruido La Mezcla 1 se hizo utilizando la fórmula dada anteriormente. Las fórmulas de la pasta se listaron en la tabla 6 y los panes terminados se muestran en las FIGURAS 6A-D. Tabla 6 : WPI Extruido contra el WPI no Extruido y el SPI Extruido y la Harina de Arroz contra el SPI no Extruido y la Harina de Arroz WPI Extruido WPI Extruido SPI Extruido SPI no Extruido (Mezcla 1) Ingrediente Porciento Masa Porciento Masa Porciento Masa Porciento Masa <g> <g) (g> (g) Harina 47.02 282.01 47.02 282.01 47.02 282.01 47.02 282.01 Leci ina 1.57 9.44 1.57 9.44 1.57 9.44 1.57 9.44 WPI Extruido 36.50 219.00 0 0 0 0 0 0 (Mezcla 1) WPI Extruido 0 0 23.72 142.35 0 0 0 0 Harina de Arroz 0 0 12.78 76.65 0 0 12.78 76.65 SPI Extruido 0 0 0 0 36.50 219.00 0 0 SPI no Extruido 0 0 0 0 0 0 23.72 142.35 Gluten de Trigo Vital 6.00 36.00 6.00 36.00 6.00 36.00 6.00 36.00 Aceite de Soya 4.07 24.44 4.07 24.44 4.07 24.44 4.07 24.44 Sal 2.00 12.00 2.00 12.00 2.00 12.00 2.00 12.00 CSL 0.45 2.70 0.45 2.70 0.45 2.70 0.45 2.70 Acondicionador de Pasta 1.70 10.20 1.70 10.20 1.70 10.20 1.70 10.20 WPI no Extruido SPI Extruido SPI no Extruido WPI Extruido 0.45 2.70 0.45 2.70 0.45 2.70 0.45 2.70 Es earoilo Lactilato de Sodio Aspartame 0.25 1.50 0.25 1.50 0.25 1.50 0.25 1.50 Total 100.00 600.00 100.00 600.00 100.00 600.00 100.00 600.00 Levadura 35.00 35.00 35.00 35.00 Agua 490.00 299.50 490.00 (15C(60F) ) 627.70 3.9 4.6 4.1 2.7 Volumen Especifico Promedio (cc/g) ¦"Aislado de proteína de suero BiPro, Davisco, Inc., MN 2Harina de Arroz Blanca Molida con Piedra Bob' s Red Mili, Bob' s Red Mili Natural Foods, OR 3Aislado de proteína de soya Prolisse 500, Cargill, Inc., MN Para el pan que contiene WPI, los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 15 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. -220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrollaron en un cilindro, se colocaron en una charola de barra de pan pequeña y se probaron durante 60 minutos en una caja de prueba a 46°C (115°F) y a 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 19 minutos a 204°C (400°F) . Para el pan que contiene SPI, los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 20 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrollaron en un cilindro, se colocaron en una charola de barra de pan pequeña y se probaron durante 60 minutos en una caja de prueba a 46°C (115°F) y 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 19 minutos a 204°C (400°F) . La pasta de la mezcla 1 extruida probada para altura y tuvo una cantidad pequeña de elasticidad de horno; la pasta de WPI no extruida no se probó a la altura y exhibió una cantidad sorprendente de resorte de horno. 60% de un SPI extruido de proteina molido (95% de la proteina total de la proteina de soya) produjo pan que tuvo el volumen especifico más alto que la muestra no extruida. El 60% del SPI extruido de proteina (Aperitivo 4130 de Cargill, Inc., MN) , fue una mezcla de SPI y harina de arroz. La migaja de pan del WPI no extruido fue muy dura para comerse. La migaja de WUP extruida tuvo una textura aceptable. La extrusión por lo tanto hizo tanto el WPI como el SPI relativamente más inertes en la matriz de la pasta/pan que el WPI y el SPI no extruidos . El contenido de proteina de la mezcla 1 se probó para hacer 57.4 mediante el Duma-s (F=6.25) y el contenido de proteina de suero del pan se calculó para ser 13% en peso. El contenido de proteina de los aperitivos de SPI extruidos se probó para ser 63.5 mediante el Dumas (F=6.25) y el contenido de proteina de soya del pan se calculó para ser 12.9% en peso. Ejemplo 6: Mezclas 2 y 3 El pan hecho con la mezcla 2 y la mezcla 3 extruidas y molidas tuvo volumen especifico promedio mejorado comparado a las muestras no extruidas. Como un experto en la técnica puede apreciar, la optimización adicional de los ingredientes (agua, dextrosa, gluten de trigo vital, acondicionadores de pasta) puede conducir a más resultados notables. La Tabla 7 lista las fórmulas del pan de la Mezcla 2 y la Mezcla 3 y los resultados del volumen especifico promedio . Tabla 7 : Mezcla 2 & Mezcla 3 Extruidas contra el SPI y los Finos de SPI Acidificados no Extruidos SPI Acidificado SPI Acidificado Finos de SPI Finos de SPI Extruido no Extruido Extruido no Extruido Ingrediente Porciento Masa Porciento Masa Porciento Masa Porciento Masa <g) <g> (g> (g) Harina 47.77 286.61 47.77 286.6 47.14 282.81 47.14 282.81 1 Lecitina 1.57 9.44 1.57 9.44 1.57 9.44 1.57 9.44 SPI Extruido 35.73 214.40 0 0 0 0 0 0 (Mezcla 2) SPI no 0 0 25.01 150.0 0 0 25.46 152.74 Extruido 8 Harina de Arroz 0 0 10.72 64.32 0 0 10.91 65.46 SPI Extruido 0 0 0 0 36.37 218.20 0 0 (Mezcla 3) Gluten de 36.00 6.00 36 36.00 Trigo Vital 6.00 .00 6.00 6.00 36.00 Aceite de 4.07 24.44 4.07 24.44 4.07 24.44 4.07 24.44 Soya Sal 2.00 12.00 2.00 12.00 2.00 12.00 2.00 12.00 CSL 0.45 2.70 0.45 2.70 0.45 2.70 0.45 2.70 Acondicionador de Pasta 1.70 10.20 1.70 10.20 1.70 10.20 1.70 10.20 Estearoil 0.45 .70 0.45 2.70 Lactilato de 2.70 0.45 2 0.45 2.70 Sodio Aspartame 0.25 1.50 0.25 1.50 0.25 1.50 0.25 1.50 Total 100.00 600.00 100.00' 600.0 100.00 600.00 100.00 600.00 SPI Acidificado SPI Acidificado Finos de SPI Finos de SPI Extruido no Extruido Extruido no Extruido 0 Levadura 35.00 35.00 35.00 35.00 Agua (15C (60F)) 490.00 586.6 507.80 548.60 0 3.5 2.6 3.0 2.36 Volumen Especifico Promedio (cc/g) Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 10 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrollaron en un cilindro, se colocaron en una charola de barra de pan pequeña, y se probaron durante 60 minutos en una caja de prueba a 46°C (115°F) y 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 19 minutos a 204°C (400°F) . El contenido de proteina para la Mezcla 2 se probó para ser 62.8 (F=6.25) por el Dumas y el contenido de proteina de soya del pan sé calculó para ser 13.2% en peso. El contenido de proteina para la mezcla 3 se probó para ser 63.1 (F=6.25) por el Dumas y el contenido de proteina de soya del pan se calculó para ser 12.7% en peso. Ejemplo 7: Mezcla 4 Extruida Las muestras se hicieron utilizando la fórmula para la Mezcla 4. El SPI extruido y molido se hizo aceptable el pan mientras que el SPI no extruido no hizo buen pan. La Tabla 8 lista las fórmulas del pan de la mezcla 4 y las FIGURAS 7A y 7B muestran los panes horneados. Tabla 8: SPI Extruido (Mezcla 4) contra el SPI no Extruido SPI Extruido (Mezcla 4) SPI no Extruido Ingrediente Porciento Masa (g) Porciento Masa (g) Harina 53.71 322.25 53.71 322.25 Lecitina 1.57 9.44 1.57 9.44 SPI Extruido 25.79 154.76 0 0 (Mezcla 4) SPI no Extruido 0 0 25.79 154.76 Dextrosa 2.00 12.00 2.00 12.00 Gluten de Trigo 8.00 48.00 8.00 48.00 Vital Aceite de Soya 4.07 24.44 4.07 24.44 Sal 2.00 12.00 2.00 12.00 CSL 0.45 2.70 0.45 2.70 Acondicionador 1.70 10.20 1.70 10.20 de Pasta Estearoil 0.45 2.70 0.45 2.70 Lactilato de Sodio Aspartame 0.25 1.50 0.25 1.50 Total 100,00 600.00 100.00 600.00 Levadura 35.00 35.00 Agua (15C (60F) ) 515.00 620.00 Volumen 4.5 3.1 Lspecifico Promedio (cc/g) Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 15 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrollaron en un cilindro, se colocaron en una charola de barra de pan pequeña y se probó 2.5 centímetros (1 pulgada) arriba de la charola en una caja de prueba a 46°C (115°F) y 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 19 minutos a 204°C (400°F) . El contenido de proteína de la Mezcla 4 se probó para ser 61.2 (F=6.25) por el Dumas y el contenido de proteína de soya del pan se calculó para ser 12.9% en peso. Los siguientes ejemplos son modalidades de la presente invención en una fuente de proteína se co-extruye con una fuente de fibra para proporcionar un producto con alto contenido de fibra, con alto contenido de proteína. De acuerdo con la presente invención, el ingrediente de proteína y fibra co-extruído proporciona volúmenes específicos mejorados y texturas del pan, mientras que también proporciona niveles de proteína y fibras .suficientes para cumplir las guías de la FDA para estos nutrientes. Ejemplo 8: Mezcla 5 Extruída Las muestras se hicieron utilizando la fórmula para la Mezcla 5. La Tabla 9 lista las fórmulas del pan de mezcla 5 y las FIGURAS 8A y 8B muestran los panes horneados. El pan que contiene la Mezcla 5 extruída y molida tiene un volumen específico aceptable, mientras que el pan que contiene el SPI no extruido y el salvado de trigo no lo tuvo. Tabla 9: SPI Extruido y Salvado de Trigo (Mezcla 5) contra el SPI no Extruido y Salvado de Trigo SPI Extruido & Salvado de SPI no Extruido 6 Salvado Trigo (Mezcla 5) de Trigo Aceite de Soya 4.07 24.44 4.07 24.44 Sal 2.00 12.00 2.00 12.00 CSL 0.45 2.70 0.45 2.70 Acondicionador de Pasta 1.70 10.20 1.70 10.20 Estearoil Lactilato de Sodio 0.45 2.70 0.45 2.70 Aspartame 0.25 1.50 0.25 1.50 Total 100.00 600.00 100.00 600.00 Levadura 35.00 35.00 Agua (15C (60F) ) 612.60 640.00 Volumen Especifico Promedio 3.8 2.7 (cc/g) 1Salvado de Trigo Bob's Red Mili, Bob' s Red Mili Natural Foods, OR Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en el ajuste bajo, luego 15 minutos en el ajuste medio y se les dio 20 minutos de reposo. 220 gramos de la pasta se hicieron y se redondearon, luego se dejaron reposar durante 10 minutos. La pasta se extendió en láminas a 4 mm en espesor, se enrollaron en un cilindro, se colocó en una charola de barra de pan pequeña y se probó a 2.5 centímetros (1 pulgada) arriba de la charola en una caja de prueba a 46°C (115°F) y 95% de humedad relativa. La pasta se horneo 19 minutos a 204°C (400°F) . El contenido de proteína de la Mezcla 5 se probó para ser 67.6 (F=6.25) por el Dumas y el contenido de proteína de soya del pan se calculó para ser 13.6% en peso. La Tabla 10 muestra el contenido de proteína probada y calculada para las Mezclas 1-5. Tabla 10 : Contenido de Proteina Probada contra Calculada para las Mezclas 1-5 Proteina mediante el Proteina mediante la Mezcla Dumas para la mezcla Calculación para el seca (F=6.25) producto horneado (¾ en peso) 1 57.4 13.0 2 62.8 13.2 3 63.1 12.7 4 81.2 12.9 5 67.6 13.6 Ejemplo 9: SPI Extruido y Molido y Fibra de Soya contra el SPI no extruido y la Fibra de Soya Un producto con alto contenido de proteina, alto contenido de fibra se hizo de acuerdo a la fórmula en la Tabla 11. El SPI extruido y el ingrediente de fibra de soya de la Tabla 11 se preparó al extruir una mezcla que comprende 30% en peso de SPI y 70% en peso, y luego al moler el material a un polvo fino .

Tabla 11 : SPI Extruido y Molido y Fibra de Soya Producto de SPI Extruido y Producto de SPI no Extruido Fibra de Soya y Fibra de Soya Ingrediente Porciento Masa (g) Porciento Masa (g) Harina Hummer 47.12 282.01 47.12 282.01 Lecitina 1.58 9.44 1.58 9.44 Fibra de Soya y SPI 0.00 0.00 36.59 219.00 Fibra de Soya Extruida y 36.59 219.00 0.00 0.00 SPI Gluten de Trigo Vital 6.02 36.00 6.02 36.00 Aceite de Soya 4.08 24.44 4.08 24.44 Sal 2.01 12.00 2.01 12.00 S-500 1.70 10.20 1.70 10.20 Producto de SPI Extruido Producto de SPI no Extruido y Fibra de Soya y Fibra de Soya Estearoil Lactilato de Sodio 0.45 2,70 0.45 2.70 Estearoil Lactilato de Calcio 0.45 2.70 0.45 2.70 Total 100.00 598.49 100.00 598.49 Agua 397.1 762.2 Levadura 34.00 35.00 Volumen Especifico Promedio (cc/g) 3.96 2.3 Los ingredientes se mezclaron en un mezclador N-50 Hobart durante 1 minuto en baja velocidad, luego 10 minutos en el ajuste medio. La pasta se dejó reposar durante 10 minutos, luego se dividió en circuios de 220 g y se dejó reposar durante otros 10 minutos. La pasta luego se extendió en láminas en espesor de 4 mm, se enrolló en un cilindro, se colocó en una charola de barra de pan pequeña. La pasta se probó a una altura de 2.5 centímetros (1 pulgada) arriba del borde de la charola en una caja de prueba a 46°C (115°F) y 95% de humedad relativa. La pasta se horneó 19 minutos a 204°C (400°F) . La pasta hecha con la fórmula de control retiró la adición de más agua que la fórmula extruída a fin de que la pasta se forme y sea laborable, debido a los niveles altos de proteína y fibra.

El volumen específico para el producto de pan de alto contenido de fibra, alto contenido de proteína hecho con la proteína extruída y el ingrediente de fibra de la presente invención casi fue 4 cc/g, mientras que el producto de control, hecho con el mismo nivel de proteína y fibra en una forma no extruída, tubo un volumen específico de 2.3. Productos Nutricionales de Bajo Contenido de Humedad Los productos nutricionales, tales como barras nutricionales, han crecido en popularidad tan rápido, fácil para el uso de la fuente de nutrición para adultos y niños . Hay una amplia variedad de barras nutricionales, tales como barras de desayuno, barras de proteína, barras de energía, barras de dieta, barras de refrigero y los similares, que se esfuerzan para suministrar un nivel alto de nutrición en una forma lista para comer, de porción sola. Sin embargo, el nivel de los ingredientes nutritivos, tales como proteína, que se pueden adicionar a estas barras nutritivas significantemente se limitan por la firmeza prematura que estos ingredientes causan en los productos. La firmeza prematura de las barras nutricionales durante su vida de anaquel limita severamente la duración de la aceptabilidad del consumidor de estos productos, requiriendo a los fabricantes de alimentos a ya sea limitar la cantidad de ingredientes nutritivos en las barras, o al disponer de grandes cantidades de productos inaceptablemente firmes antes del final de su vida de anaquel . Un número de otros alimentos o materiales alimenticios de bajo contenido de humedad pueden ser candidatos para la fortificación de proteina o fibra. Tal fortificación puede tener un efecto negativo en habilidad para manufacturar el alimento o su apariencia del consumidor después de la manufactura. Ejemplos pueden incluir, sin limitación: pasta, galletas, aperitivos extruidos, cereales y rosquetes. El uso de los ingredientes hechos de acuerdo a esta invención puede permitir la fortificación sustancial sin pérdida significante del procesamiento deseado o aceptabilidad sensorial. Muchos productos alimenticios nutricionales se formulan para promover la pérdida de peso o mantenimiento de peso. Las estrategias comunes incluyen la reducción de grasa a través del reemplazo de grasas con imitaciones de grasa, reducción de calorías a través del reemplazo de carbohidratos calóricos con carbohidratos no calóricos y de privación de carbohidratos mediante el reemplazo de carbohidratos calóricos con polioles, proteínas y carbohidratos no calóricos. La última estrategia se ha popularizado en tales dietas de pan como las dietas de Atkin y Sout Beach, pero se pueden generalizar como dietas "de bajo contenido de carbohidratos" donde los practicantes intentan eliminar todos los carbohidratos digeribles de sus dietas. Los fabricantes de productos propuestos para este uso deben encontrar maneras para reemplazar la funcionalidad de los almidones y azúcares en los alimentos. Más exactamente, deben reemplazar el volumen de estos productos con componentes no de carbohidratos que no conducen al buen sabor y estabilidad del producto inaceptable. Las barras de nutrición son un producto común propuesto para servir al mercado de pérdida de peso y numerosos productos comercializan para los seguidores de dietas de bajo contenido de carbohidratos. Las fibras y proteínas pulverizadas frecuentemente son a veces pobres sustitutos para los carbohidratos digeribles como será mostrado en los ejemplos enseguida. Esta invención permite a los formuladores mayor latitud en la formulación puesto que los productos extruidos y molidos comprendidos de proteina y fibra se pueden incorporar con un impacto más pequeño en la firmeza de la barra. La firmeza de la barra generalmente es un problema mayor en barras de nutrición de bajo contenido de carbohidratos. Los atributos físicos de estos productos extruidos y molidos pueden permitir niveles más altos de la infusión de proteína o fibra, y reducción en los azúcares o polioles plastificantes . Esto puede ser un beneficio en la disminución adicional del contenido de carbohidratos de los alimentos terminados. También puede ser un beneficio en la disminución del contenido de poliol de los alimentos, ya que algunos consumidores tienen reacciones negativas a dosis altas . Dentro de este concepto se debe reconocer que los componentes de fibra de proteina diferentes, aun después de la extrusión y molienda tendrán propiedades funcionales y "de salud" diferentes. Consecuentemente, las composiciones diferentes se pueden desarrollar para lograr objetivos funcionales y de salud únicos dentro del concepto de ingredientes extruidos y molidos "de bajo contenido de carbohidratos". Por ejemplo, algunas composiciones podrían ser relativamente altas en la fibra soluble para proporcionar beneficios cardiovasculares y en combinación con el volumen de bajo contenido de carbohidratos mientras que otras composiciones podrían ser altas en fibra insoluble para proporcionar beneficios de salud a los intestinos en combinación en el volumen de bajo contenido de carbohidratos. Las combinaciones de las composiciones dentro de la categoría de los ingredientes extruidos y molidos de bajo contenido de carbohidratos pueden incluir fibras especificas conocidas por ser especialmente efectivas en el suministro de un beneficio de salud en combinación con las fibras que proporcionan beneficios generales y la combinación da por resultado el suministro de costo efectivo para el producto alimenticio. La manufactura de barras nutricionales es típicamente un proceso de etapas múltiples . Los ingredientes líquidos (jarabes, polioles líquidos, agua, aceites, etc.) se mezclan conjuntamente. Los ingredientes pulverizados secos luego se mezclan con los componentes líquidos. Durante esta etapa, es importante que la combinación de los ingredientes líquidos y secos se mezcle bien para lograr el grado deseado de homogeneidad. Los ingredientes que interactúan muy extensivamente con el jarabe pueden producir una pasta desmoronadiza seca que no puede ser mezclada efectivamente. Mientras que los métodos diferentes se pueden utilizar para evaluar la firmeza de una pasta en este punto, todos se pueden generalizar para decir que estas mezclas son fluidas y suaves y se pueden comparar a una mantequilla de pastel o mantequilla de cacahuate algunas barras se suplementan adicionalmente al adicionar fruta, nueces o aperitivos extruídos grandes (2-3 mm) en este punto. Típicamente, la pasta en este punto es muy suave para formarse, de modo que la pasta se deja curar durante 2-72 horas. Durante este período, la pasta se afirma considerablemente y alcanza una firmeza en la que la pasta es de autosoporte. Una pieza cortada de pasta se pandea o fluye muy lentamente, si es que todo. La pasta en este punto sería más similar a la pasta de galletitas rígida. La pasta en esta etapa se puede cortar en el tamaño de porción deseado, recubierto con un chocolate u otro recubrimiento y empaquetada.

Después de la manufactura la barra puede continuar firme antes de ser comida por el consumidor. Mientras que la firmeza puede ser inicialmente aceptable, en muchos casos la barra llegará a ser inaceptablemente firme antes de que se logre un año de vida de anaquel segura. Esto conduce al descarte costoso del producto no usable o los consumidores no satisfechos y la oportunidad del mercado pérdida. Los problemas asociados con la firmeza excesiva se acentúan conforme la proporción de la proteina y fibra se incrementa en la formulación de la barra. Los fabricantes pueden desear producir barras de nutrición propuestas para consumidores de muy alto contenido de proteina similar a los fisico-culturistas o para la gente que restringe su toma de carbohidratos similar a diabéticos o aquellos que siguen una dieta de carbohidratos mínima. Algunos fabricantes desean incrementar el contenido de fibra para proporcionar mejor saciedad, reducción de densidad de calorías, u otros beneficios de salud asociados con el consumo de fibra. Las concentraciones altas de proteína y fibra pueden hacer la pasta de la barra inicial muy firme para procesar, y aun si al pasta es procesable, las barras resultantes pueden ser muy firmes para el consumo. Ejemplos proporcionados en la presente demostrarán la naturaleza de este problema y el uso de esta invención en proporcionar una barra de alto contenido de proteína o fibra aceptable.

En modalidades de la presente invención, la ventana de firmeza aceptable para los productos de barras (como se mide en el Ejemplo 10) en hasta aproximadamente 12 meses de vida de anaquel está entre aproximadamente 20N (Newton) a aproximadamente 50N, de preferencia entre aproximadamente 20N a aproximadamente 40N y mucho más de preferencia entre aproximadamente 25N a 30N. Las barras nutricionales típicas comprenden una fuente de proteína, un plastificante y un agente edulcorante. Estas barras usualmente tienen un nivel de humedad de aproximadamente 10-15% en peso. La fuente de proteína se puede derivar de cualquier planta, animal o fuente Láctea, y está presente en las barras en un nivel de entre aproximadamente 15-50% en peso. Para las barras de alto contenido de proteína, se prefiere proporcionar tanta proteína por barra como sea posible, y las barras preferiblemente hechas de acuerdo con la presente invención contienen entre aproximadamente 30-50% en peso de proteína, más de preferencia aproximadamente 40% en peso de proteína. Los agentes plastificantes útiles para las barras nutricionales pueden incluir cualquier agente plastificante aceptable con alimento convencional incluyendo polioles tales como glicerol o maltitol o aceites tales como aceite de maíz, aceite de coco, aceite vegetal, aceite de cañóla, aceite tropical y mezclas de los mismos. Los agentes edulcorantes pueden incluir agentes edulcorantes naturales y artificiales, tales como jarabe de sacarosa, purés de fruta, jarabe de maiz de alto contenido de fructosa, jarabe de maltosa, jarabe de dextrosa y mezclas de los mismos. Será evidente por aquellos expertos en la técnica que muchos agentes edulcorantes también tienen un efecto plastificantes . Los agentes plastificantes y edulcorantes típicamente están presentes en las barras en niveles combinados que varían de aproximadamente 25% a aproximadamente 70% en peso. Se ha descubierto inesperadamente que al utilizar el ingrediente de proteína o fibra alterado de la presente invención, la firmeza prematura de las barras nutricionales se puede reducir gráficamente. Debido a esta reducción en la firmeza, la vida de anaquel aceptable de las barras hechas de acuerdo con la presente invención se puede extender grandemente como es comparado a la vida de anaquel de una barra convencional. En otra modalidad, la reducción en la firmeza permite la inclusión de niveles muy altos de proteína o fibra, o ambas en una barra nutricional, sustancialmente en el incremento en el intervalo de la firmeza como es comparada a una barra nutricional de alto contenido de proteína o de alto contenido de fibra convencional. En los ejemplos mostrados enseguida, una proteína extruída de acuerdo con la presente invención se utilizó para reemplazar algo o todo del ingrediente de proteína en las formulaciones de barras. En estas modalidades, la proteina extruida preferiblemente se muele a un tamaño de partícula promedio de menor que aproximadamente 100 mieras, preferiblemente entre aproximadamente 20-70 mieras y más preferiblemente entre aproximadamente 50-60 mieras. Ejemplo 10: Sistema de Barra Modelo I Un sistema de barra modelo que comprende 30% de proteína, 15% de plastificante y 55% de edulcorante se utilizó para evaluar el perfil de firmeza de las barras que contienen varios niveles del aislado de proteína de soya extruida y molida. El glicerol se utilizó como el agente plastificante, y el jarabe de maíz se utilizó como el edulcorante . La firmeza de las barras se midió con un analizador de textura A.XT, disponible de Textura Technologies, Inc. (Scarsdale, NY) . Una sonda de acero inoxidable hemisférica de 1 cm se utilizó para penetrar cada barra en un punto de penetración de 10 mm, en una proporción de 1.0 mm/segundo. Las barras se almacenaron y las mediciones se tomaron a aproximadamente 25 °C y en una humedad relativa de aproximadamente 25%. La FIG. 10 muestra la firmeza de las barras en la que el ingrediente de proteína comprende 0% de proteína extruida, 30% de proteína extruida, y 50% de proteína extruida, todos los porcentajes se dieron en peso. Como se pude observar, conforme el nivel de la proteína extruida en la barra se incrementa, la barra permanece suave durante un período más largo de tiempo, o es más suave en un punto dado en el tiempo como es comparado a la barra que contienen la proteína no extruida. Ejemplo 11: Barra Recubierta de Chocolate y Caramelo La Tabla 12 muestra las fórmulas de una barra recubierta de chocolate y caramelo echa con el aislado de proteína de soya extruida y no extruida. La FIG. 9 muestra el perfil de firmeza del centro que contiene proteína de la barra (sin el recubrimiento) sobre un período de dos meses. La firmeza se midió de la misma manera como se describe por el ejemplo precedente. Tabla 12 : Formulaciones de la Barra Con y Sin el SPI Extruido 1Cargill Isoclear™ 42, Cargill, Inc., inneapolis. 2Golden Select #2001 La pasta para la barra se preparó al adicionar líquidos al tazón de mezclado y al mezclarlos en un mezclador de vaso Flour Power 9 KitchenAid® en una velocidad baja durante 15 segundos, raspando los lados del tazón y mezclándolos otra vez en una velocidad baja durante 15 segundos. Los ingredientes secos luego se adicionaron al tazón, y la combinación se mezcló en una velocidad baja durante 45 segundos, luego los lados del tazón se rasparon y la mezcla se mezcló por otros 15 segundos a una velocidad baj a . Las barras se conformaron desde la pasta y se aplicó el recubrimiento de chocolate y caramelo. Las barras se almacenaron a 25 °C y a 25% de humedad relativa. Para tomar las mediciones de textura, el recubrimiento se raspó para exponer la pasta, y la sonda se insertó directamente en la pasta que contiene proteína, la cual tuvo un contenido de proteína de aproximadamente 30% en peso (debido a la remoción del recubrimiento de chocolate y caramelo) . Los resultados se muestran en la FIG. 10: Como se observa en la figura, las barras hechas con el ingrediente de proteína extruída de la presente invención demuestran una disminución significante en la firmeza total, y muestran una meseta en al firmeza temprana que el control. Las barras hechas con la proteína no extruída mostraron firmeza inaceptable por 20 días, mientras que las barras hechas con la proteína extruida permanecieron en el intervalo de firmeza de 20-30N aceptable aun a 55 días. Ejemplo 12 : Barras N tricionales con Alto Contenido de Proteina Para demostrar la habilidad para incrementar la cantidad de proteína en un producto que contiene el ingrediente de proteína de la presente invención sustancialmente sin efectos adversos como es comparado a un producto con alto contenido de proteína típico, un producto de control se hizo de acuerdo a la fórmula en la Tabla 12 en lo anterior, y un producto con alto contenido de proteína se hizo conteniendo 40% en peso de proteína (sin el recubrimiento de chocolate y caramelo) que comprende una mezcla de 1:1 del aislado de proteína de soya extruído y el aislado de proteína de soya no extruído de acuerdo con la presente invención. La firmeza se midió como se describe en lo anterior, y los resultados se muestran en la FIG. 11A. Como se puede observar, al utilizar el ingrediente de proteína de la presente invención, una barra nutricional que contiene más que 25% más de proteína que una barra con alto contenido de proteína estándar se puede hacer sin un cambio sustancial en el perfil de firmeza de la barra. Para investigar adicionalmente los efectos del incremento del contenido de proteína extruida de una barra con alto contenido de proteína, una barra se formuló para contener 40% de proteína, 10% de plastificante y 50% de edulcorante. El ingrediente de proteína comprendió ya sea 75% de proteína extruída y molida, o 100% de proteína extruída y molida. La firmeza de estas barras se comparó a una barra de control que contiene 30% de proteína no extruída, 15% de plastificante y 55% de edulcorante. La firmeza de las barras se midió como se describe en lo anterior, y los resultados se muestran en la FIG. 11B. como se observa, conforme el contenido de proteína extruido de una barra con alto contenido de proteína se incrementa a 100%, la pasta de la barra es más suave inicialmente durante el mezclado, y a través del tiempo. Aquellos expertos en la técnica reconocerán que varias combinaciones de la proteína extruída y no extruída que se contemplan por la presente invención darán por resultado el nivel de proteína deseada y perfil de firmeza de un producto alimenticio dado. El uso del ingrediente de proteína extruido de la presente invención permite un nivel de proteína incrementado en las pastas de las barras sustancialmente sin un incremento concomitante en la firmeza a través del tiempo . Ejemplo 13 : Sistema de la Barra Modelo II - Efecto sobre la Firmeza de la Barra de Diversos Tipos y Niveles de Proteina Para investigar adicionalmente los efectos del incremento de la cantidad de la proteina extruida en la formulación de las barras, y para observar la conducta de otras fuentes de proteina de soya, se formuló un modelo de barra que contiene aproximadamente 45% de jarabe de maíz (Cargill Clearsweet® 43/43), 19.5% de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa (Cargill IsoClear® 55) , 25% de ingrediente de proteína y 10.5% de glicerol. La dureza se midió con un analizador ??-23 Texture Technologies con una sonda de acero inoxidable hemisférica de 1.27-cm. La sonda penetra la muestra en 1 mm/min a una profundidad de 10 mm, y luego se retiró en la misma proporción. La muestra se mantiene firmemente para permitir la resistencia del retiro para ser medido para medir la cohesividad de la muestra. Las muestras se almacenan hasta que el análisis a temperatura ambiente (23°C) en contenedores cerrados se equilibre solución de NaBr saturada, en una humedad relativa a temperatura ambiente de aproximadamente 57%. Las siguientes fuentes de proteína se utilizaron en el producto de la barra modelo: los aislados de proteína de soya (>90% de proteína, dsb) , caseinata de sodio (>90% de proteína) y aislado de proteína de suero (>90% de proteína, dsb) . La FIG. 12 muestra los perfiles de firmeza para las barras que contienen cada una de estas proteínas a través del tiempo. Basado en esta información y la información en los otros Ejemplos en la presente, un experto en la técnica podrá combinar fácilmente varias fuentes de proteínas basadas en el contenido de proteína deseado en el producto y en los efectos de varias fuentes de proteínas en la firmeza, para lograr una proporción y nivel de firmeza deseado. Ejemplo 14: Comparación del Aislado de Proteina de Soya Extr ido y Molido al Aislado de Proteina de Soya Comercial (no extruido) en los Productos de Barras Utilizando el protocolo descrito en los Ejemplos previos, los productos de barra fueron formulados conteniendo ya sea el aislado de proteína de soya extruido y molido, o el aislado de proteína de soya no extruido, estándar. Los resultados se muestran en la FIG. 13. Los productos que contienen el aislado de proteína de soya extruido y molido permanecieron fluidos sobre el período de estudio. Los productos que contienen el aislado de proteína de soya no extruido, o por otra parte, alcanzaron un nivel de dureza inaceptable (mayor que 30N) en aproximadamente 3 días. Debido a que un grado de firmeza se desea en la barra y otros productos, el aislado de proteína de soya extruido se mezcló con el aislado de proteína de soya no extruido para optimizar la firmeza en los productos de barras, utilizando el protocolo descrito en el Ejemplo previo . Para una barra que contiene 25% en peso del ingrediente de proteina, 6.25% de la fórmula total fue el aislado de soya extruido y 18.25% de la fórmula total fue el aislado de proteina de soya no extruido. Otra barra se preparó conteniendo 40% del aislado de proteina de soya extruido y molido (con una disminución correspondiente en el nivel del jarabe) para producir una barra con alto contenido de proteina. La FIG. 14 muestra los resultados de variación de los niveles de aislado de proteina soya extruida para lograr una firmeza balanceada deseada por algunos productos de barras. Ambas formulaciones de barras demostraron un nivel y proporción de firmeza aceptable. En algunos casos, la apariencia de la proteina extruida y molida en el producto de barra no fue óptima, de modo que las mezclas adicionales se formularon para incluir el fosfato de monocalcio para mejorar el color. El monocalcio fue ya sea extruido con el aislado de proteina de soya, o se mezcló seco (sin extrusión) con el aislado de proteina de soya. Las siguientes mezclas listadas en la Tabla 13 se prepararon (todos los porcentajes se dieron por ciento en peso de la fórmula de la pasta de la barra) : Tabla 13 : Mezclas de Proteina Ingrediente Mezcla 1 Mezcla 2 Mezcla 3 Mezcla 4 SPI 23 37 6.25 20 Extruido y 2 2 — — Molido con Fosfato de Monocalcio Fosfato de — — 2 — Monocalcio SPI — — 16.75 5 Extruido Además, se analizó un producto de barra que contiene 25% en peso del aislado de proteina de suero. Los resultados se muestran en la FIG. 15. Otra vez, se entenderá por aquellos de habilidad en la técnica que al mezclar las fuentes de proteina extruidas y no extruidas, un perfil de firmeza óptimo para un producto se puede lograr de acuerdo con la presente invención. Ejemplo 15: Barra Nutricional con Alto Contenido de Proteina Para hacer las barras con alto contenido de proteina que contienen más de 25% de proteina en peso, 80% de aperitivos de proteina se produjeron al extruir una mezcla que comprende aproximadamente 90% de aislado de proteina de soya y 10% de harina de arroz, los cuales luego se molieron a un polvo fino. Los pesos diferentes a este material se mezclaron con 16 g de un jarabe que comprende 60% p/p de jarabe de maiz Clearsweet® 43/43, 26% p/p de jarabe de maíz con alto contenido de fructosa Isoclear® 55 y 14% p/p de glicerol anhidro. Las mezclas se colocaron en vasos de plástico, se cubrieron y se almacenaron en 56% de humedad relativa a temperatura ambiente. Después de 23 horas, la dureza de las mezclas se midió como se describe en el Ejemplo 13. Para comparación, una mezcla del aislado de proteina de soya Supro® 670 (un producto que frecuentemente se utiliza en las barras de nutrición y en la extrusión para producir aperitivos de proteina extruidos) y la harina de arroz se preparó la que igualó la composición de proteina de los aperitivos extruidos. Un conjunto de muestras que iguala las concentraciones del SPI extruido y molido se preparó, se almacenó y se probó a lo largo de las muestras extruidas y molidas . Como la Figura 16 ilustra, aun en las concentraciones de SPI más altas, el producto extruido y molido es significantemente más suave que el SPI pulverizado no extruido. Ejemplo 16: Barras con Alto Contenido de Fibra y Proteina La combinación extruida y molida del Ejemplo 9 que comprende 70% de fibra de soya y 30% del aislado de proteina de soya se incorporó en el sistema modelo de barra del Ejemplo 13. Las muestra se 7 a 11 g se pesaron y se mezclaron con 16 g de un jarabe que comprende 60% en peso de Clearsweet® 43/43, 26% en peso de Isoclear® 55, y 14% en peso de glicerol anhidro. Después del mezclado, las pastas modelo se almacenaron 21 horas a temperatura ambiente y 57% de humedad relativa antes de la medición como se describe en el Ejemplo 13. Las muestras comparables se prepararon utilizando los ingredientes secos pulverizados no extruidos que se mezclaron en seco y luego se pesaron. Como los resultados en la Figura 17 muestran, los productos extruidos y molidos formaron pastas suaves mientras que los materiales en bruto pulverizados formaron pastas muy duras. De hecho, la mayoría de las pastas pulverizadas secas no fueron tan cohesivas que no serían pastas funcionales en la fabricación actual. Esta falta de cohesión puede ser debido al exceso de absorción del jarabe tal que no hubo humedad disponible para permitir la pegajosidad y cohesión. Una barra de nutrición de 50 g estándar que contiene 20% de fibra de dieta (10 g) suministraría 40% de la cantidad recomendada de la toma de fibra diaria. Hecha con la tecnología convencional, esta barra sería muy firme para procesar o comer, pero hecha con la tecnología de esta invención sería bastante manufacturable y apetitosa. Ejemplos 17 : Firmeza de las Barras con Alto Contenido de Fibra y Proteina La combinación extruída y molida del Ejemplo 9 que comprende 70% de fibra de soya y 30% de aislado de proteína de soya se incorporó en el sistema modelo de barra del Ejemplo 13. Una segunda combinación de proteina-fibra se preparó al extruir una mezcla que comprende 70% de aislado de proteina de soya y 30% de fibra de avena (Candían Harvest) y moliendo el producto resultante. Ese también se incorporó en el sistema modelo de barra del Ejemplo 13. Las muestras (6.25 g) se pesaron y se mezclaron con 18.75 g de un jarabe que comprende 60% en peso de Clearsweet 43/43, 26% en peso de Isoclear 55, y 14% en peso de glicerol anhidro. Después del mezclado, las pastas modelo se almacenaron a temperatura ambiente y a 56% de humedad relativa antes de la medición como se describe en el Ejemplo 13. Las muestras comparables se prepararon utilizando los ingredientes secos pulverizados no extruídos que se mezclaron secos luego se pesaron antes del mezclado con el jarabe. Como la Figura 18 muestra, las combinaciones pulverizadas del SPI y la fibra fueron firmes extensivamente comparadas a las combinaciones extruídas y molidas. Las combinaciones extruídas y molidas permanecieron fluibles, mientras que las barras que contienen los mismos niveles de nutrientes no extruídos sobre pasaron el nivel de firmeza aceptable en aproximadamente 120 horas después del mezclado (en la Figura 18, las gráficas de los ingredientes extruídos sobre puestos) . También es notable que la firmeza inicial justo después del mezclado de las combinaciones extruídas y molidas fue mucho más suave que las combinaciones pulverizadas. Esto indica que el mezclado seria mucho más fácil que utilice los materiales extruidos y molidos. Aunque la reducción en la firmeza ha sido descrita en lo anterior para los productos de barra, la presente invención comprende el uso de la proteina alterada, fibra, o proteina e ingrediente de fibra de la presente invención en cualquier producto alimenticio con alto contenido de proteina o fibra de humedad baja, tal como, pero no limitado a, galletitas, galletas, aperitivos, refrigerios, aditivos de proteina de pasta, cereales de desayuno y los similares. Aunque las modalidades anteriores han descrito y habilitado completamente la práctica de la presente invención, ellas no se proponen limitar el alcance de la invención, la cual se expone completamente en las reivindicaciones enseguida.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de suministro de nutrientes para un producto alimenticio, caracterizado porque comprende una fuente de proteina extruida y molida.
2. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de proteina extruida y molida se puede adicionar al producto alimenticio sustancialmente sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio.
3. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque la fuente de proteina extruida y molida se puede adicionar al producto alimenticio para proporcionar un nivel de proteina en el producto alimenticio que varia de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 60% en peso sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio .
4. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de proteina extruida y molida tiene un diámetro de partícula promedio de entre aproximadamente 20 mieras y 400 mieras .
5. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la fuente de proteína extruida y molida se selecciona del grupo que comprende de una fuente de proteina de planta, una fuente de proteina animal, una fuente de proteina láctea y una combinación de las mismas.
6. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el producto alimenticio se selecciona del grupo que comprende de un producto de panadería y un producto de barra nutricional.
7. Un sistema de suministro de nutrientes para un producto alimenticio, caracterizado porque comprende una fuente de fibra extruida y molida.
8. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente de fibra comprende una fuente de fibra de planta, seleccionada del grupo que comprende una fuente de fibra soluble y una fuente de fibra insoluble.
9. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente de fibra extruida y molida se puede adicionar al producto alimenticio sustancialmente sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio.
10. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente de fibra extruida y molida se puede adicionar al producto alimenticio para proporcionar un nivel de fibra en el producto que varia de aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 40% en peso sustancialmente sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio .
11. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende una fuente de fibra extruida y molida.
12. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la fuente de fibra extruida y molida se puede adicionar al producto alimenticio sustancialmente sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio.
13. El sistema de suministro de nutrientes de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la fuente de proteina extruida y molida y la fuente de fibra extruida y molida se pueden adicionar al producto alimenticio para proporcionar un nivel de proteina en el producto que varia entre aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 40% en peso, y el nivel de fibra en el producto que varia de entre aproximadamente 10% en peso a aproximadamente 40% en peso, sustancialmente sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio.
14. Un método para proporcionar un nivel alto de un nutriente a un producto alimenticio sin afectar adversamente una propiedad organoléptica del producto alimenticio, caracterizado porque comprende las etapas de: extruir una fuente de proteina a través de un extrusor para modificar una estructura secundaria de la proteina para proporcionar una proteina extruida; moler la proteina extruida para lograr un tamaño de partícula de proteina extruida promedio de entre aproximadamente 20 y 400 mieras, para proporcionar una proteína extruida y molida; y combinar la proteína extruida y molida con otros ingredientes alimenticios para preparar el producto alimenticio.
15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la fuente de proteína se modifica para reducir un nivel de estructura ordenado secundario de la proteína por aproximadamente 45% en la extrusión.
16. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la fuente de proteína extruida tiene una temperatura de transición vitrea que es aproximadamente 50% mayor que una temperatura de transición vitrea de la fuente de proteína.
17. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la fuente de proteína se extruye con una fuente de fibra para proporcionar una mezcla de proteína y fibra extruida.
18. Un método para reducir el colesterol del suero, caracterizado porque comprende preparar un ingrediente extruído al extruir una proteína y opcionalmente una fibra adecuada, moler el ingrediente extruído para hacer un ingrediente extruído y molido e incorporar el ingrediente extruído y molido en un producto alimenticio en una concentración adecuada para reducir el colesterol del suero.
19. Un método para incrementar un índice de saciedad de un producto alimenticio, caracterizado porque comprende preparar un ingrediente al extruir un ingrediente de fibra y opcionalmente una proteína adecuada para hacer un ingrediente extruído, moler el ingrediente extruído para hacer un ingrediente extruído y molido e incorporar el ingrediente extruído y molido en el producto alimenticio.
20. Un método para reducir los triglicéridos del suero, caracterizado porque comprende preparar un ingrediente al extruir un ingrediente de proteína de soya y opcionalmente una fibra adecuada para hacer un ingrediente extruído, moler el ingrediente extruído para hacer un ingrediente extruído y molido e incorporar el ingrediente extruído y molido en el producto alimenticio.