PT101593B

PT101593B - Processo para a preparacao de produto extruidido rico em fibras alimentares e produto obtido por esse processo

Info

Publication number: PT101593B
Application number: PT101593A
Authority: PT
Inventors: Maria Teresa Amaral-Collaco; Maria Alexandra Tadeu Pontes; Florbela Oliveira Carvalheiro; Joao Manuel Silva; Maria Luisa Beirao Da Costa; Jose Empis
Original assignee: Sumate Concentrados E Sumos S
Priority date: 1994-10-20
Filing date: 1994-10-20
Publication date: 1998-04-30
Also published as: PT101593A

Description

DESCRIÇÃO

Processo para a preparação de produto extrudido rico em fibras alimentares e produto obtido por esse processo

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de um novo produto constituído por uma mistura extrudida de a) um componente ou componentes ricos em fibras adequadas para fins alimentares obtido a partir de excedentes ou desperdícios das indústrias alimentares ou das agro-indústrias, modificado por um pré-tratamento que pode incluir moenda e eventualmente lavagem com agentes que melhorem as suas propriedades, com b) um componente ou componentes alimentares amiláceos, caracterizado por incluir um conjunto de operações concatenadas de modo a constituírem uma sequência lógica adequada para a transformação das matérias primas que constituem a mistura, incluindo operações de pré-tratamento de cada um dos componentes, uma operação de mistura e uma operação de extrusão, resultando um produto rico em fibras alimentares e de características vantajosas para a utilização em produtos alimentares e/ou dietéticos. O componente (a) rico em fibras alimentares obtido a partir de excedentes ou desperdícios das indústrias alimentares ou das agro-indústrias pode ser, por exemplo, repiso de tomate ou casca de ervilha, embora outros excedentes ou desperdícios possam ser adequados para a preparação do produto da invenção. Por outro lado, o componente amiláceo (b) pode ser, por exemplo, um derivado de cereais, leguminosas, frutos ou outros vegetais, especialmente castanha e/õu milho' 0 componente amiláceo pode ser também submetido previamente a moenda e eventualmente a outras operações prévias.

A presente invenção refere-se ainda ao novo produto obtido pelo processo da invenção, o qual é constituído por uma mistura extrudida de a) um componente rico em fibras alimentares obtido a partir de excedentes ou desperdícios das indústrias alimentares ou das agro-indústrias, por exemplo repiso de tomate ou casca de ervilha, e b) componentes alimentares amiláceos, como por exemplo um derivado de cereais, leguminosas, frutos ou outros vegetais, especialmente castanha e/ou milho, submetidos ao processo da invenção. 0 produto é rico em fibras alimentares e possui características vantajosas para a utilização em produtos alimentares e/ou dietéticos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO alimentar uma população em crescimento constante, a

Perante o problema da escassez de alimentos para biomassa parece apresentar-se como proteica versus energia alternativa em ou de produtos termos de para a produção indústria química. Portugal, país desperdiça muito das aproveitamento humanas. Da escasso em recursos naturais, alimentares suas potencialidades pela > integrado das suas capacidades actividade agro-industrial e resultam anualmente grandes de origem celulósica subprodutos aproveitados e que na sua maior desperdícios.

que não parte falta de l natqrais e das indústrias quantidades de são eficazmente são considerados

Por exemplo a indústria do tomate é em Portugal uma das indústrias tradicionais com melhores condições para competir com as de outros países. A cultura do tomate existe no Centro e Sul do país e tem uma contribuição importante para o desenvolvimento económico e social destas regiões.

Da indústria de processamento do tomate resultam resíduos essencialmente nos

efluentes líquidos, outro,

Este último tipo de resíduos constitui aquilo a se chama repiso de tomate. Outras indústrias alimentares e

-2agro-alimentares dão origem igualmente a excedentes ou desperdícios ricos em fibras, cuja deposição constitui um grave problema ambiental.

Particularmente no que se refere à indústria de transformação de tomate, Portugal transformou em 90/91 800 000 toneladas de tomate fruto; em 91/92 este valor não excedeu as 700 000 toneladas. Dado que o repiso representa 1,5 a 2 % da matéria prima laborada, pode estimar-se a produção de repiso de tomate nessa campanha entre 10 500 e 14 000 toneladas. Os excedentes e desperdícios de outras indústrias alimentares e agro-indústrias ricos em fibras e adequados para o fim da presente invenção são também produzidos em quantidades muito importantes.

As aplicações de fibras alimentares nas indústrias de panificação, pastelaria e confeitaria são hoje correntes. Até alguns anos atrás procuravam-se fibras inodoras, incolores e insípidas que não alterassem as propriedades organolépticas dos alimentos onde eram incorporadas. Actualmente há uma tendência para se usarem cada vez mais fibras com propriedades organolépticas bem definidas.

Para uma utilização correcta são de extrema importância propriedades como a distribuição de tamanhos das partículas e a capacidade de retenção de água. Um ingrediente fibroso com uma granulometria muito elevada pode levar a um produto com uma textura arenosa, enquanto que se tiver uma granulometria pequena pode perder as suas propriedades fisiológicas.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

O processo da presente invenção caracteriza-se por, a partir de a) um componente ou componentes ricos em fibras adequadas para fins alimentares obtido a partir de excedentes ou desperdícios das indústrias alimentares ou das agro-indústrias, como seja repiso de tomate ou casca de ervilha, e b) um componente ou componentes alimentares ricos em amido, como sejam derivados de cereais, leguminosas, frutos ou outros vegetais, especialmente castanha e/ou milho, se efectuarem em sequência as seguintes operações:

-3Ά - Componente rico em

B - Componente amiláceo fibras

A.l - Pré-tratamento

B.l - Pré-tratamento

2. Mistura

I

3. Extrusáo

A primeira série de operações do processo da invenção consiste no pré-tratamento do componente rico em fibras, por exemplo repiso de tomate. Este pré-tratamento é normalmente constituído por uma pré-lavagem, uma secagem, moenda e eventualmente uma nova lavagem.

A pré-lavagem pode ser efectuada com uma solução de hipoclorito de sódio ou com água seguida de um solvente orgânico ou uma mistura de solventes orgânicos adequados para uso alimentar, como por exemplo etanol e acetona.

A secagem pode ser efectuada em diversos tipos de secadores por meio de técnicas convencionais bem conhecidas dos especialistas. Pode ser usado por exemplo um secador estático, um secador rotativo ou um secador de fluxo de ar ascendente. A secagem é conduzida de preferência de tal modo que a humidade final grau adequado para as atinja um

A moenda é efectuada por meios reduzam as facilmente em escala industrial que a partículas de dimensão se por exemplo um moinho de facas ou de bolas.

por exemplo reprodutíveis material seco (^,Zmm. JPode usarApós secagem e moenda o componente rico em fibras, repiso de tomate, pode ser opcionalmente sujeito a lavagem com agentes que melhorem as suas propriedades. A lavagem conduz à

-4obtenção de um produto mais atractivo do ponto de vista textural, além de que pode ser utilizada como operação de — descoloração. A operação de lavagem pode ser efectuada por exemplo com uma solução de hipoclorito de sódio ou, em alternativa, com solventes orgânicos adequados para uso alimentar ou com água seguida de solventes orgânicos adequados para uso alimentar, por exemplo com água seguida de uma mistura de etanol e acetona.

Paralelamente os componentes alimentares ricos em amido, derivados de cereais, leguminosas, frutos^ ou outros vegetais, são por sua vez submetidos a pré-tratamentos adequados para serem posteriormente misturados com o componente rico em fibras, por exemplo repiso de tomate, já seco, moído e eventualmente lavado conforme descrito.

No caso de o componente a misturar ser castanha, a preparação implica tipicamente uma operação de secagem, descasque e uma moenda.

No caso de se usar milho, a preparação pode constar simplesmente de moenda.

I

Para outros componentes amiláceos as operações prévias de preparação dependem do respectivo estado inicial. De um modo geral pretende-se usar componentes com teores de humidade reduzidos e isentos de matérias estranhas.

A mistura do componente rico em fibras, por exemplo repiso de tomate, seco, moido e eventualmente lavado segundo o esquema apresentado em pormenor, com o componente alimentar amiláceo preparado conforme descrito é efectuada por técnicas de mistura de produtos alimentares conhecidas dos especialistas na matéria.

As proporções de mistura dependem das propriedades dos componentes e do produto que se pretende obter. No caso de o componente rico em fibras ser, por exemplo, repiso de tomate, verificou-se ser vantajoso utilizar de 5 a^Èhl % em peso deste componente para ,95 a 20 % de outros

-5componentes alimentares, nomeadamente de componentes amiláceos.

Estas proporções são apenas ajustadas mediante ensaios

A mistura assim obtida é indicativas e podem ser facilmente simples consoante o fim em vista, em seguida submetida à operação de extrusão.

A extrusão é uma técnica comum nas industrias alimentares e é efectuada por métodos bem conhecidos dos especialistas.

utilizado par substratos alimentar.

A extrusão melhorar , potenciando

Em substratos as propriedades redistribuição das alterações químicas é um tratamento térmico a seco textura e a digestibilidade de utilização como produto ricos funcionais sua em fibras, a extrusão modifica nutricionais mercê duma fibras insolúveis em fibras solúveis, com e fisico-quimicas associadas.

A extrusão pode ser efectuada em extrusoras comerciais, por exemplo extrusoras de parafuso. As condições de extrusão podem ser facilmente fixadas pelos especialistas tendo em atenção o objectivo a atingir. No caso de extrusoras de parafuso, a velocidade do parafuso pode fixar-se entre 5Q e 300 rotações por minuto, sendo preferidas velocidades entre 100 e 250 rpm. A taxa de compressão situa-se normalmente entre 2:1 e 4:1, sendo preferível uma taxa de compressão de 3:1.

Os melhores resultados são obtidos quando a humidade da mistura antes da extrusão se situa ente 8 e 20 % para uma temperatura de extrusão de 150 a 250° C.

O produto obtido é uma mistura extrudida que apresenta em geral uma taxa de expansão de 1,5 a 3 e uma capacidade de retenção da água de 4 a 7 g água/g matéria seca, o que significa um aumento significativo destes valores em relação aos das misturas iniciais.

produto da presente invenção é em consequência constituído por uma mistura extrudida de a) um componente ou componentes ricos em fibras adequadas para fins alimentares -6obtido a partir de excedentes ou desperdícios das industrias alimentares ou das agro-industrias, como seja repiso de tomate ou casca de ervilha, modificados por um pré - tratamento que pode incluir moenda e eventualmente por lavagem com agentes que melhorem as suas propriedades. com b) um componente ou componentes alimentares ricos em amido, como sejam derivados de cereais, leguminosas, frutos ou outros vegetais, especialmente castanha/ e/ou milho, submetidos também previamente a operações de preparação, as quais podem incluir, conforme os casos, secagem, descasque, ou outras, englobando ainda uma operação de moenda, sendo finalmente a referida mistura submetida a extrusão. O produto final obtido é rico em fibras alimentares e possui características vantajosas para a utilização em produtos alimentares e/ou dietéticos.

O produto obtido objecto da presente invenção é mais especificamente um produto vegetal rico em fibras de repiso de tomate, cascas de ervilha ou outras fins alimentares preferência preferência caracterizado por compreender % de fibras a 60 %

adequadas para de o, O / totais, a o preferência fibras solúveis α q a 60 fibras de proteína % de amido, total e sendo a insolúveis de

0_r.

9Ú de o, O f de proporção preferência de entre

1,5:10 a

6:10.

Tendo-se descrito em pormenor a presente invenção, apresentam-se seguidamente exemplos de aplicação com a finalidade de ilustrar melhor a invenção e as suas formas preferenciais de concretização. Deverá no entanto ter-se em conta que as condições particulares referidas na presente memória descritiva e nos exemplos não limitam de algum modo o âmbito da invenção, o qual é definido mais precisamente pelas reivindicações anexas.

EXEMPLOS

EXEMPLO 1

Secagem e moagem de repiso de tomate

Secaram-se 300 g de repiso de tomate num secador Retesch com fluxo de ar ascendente a 4 5°C até uma humidade final de 10 %, Em seguida moeu-se num moinho de facas Fritsch munido de um crivo de 1 mm.

Após as operações de secagem e moenda, o teor em fibras totais do repiso de tomate era superior a 70 %, valor francamente superior ao normalmente encontrado na maioria dos produtos alimentares. O teor de proteína era da ordem de 18 % e o de amido de 9 %. A proporção de fibra no detergente ácido (ADF) era de 67 % e a de fibra em detergente neutro (NDF) de 56 %. A capacidade de retenção de água (CRA) era de 5,5 g água/g de matéria seca e o valor da capacidade de troca catiónica (CTC) era de 0,25 mEq OH-/g. A análise microbiológica deu negativa para a pesquisa de coliformes totais, Streptococcusm fecais e esporos de microorganismos sulfito-redutores, o que vai de acordo com a expectativa de que a secagem do repiso de tomate e o respectivo abaixamento de aw evitam contaminações

EXEMPLO 2

Lavagem do repiso de tomate com solventes orgânicos

100 g de repiso de tomate seco e moido foram postos em contacto com água destilada durante alguns minutos e em seguida filtrou-se sob vácuo. O sólido foi depois lavado com etanol a 95 % (10 % v/p) e acetona (10 % v/p) e filtrado sob as mesmas condições. Por fim o material foi seco em estufa de vácuo a 40 ° C.

Determinaram-se as seguintes quantidades de fibras no produto lavado, em termos percentuais, em peso, em comparação com as do produto de partida:

Produto de partida Produto lavado Fibras solúveis (%) 13,71 12,55

Fibras insolúveis (%) 72,32 67,57 ainda os seguintes valores

O produto lavado apresentava analíticos

Humidade: 4,5%

-8Análise microbiológica: Pesquisa de Coliformes totais.....neg. em 0,5 g

Streptococcus fecais., neg. em 0,5 g

Microrganismos esporulados sulfito-redutores......... neg. em 0,5 g

Análise micológica................neg. em 1 g

Quantidade obtida: 868,0 g

EXEMPLO 3

Preparação de uma mistura extrudida à base de repiso de tomate, sêmola de milho e castanha

Usaram-se como matérias primas repiso de tomate, sêmola de milho e castanha descascada com as caracteristicas químicas apresentadas no Quadro 1.

QUADRO 1

composição (%)	repiso de tomate	milho	castanha

amido	8,7	68,2	59, 8
proteína	17,95	7,75	5, 47
fibras solúveis	13, 93	5, 80	4, 37
fibras insolúveis	59,79	14,23	23,75

Moeram-se em separado cada uma das matérias primas num moinho de facas Fritsch munido de um crivo de 1 mm. Caracterizaram-se em várias fracções utilizando peneiros de diferentes aberturas de malha. Misturaram-se 42,69 g de repiso de tomate com 120 g de sêmola de milho e 137,31 g de polpa de castanha numa bassine. A relação de fibras solúveis para fibras insolúveis da mistura era de 25,11 %. A capacidade de retenção de água era de 2,68 g água/ g m.s..

Adicionou-se água até se obter um teor de água de 11,69 %.

Em seguida fez-se passar numa extrusora Brabender nas seguintes condições de operação: velocidade de alimentação de 50 r.p.m., velocidade de parafuso de 200 r.p.m~?> e tensão de compressão de 3,5:1. A temperatura do parafuso durante e extrusão era de 160,6 °C. ¹ ^r j ,.--¼

Obteve-se um produto extrudido com as seguintes propriedades:

1. Relação entre teor de fibras solúveis e o de fibras insolúveis: 28,57 % —

2. Capacidade de retenção de água: de 5,46 g água/ g m.s.

3. Taxa de expansão: 1,99

- /

EXEMPLO 4

I Preparação de uma mistura extrudida à base de repiso de tomate e sêmola de milho

Procedeu-se como descrito no Exemplo 3 com a diferença de que os componentes utilizados foram exclusivamente 150 g de repiso de tomate e 150 g de sêmola de milho, portanto numa proporção de 1:1. As condições de extrusão foram: velocidade do parafuso: 250 r.p.m.; temperatura do parafuso: 175 °C. 0 produto extrudido apresentava as seguintes propriedades:

1. teor de fibras solúveis: 9,28 % · ). ο; Ί

2. teor de fibras insolúveis: 39,18 %

3. relação entre fibras solúveis e fibras insolúveis: 23,69 %

4. capacidade de retenção de água: 5,47 g água/ g m.s

5. humidade 3,78 %.

EXEMPLO 5

Procedeu-se como descrito no Exemplo 3 com a diferença de que as quantidades de matérias primas usadas foram: 77,31g de repiso de tomate com 120 g de sêmola de milho e 102,69 g de polpa de castanha. A relação de fibras solúveis para fibras insolúveis da mistura era de 25,33 %. A capacidade de retenção de água era de 3,56 g água/ g m.s..

Adicionou-se água até se obter um teor de água de 11,69 %. A temperatura do parafuso durante e extrusão era de 189,4 °C.

Obteve-se um produto extrudido com as seguintes

I propriedades: /

1. Relação entre o teor de fibras solúveis e o de fibras insolúveis: 21,14 %

2. Capacidade de retenção de água: de 4,84 g água/ g m.s.

3. Taxa de expansão: 1,79.

EXEMPLO 6

Procedeu-se como descrito no Exemplo 3 com a diferença de que as quantidades de matérias primas usadas foram: 77,31 g de repiso de tomate com 120 g de sêmola de milho

-11e 137,31 g de polpa de castanha. A relação de fibras solúveis para fibras insolúveis da mistura era de 25,11 %. A capacidade de retenção de água era de 2,68 g água/ g m.s..

Adicionou-se água até se obter um teor de água de 16,31 %. A temperatura do parafuso durante e extrusão era de 189,4 °C.

Obteve-se um produto extrudido com as seguintes propriedades:

1. Relação entre o teor de fibras solúveis e o de fibras insolúveis: 16,14 % - O ) Ô

2. Capacidade de retenção de água: de 4,63 g água/ g m.s.

3. Taxa de expansão: 1,91.

EXEMPLO 7

Procedeu-se como descrito no Exemplo 3 com a diferença^: de que as quantidades de matérias primas usadas foram: 42,69 g de repiso de tomate com 120 g de sêmola de milho e 137,31g de polpa de castanha. A relação de fibras solúveis para fibras insolúveis da mistura era de 25,11 %. A capacidade de retenção de água era de 2,68 g água/ g m.s..

Adicionou-se água até se obter um teor de água de 11,69 %. A temperatura do parafuso durante e extrusão era de 160,6 °C.

Obteve-se um produto extrudido com as seguintes propriedades:

1. Relação entre o teor de fibras solúveis e o de fibras insolúveis: 59, 93 %. (q ⁷

2. Capacidade de retenção de água: de 4,81 g água/ g m.s.

3. Taxa de expansão: 1,82.

Lisboa, 20 de Outubro de 1994

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para a preparação de um produto vegetal extrudido rico em fibras alimentares, caracterizado por compreender os seguintes passos:

a) efectuar um pré-tratamento de um componente rico em fibras de repiso de tomate, cascas de ervilhas ou com outras fibras adequadas para fins alimentares, que compreende as operações de secagem, moenda e lavagem com agentes que melhorem a sua. aptidão tecnológica;

b) misturar o componente pré-tratado com um ou mais componentes alimentares amiláceos;

c) efectuar a extrusão da mistura assim formada.

I
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a fase de lavagem do pré - tratamento se efectuar com hipoclorito de sódio seguida de um solvente orgânico ou uma mistura de solventes orgânicos constituída por etanol, acetona ou outros adequados para a indústria alimentar.
3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por o componente amiláceo ou um dos componentes . amiláceos ser castanha eventualmente sujeita previamente a descasque e moenda.
4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores caracterizado por o componente amiláceo misturado ou um dos componentes amiláceos misturados ser milho ou sêmola de milho eventualmente sujeita previamente a moenda.
5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4 caracterizado por a mistura ser efectuada em proporções de 1% a 99%, preferencialmente de 5% a 80% em peso do componente rico em fibras de repiso de tomate, cascas de ervilhas ou outros adequados para fins alimentares, para

1% a 99%, preferencialmente 45% a 60% de componentes amiláceos.
6. Produto vegetal extrudido rico em fibras de repiso de tomate, cascas de ervilha ou outras adequadas para fins alimentares caracterizado por compreender 10% a 80%, de preferência 20% a 60% de fibras totais, de preferência 3% a 30%, de preferência 7% a 12% de proteína total, 20% a t

90% de preferência 45% a 60% de amido, sendo a proporção em fibras solúveis e insolúveis de preferência de 1,5 : 10 a 6 : 10.