PT89979B

PT89979B - Processo para a preparacao de um emulsionante de amido modificado

Info

Publication number: PT89979B
Application number: PT89979A
Authority: PT
Inventors: Chung-Wai Chiu
Original assignee: Nat Starch Chem Corp
Priority date: 1988-03-11
Filing date: 1989-03-10
Publication date: 1994-05-31
Also published as: DE68929281T2; ATE199092T1; PH27035A; PT89979A; FI891091L; KR920010521B1; NO175262C; NO891039D0; EP0332027A1; DK116589A; EP0332027B1; FI891091A0; ES2155432T3; US4977252A; FI891091A7; NZ228451A; DE68929281D1; DK116589D0; CA1333894C; NO891039L

Description

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um ami do modificado útil numa emulsão estável e duradora e como subs tituinte para a goma arábica em sistemas que necessitem de uma emulsão óleo-em-água estável, especialmente em bebidas que sejam aromatizadas com óleos aromatizantes tais como os óleos de citrinos. A presente invenção refere-se também a um processo para a preparação de amido modificado e de composições químicas, produtos alimentares e bebidas que contenham o amido modi ficado.

Existe uma diversidade de composições químicas úteis como agentes emulsionantes para as industrias alimentar, cosmética, tinturaria, farmacêutica e polimérica, e bem assim no processamento de texteis e de cortumes, operações de flutuação de minérios, perfurações petrolíferas e aspersões

PA

al I <i) ι ή ι agrícolas. Sm muitas destas aplicações, o agente emulsionante funciona também como estabilizador da viscosidade ou da fluidez da fase contínua. Frequentemente, estas aplicações exigem que a emulsão armazenada seja estável durante longos períodos de tempo.

As composições típicas que actuam co mo emulsionantes e como estabilizadores solúveis em água englobam a goma de guar, a goma arábica e outras gomas, amidos, proteínas, diversos polímeros solúveis em água e semelhantes. Ver por exemplo Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 3£. Edição, Wiley-Intersciance, New York, New York, 1979, Vol.

3, pp. 900-910, 918, 923-25; e Vol. 12, pp. 55-6. Em muitas aplicações é preferível a goma arábica devido à sua estabilidade duradoura, particularmente em periodos em que a emulsão armazenada é congelada ou refrigerada.

A goma arábica é um hetero-poli-sac rido substituído de cadeia ramificada caracterizado por uma el vada solubilidade em água, baixa viscosidade e ausência de che ro, cor ou sabor. A goma arábica tem sido utilizada como emulsionante e como estabilizador em alimentos tais como as confecções, xaropes, emulsões em óleo aromatizadas, gelados e bebidas e em tintas, colas, texteis e soluções litográficas.

A goma arábica é uma goma natural que se desenvolve no médio oriente e em África. Dado que a goma arábica é obtida nessas regiões, torna-se muito cara e o seu fornecimento e qualidade são imprevisíveis. Em consequência, a industria vem procurando há muito tempo um substituinte de baixo custo e de estabilidade duradoura para a goma arábica tendo sido sugeridos para essa utilização produtos derivados de amido.

A Patente Norte Americana N⁹ .

661 349 publicada em 1 de Dezembro de 1953 por Caldwell e outros descreve derivados de semi-ester de amido de anidrido de ácido dicarboxílico substituído. Alguns destes derivados propor cionam emulsões estáveis óleo-em^água adequadas para utilização em emulsões para bebidas, emulsões para aromas, e outras aplica ções de emulsões. Ver por exemplo P. Trubiano, Capítulo 9, em Modified Starches: Properties and Uses, CRC Press, Boca Raton, Florida 1936, p. 134-47. Os derivados de amido de octenil-suc cinato de baixa viscosidade e solúveis es água fria tes. sido utilizados com sucesso para substituir a goma arábica em bebidas carbonatadas. Os derivados de octenil-succinato de viscosidade superior têm sido utilizados com sucesso como substituintes da goma arábica em temperos para saladas. Tais derivados de semi-ester de amido de ácido dicarboxílico substituido têm sido também utilizados em vez de goma arábica para encapsular substâncias hidrofóbicas tais como os aromas, vitaminas, perfumes e óleos. Tipicamente prepara-se a encapsulação por secagem por aspersão de uma emulsão óleo-em-água. Alguns destes agentes de encapsular foram modificados para proporcionar uma composição que permite uma libertação gradual ou controlada do óleo ou aroma cativos. Outros podem ser dissolvidos em água em sólidos maiores do que as partes correspondentes em goma arábica podendo ser melhores do que a goma arábica em algumas aplicações.

Os amidos de baixa viscosidade (trans formados) que se utilizam nas emulsões para aromas e bebidas, são normalmente preparados por degradação ácida do amido. Os processos para a preparação de amidos de baixa viscosidade são bem conhecidos. A Patente Norte Americana N²· 4 055 235 publica da em 12 de Julho de 1977 por Richards e outros descreve um méitodo para a degradação de amidos substituídos lipofilicos, o qual utiliza a digestão alfa-amilase como alternativa à degrada ção ácida para a preparação de amidos de baixa viscosidade. Os amidos substituídos lipofilicos são adequados para a encapsulação de aromas e para as emulsões óleo-em-água. Estes métodos de transformação proporcionam produtos de amido que são adequados como emulsionantes e como agentes de encapsulação para óleos utilizados em bebidas. Um dos incovenientes na utilização de produtos conhecidos derivados de amido para substituição da goma arábica consiste no facto de os derivados de amido conhecidos serem menos estáveis durante o armazenamento. Estes derivados de amido apresentam um período de conservação mais curto e uma capacidade de refrigeração e de congelament c/descongelamento inferior à da goma arábica. Por conseguinte, em algumas apli cações tais como as bases de xarope aromatizado utilizadas para a preparação de refrescos e de tipos idênticos de bebidas, estes substitutos derivados de amido não desempenham uma função boa como a goma arábica.

Uma vez q_u.e os fabricantes de bebidas enviam bases de xarope aromatizado aos engarrafadores em diversas localizações geográficas onde as bases de xarope poder permanecer num estado de armazenamento refrigerado durante longos períodos de tempo antes de serem utilizadas na operação de engarrafamento, a emulsão oleosa do aroma deve permanecer está vel durante o perídodo de armazenamento. Além disso, uma vez que as temperaturas de refrigeração podem variar de engarrafador para engarrafador, ou de dia para dia, a emulsão oleosa do aroma deve ser susceptível de suportar variações de temperaturs incluindo ciclos de congelamento/descongelamento.

Admite-se que o problema da estabilidade nas aplicações para bebidas ocorra devido à tendência dos produtos de amido para desgenerescerem, originando que a emulsão de óleo aromático se decomponha sob a acção dos ciclos de temperatura ou durante longos períodos de armazenamento. Nos casos mais graves, o amido pode degenerescer para formar um gel e o óleo aromático pode separar-se completamente da fase aquosa.

A degenerescência dos amidos é essencialmente um processo de cristalização que ocorre quando porções lineares das moléculas de amido se associam umas às outras e formam encadeamentos de ligações de hidrogénio através dos grupos hidroxilo. Quando ocorrer o encadeamento de ligações suficientes, as moléculas associam-se para formar agregados moleculares que apresentam uma reduzida capacidade de hidratação e, por conseguinte, uma menor solubilidade em água. Estes agregados podem precipitar ou, em soluções mais concentradas, poder formar um gel. A tendência para a degenerescência é mais pronunciada em amidos que contenham níveis elevados da molécula de amilose linear. Nos amidos que contenham simultaneamente molécu las lineares (amilose) e ramificadas (amilopectina), ou apenas moléculas ramificadas, a tendência para a degenerescência é menos pronunciada. Há medida que se diminui a temperatura, os ami dos que contenham tanto a amilose como a amilopectina apresentam uma tendência superior para degenerescer.

A degenerescência foi parcialmente

ultrapassada em algumas aplicações fazendo o tratamento químico da molécula do amido para estabilizar o amido interferindo com a associação entre as moléculas de amido, ou porções da mesma molécula, e reduzindo consequentemente a tendência do arai do para perder a sua capacidade e hidratação durante c armazena mento. For exemplo, fazendo reagir o amido com um reagente para introduzir substituintes tais como grupos hidroxi-propilo, fosfato, acetato ou succinato tende a estabilizar a molécula do amido durante o armazenamento. Estas reacções de tratamento podem ser efectuadas sobre amidos que sejam posteriormente modifi cados por reticulação ou degradação para obter amidos para apli cações particulares. Contudo, estes amidos derivados não propor cionam as propriedades de emulsão estável que são típicas da go ma arábica.

Os outros processos conhecidos para limitar a degenerescência do amido a baixas temperaturas não proporcionam também amidos emulsionantes estáveis. Por exemplo, a Patente Norte Americana N². 3 525 672 publicada em 25 de Agos to de 1970 por Wurzburg e outros, descreve o tratamento de um espessante de amido inibido e reticulado, com uma enzima tal co mo beta-amilase para conferir estabilidade ao congelamento/descongelamento aos espessantes de amido para recheios de tortas, pudins e outros alimentos engrossados que são submetidos a armazenamento a baixa temperatura. É sabido que para além do procedimento de inibição descrito, por vezes é vantajoso tratar parcialmente as bases de amido. Os grupos substituintes típicos englobam os grupos ester tais como os grupos acetato, succinato fosfato e sulfato e também os grupos eter.

A Patente Norte Americana N².

426 972 publicada em 31 de Janeiro de 1984 por Wurzburg e outros, descreve um espessante de amido ceroso com uma estabilida de elevada a baixas temperaturas em dispersões aquosas, sendo o referido amido obtido a partir de uma planta seleccionada de um genotipo wxsuj·

Todavia nenhuma destas invenções para superar a degenerescência durante o armazenamento a baixa tempe ratura descreve um produto de amido para a preparação de uma emulsão óleo-em-água duradouramente estável. Por isso continua a existir a necessidade de encontrar um produto que combine as pronriedades de emulsionação com as de estabilidade durante o período de armazenamento, durante os ciclos de refrigeração e de congelamento/descongeuamento e que seja utilizável para substituir a goma arábica.

Em consequência, existe a necessidade de encontrar um amido modificado melhorado que apresente as caracteristicas de emulsionação estáveis da goma arábica. Tal amido modificado é agora proporcionado simultaneamente com um processo para a preparação desse amido modificado.

Também se proporciona agora produtos que contém emulsões baseadas em amidos possuindo boa estabilidade durante o armazenamento, particularmente alimentos e bebi das contendo emulsões de óleo aromático.

A presente invenção proporciona um amido modificado que possui propriedades emulsionantes e cujas emulsões se caracterizam por uma estabilidade melhorada e melhor resistência à oleificação e gelificação durante o armazenamento, constituído por um derivado de amido contendo um grupo hidrofóbico ou simultaneamente um grupo hidrofilico e um grupo hidrofóbico, do qual até 70% em peso é degradado por uma exo-enzima susceptível de clivar as ligações 1,4-alfa-D-glucosídicas a partir das extremidades não redutoras do amido mas incapaz de clivar as ligações 1,6-alfa-D-glucosídicas do amido.

A presente invenção proporciona também um método para a preparação de um amido modificado possuin do propriedades emulsionantes cujas emulsões se caracterizam por uma estabilidade e resistência melhoradas à oleificação e gelificaçõao durante o armazenamento, o qual consiste nos passos seguintes: a) proporcionar um derivado de amido gelatiniza do, caracterizando-se o derivado por cada radical substituinte contendo um grupo hidrofóbico ou simultaneamente um grupo hidrc fílico e um grupo hidrofóbico; e b) degradar até 70% em peso do derivado do amido em maltose com uma exo-enzima susceptível de clivar as ligações 1,4-alfa-D-glucosídicas a partir das extremidades não redutoras do amido mas incapaz de clivar as ligações 1,6-alfa-D-glucosídicas do amido.

tratamento enzimático utilizado

no processo da presente invenção efectua-se sobre amidos apos estes terem sido derivados para conter grupos hidrofóbicos ou grupos que contenham simultaneamente radicais hidrofílicos e hidrofibicos, de modo a possuírem propriedades emulsionantes.

Em alternativa, efectua-se o tratamento enzimático antes de se ter preparado o derivado de amido. Os métodos para a preparação de tais derivados estão descritos na Patente Norte Americana N-. 2 661 34-9 anteriormente referida. 0 derivado de amido preferido é um semi-ester de alquenil succinato de amido, em que o grupo carboxilo pode estar presente na forma de ácido ou de sal carboxilato. Contudo faz-se notar que se pode utilizar qualquer método que proporcione a desejada função hidrofóbica ou uma mistura das funções hidrofóbica e hidrofílica na molécula do amido, e por conseguinte lhe confira propriedades emulsionantes, para preparar o amido modificado agora referido. Os derivados adequados e os métodos para a sua preparação entomiram-se descritos na patente Norte Americana N-. 4 626 288 publicada em 2 de Dezembro de 1986 por Trzasko e outros.

tratamento com uma exo-enzima susceptível de clivar as ligações 1,4-alfa-D-glucodídicas a partir da extremidade não redutora da molécula do amido, mas incapaz de clivar as ligações 1,6-alfa-D-glucosídicas da molécula do amido, é efectuado até que 70% (preferencialmente 55%) em peso do derivado de amido contendo um grupo hidrofóbico ou contendo simultaneamente um grupo hidrofílico e um grupo hidrofóbico hajam sido degradados em maltose.

Para a preparação do amido degradado modificado da presente invenção faz-se uma massa do amido desejado em água em quaisquer proporções necessárias para conseguir a desejada ou calculada concentração enzima/substrato adequada à utilização final. Se desejado pode utilizar-se o amido na forma granular, mas nesse caso a degradação enzimática do amido granular processa-se lentamente. Depois ajusta-se a temperatura e o pH da mistura para os valores óptimos recomendados pelo fabricante ou fornecedor do enzima particular que se pretende uti lizar na preparação do produto de amido.

A enzima deve ser uma exo-enzima sus

ceptível de clivar as ligações 1,4-alfa-D-glucosídicas a partir da extremidade não redatora da molécula do amido, e incapaz de clivar as ligações 1,6-alfa-D—glucosídicas. A beta-amilase, que constitui uma enzima preferida, é uma exo-enzima muito específica que pela sua acção é susceptível de proporcionar um complexo de reacção apenas a partir das extremidades não redutoras da molécula do amido com um grupo maltosido que esteja ligado a um grupo glicose através de uma ligação 1,4-alfa-D-glucosídica. Deste modo, a enzima ataca o amido apenas na extremidade não aldeídica (a extremidade nao redutora) cindindo assim unidades de maltose a partir destes ramos exteriores até se atingir um ponto de ramificação (uma ligação 1,6). Após o tratamento enzimático permanece em cada ponto de ramificação da molécula do amido uma unidade de maltose ou de glicose. Uma vez que esta exoenzima é capaz de cindir as ligações 1,4 da molécula do amido mas não é capaz de cindir as ligações 1,6, o resíduo desse procedimento de degradação é uma estrutura molecular compacta substancialmente livre de ramos exteriores ou contendo apenas ramos exteriores curtos. Portanto este produto está destituido de cadeias exteriores longas que originam a degenerescencia e a sinerese evidentes em dispersões aquosas de amido que tenham sido expostas a longos períodos de armazenamento e/ou a ciclos repetidos de congelamento/descongelamento.

Permite-se que a enzima digira o amido até que 70% (de preferência 55%) em peso do amido hajam sido degradados em maltose, ou até se ter alcançado o ponto final pretendido (isto é, degradação suficiente para proporcionar estabilidade de armazenamento melhorada para uma emulsão particular preparada com o amido). 0 ponto final pode ser determinado por variação na viscosidade, por redução do conteúdo em açúcar ou por qualquer outro método conhecido na especialidade para a medição do nível de degradação enzimática da molécula do amido. Sm alternativa, a degradação enzimática pode prolongar-se até que todas as unidades de maltose disponíveis tenham sido substancialmente removidas da molécula do amido. Normalmente efectuar-se-á a degradação durante períodos que variam entre algumas horas e 24 horas ou mais, dependendo da temperatura, enzima e concentrações do substrato, e ainda de outras variáveis. De8 pois a degradação enzimática termina por meio de calor, adição de produtos químicos, ou por outros métodos conhecidos na especialidade para desactivar uma enzima ou para separar uma enzima do seu substrato.

A composição resultante de amido degradado pode ser seca por aspersão, seca mecanicamente ou recuperada por um processo diferente numa forma adequada para a aplicação pretendida.

Deve subentender-se que a presente invenção engloba qualquer composição emulsionada em que o agente emulsionante seja amido que tenha sido modificado enzimaticamente para melhorar a estabilidade da emulsão durante o armazenamento. Deste modo, pretende-se englobar emulsões constituídas por uma mistura de amido modificado e de gomas ou de outros agentes emulsionantes.

Os amidos modificados da presente invenção podem ser utilizados vantajosamente em qualquer produto em que se tenha utilizado goma arábica como emulsionante, estabilizador ou semelhante, e em qualquer produto em que seja necessário utilizar emulsionantes solúveis em água, de elevado peso molecular, para formar ou estabilizar emulsões. Deste modc é possível utilizá-los em bebidas que sejam aromatizadas com óleos tais como os óleos de laranja ou de limão, em produtos de confeitaria, gelados, outras bebidas e outros produtos alimenta res que necessitem de um emulsionante estável durante o armazenamento. Podem ser utilizados em bebidas daseadas em água e álcool. Também se pode utilizar os amidos para a preparação de óleos aromáticos secos por aspersão destinados a serem reconstituídos com água para proporcionar emulsões aromáticas, e em tintas, texteis e noutras utilizações finais não alimentares.

Os amidos aplicáveis que se podem uti lizar para a preparação do amido degradado por enzima pocem derivar de qualquer fonte vegetal incluindo milho, batata, batata doce, trigo, arroz, sagu, tapioca, milho mole, sorgo e semelhar tes. Também se consideram englobados os produtos de conversão derivados de quaisquer dos amidos anteriores incluindo, por exemplo, amidos fluidificados ou rarefeitos por ebulição preparados por oxidação, preparados por conversão através de alfa-

-amilase, por hidrólise ácida suave ou por dextrinização a quente, e amidos tratados tais como eteres e esteres.

De preferencia o amido será um amido gelatinizado (um amido não granular pre-fervido) e pode ser também um amido fluidificado convertido por degradação ácida suave, ou por métodos de dextrinização a quente que sejam bem conhecidos na especialidade (ver por exemplo, M. W. Rutenberg, Starch and Its líodif ications em Handbook of Water-Soluble Gums and Re sins, R. 1. Davidson, editor, McGraw Hill, Inc.,

New York, New York, 1980, pp. 22-36.). É possível utilizar uma combinação de uma ou de várias destas técnicas de conversão. Tipicamente efectua-se a conversão antes dos tratamentos com o reagente hidrofóbico/hidrofílico (ou simplesmente hidrofóbico) e antes do tratamento beta-amilase. Se desejado é possivel converter o amido por tratamento com uma enzima alfa-amilase para proporcionar um amido fluidificado conforme descrito na Patente Norte Americana N-. 4 035 235. Tipicamente também se efectua a conversão com alfa-amilase antes do tratamento beta-amilase. Quando for desejável um sistema emulsionante de alta viscosidade, não é necessário converter o amido.

I amido pode ser tratado por tratamen to com qualquer reagente que confira propriedades emulsionantes ao amido, o que pode ser efectuado antes ou após o tratamento com beta-amilas. 0 reagente pode conter um radical hidrofóbico ou pode conter um radical hidrofílico. 0 radical hidrofóbico de ve ser um grupo alquilo, alquenilo, aralquilo ou aralquenilo que contenha pelo menos 5 átomos de carbono, e que de preferência contenha entre 5 e 24 átomos de carbono. Conforme se refere no aspecto preferencial a seguir descrito, o radical hidrofílico deve ser proporcionado pelo reagente ou, tal como sucede nou tros aspectos, os grupos hidroxilo do próprio amido servem como radicais hidrofilicos e o reagente apenas proporciona um radical hidrofóbico.

Num aspecto preferencial, trata-se o amido por reacção com um anidrido de ácido dicarboxílico de alquenilo ciclico de acordo com o método descrito na patente Norte Americana N² 2 661 349. Contudo, para a preparação do amido modificado agora reivindicado, é possível utilizar qualquer

h.

processo para tratamento de amido que proporcione a mistura de sejada das funções hidrofóbica e hidrofílica da molécula do amido, proporcionando por isso propriedades emulsionantes está veis. Isto engloba processos não conhecidos na especialidade.

Quando for desejável um emulsionante de baixa viscosidade, o aspecto preferencial reside num deriva do de semi-ester de octenil succinato de um amido que contenha amilopectina, tal como o de milho mole, que tenha sido convertido até um grau de fluidez em água (WF) ou (GPA) próximo de 60. 0 Grau de Fluidez em Agua é um ensaio empírico de viscosidade medida numa escala de 0-90 em que a fluidez é o inverso da viscosidade. Normalmente mede-se o grau de fluidez em água dos amidos utilizando um viscosimetro Thomas Potational Shear Type (fabricado por Arthur H. Thomas Co., philadelphis, PA 19106), por um processo normalizado a 30°C com um óleo padrão possuindo uma viscosidade de 24,73 cps., necessitando o refervi do óleo de 23,12+0,05 segundos para 100 rotações. As medidas exactas e reprodutíveis do grau de fluidez em água obtêm-se de terminando 0 tempo que decorre durante 100 rotações para diferentes níveis de sólidos, dependendo do grau de conversão do amido (à medida que aumenta a conversão, diminui a viscosidade) Num aspecto preferencial, trata-se o amido convertido com pelo menos 0,25)¾ θ de preferencia 3,0)¾ de anidrido de ácido octil-succínico. Se desejado, pode utilizar-se um derivado de octenil-succinat0 de hidroxipropilo.

Para outros produtos é possível utilizar qualquer grau de substituição ou nível de conversão que proporcione as caracteristicas de viscosidade e de emulsificação desejadas. Por exemplo, a Patente Norte Americana N²4 035 235 descreve uma doutrina adequada que consiste num método para a preparação de um derivado lipofilico de amido destinado a ser utilizado como alternativa à goma arábica no processo de encapsular substâncias insolúveis em água, tais como os óleos aromatizantes voláteis e os perfumes.

Num aspecto preferencial, 0 passo seguinte após a preparação do derivado de amido, consiste em gela tinizar 0 amido tratado. 0 processo de gelatinização desdobra as moléculas de amido da estrutura granular, permitindo assim

que a enzima degrade mais fácil e uniformemente os ramos exteriores das moléculas de amido. Depois de se ter gelarinizado uma massa de amido, fez-se o ajustamento dos sólidos da temperatura e do pH da massa para proporcionar uma actividade enzima tica óptima.

Os parâmetros óptimos para a activida de enzimática variarão conforme a enzima utilizada. Deste modo, a velocidade de degradação enzimática depende de factores que englobam o tipo de enzima utilizada, a concentração enzimática, a concentração do substrato, o valor do pH, a temperatura, a presença ou ausência de inibidores e de outros factores. Confor me o tipo de enzima, ou da sua fonte, é possível que seja neces sário ajustar diversos parâmetros para se conseguir uma velocidade de digestão óptima. Em geral, efectua-se a reacção de digestão enzimática preferida com o conteúdo em sólidos mais elevado que seja possível para facilitar a secagem posterior da composição de amido, ao mesmo tempo que se mantêm velocidades de reacção óptimas. Por exemplo, para a bata-amilase da cevada aqui utilizada para proporcionar um emulsionante para aplicações em bebidas, é preferível uma dispersão de amido pre-fervido com um conteúdo em sólidos até cerca de 53/. É possivel uti lizar uma concentração de sólidos superior mas a agitação com um teor em sólidos superior é difícil ou ineficaz e a dispersão de amido é mais difícil de manusear.

Embora o processo da presente invenção seja ilustrado com a utilização de beta-amilase como componente enzimática, faz-se observar que para a preparação do amido modificado é possivel utilizar outras enzimas, tais como exo-alfa-1,4-glucosidase , exo-1,4-alfa-D-glucan malto-tetra-hidrolase, exo-1,4-alfa-D-glucan malto-hexa-hidrolase, ou qualqipr outra exo-enzima que seja selectiva para clivar as ligações 1,4 da molécula do amido a partir das extremidades não redutoras, mas deixando intactas as ligações 1,6.

Uma vez que tais exo-enzimas removem unidades de glicose, maltose ou de sacarido maiores apenas a partir das ramificações exteriores da molécula de amilopectina e não rompem a molécula, o processo de degradação enzimática proporciona moléculas em que as extremidades dos ramos de ca—

deia curta permanecem intactas. Ma amilcpectina as extremidades dos ramos ocorrem em aproximadamente 4 a 5% das unidades de mono-sacarido do molécula. Apóa a degradação enzimática da amilopectina, os ramos exteriores da molécula são encurtados até ao ponto em que a associação com outros ramos seja reduzida ou eliminada, e as restantes extremidades dos ramos 1,6 evitam que os ramos interiores se associem. Deste modo, as moléculas degradadas apresentam resistência melhorada à degenerescência durante o período de armazenamento e durante os ciclos de congelamento/descongelamento. É por esta razão que uma exo-enzima susceptível de clivar as ligações 1,4, mas incapaz de clivar as ligações 1,6 a partir das extremidades não redutoras da molécula do amido, constitui um elemento necessário para a presente invenção.

Embora o processo da presente invenção utilize uma enzima em solução, os processos que utilizam uma enzima imobilizada num suporte sólido sao adequados para serem aqui utilizados.

As concentrações óptimas de enzima e de substrato são determinadas pelo nível da actividade enzimática. Pode exprimir-se a actividade enzimática em Graus de Potência Diastática (DP²) por ml de solução enzimática aquosa.

valor DP² é a quantidade de enzima contida em 0,1 ml de uma solução a 5% da amostra de preparação enzimática que originará uma redução de açucares suficiente para reduzir 5 ml de uma so lução de Pehling quando a amostra for incubada com 100 ml de substrato durante 1 hora a 20°C. 0 processo para a determinação do valor DP² encontra-se publicado em Food Chemicals Codex, Terceira Edição, National Academy Press, Washington, L.C., 1981, p. 484..

É necessário um valor DP° superior a 334 por 100 g de amido, calculado numa base de peso seco, nara degradar soluções de amido gelatinizado contendo até 33/, de sólidos num período de 8 horas sob condições óptimas de temperatura e de pH. É preferível um valor DP² de 840-1110 por 100 g de amido, calculado numa base de peso seco (para um valor de pH de 5,3 e a uma temperatura de 57°c).

A reacção pode desenvolver-se na pre-

sença de tampões para garantir que o pH se encontrará a um nível óptimo durante toda a degradação. São aceitáveis tampões tais como os acetatos, citratos ou sais de outros ácidos fracos. É possível utilizar outros agentes para optimizar a actividade enzimática. pode efectuar-se a reacção para valores de pH compreendidos entre 3-10, estando o intervalo preferido compreendido entre 5 e 7, sendo o valor óptimo 5,7 a 55-óO°C.

A dispersão aquosa de amido deve ser mantida a uma temperatura entre 20-100°C durante a digestão enzimática, sendo preferível o intervalo entre 55-óO°C e sendo a temperatura óptima 57°0. Todavia, se se pretenderem tempos de reacção mais curtos deve utilizar-se um intervalo de temperaturas entre 6O-63°C ou uma concentração enzimática mais elevada. Tal como sucede com outros parâmetros da reacção enzimática, os intervalos de temperatura preferidos e óptimos variarão com as alterações noutros parâmetros tais como a concentração do substrato, valores do pH e com outros factores que afectem a actividade enzimática, podendo ser determinados por um especialista.

Permite-se que a reacção enzimática continue até se atingir o nível de degradação desejado ou até que praticamente toda a maltose disponível tenha sido removida da molécula do amido. Pode medir-se a progressão da reacção enzimática por diversos métodos. Se todos os parâmetros críticos tiverem sido fixados para se conseguir uma composição de amido particular, pode depois permitir-se que a reacção prossiga até um momento pre-detsrminado (isto é, 8 horas no Exemplo 1). 0 momento final também pode ser controlado e definido medindo a concentração de açucares redutores. A maltose produzida pela actividade de 1,4-alfa-D-glucosidase é um açúcar redutor que se pode quantificar por métodos bem conhecidos na especialidade, á possível utilizar outras técnicas tais como o controlo de varia ção de viscosidade ou de alteração do peso molecular para definir o momento final da reacção.

Num aspecto preferencial mede-se o mo mento final da degradação determinando a percentagem de açucares redutores contida no meio da reacção. Cada unidade de malto se contem duas unidades de glicose mas apenas um grupo reduΊ 1 tor que pode ser detectado numa experiencia com açúcar redutor. Deste modo, a percentagem em peso de açucares redutores (calculada para a glicose) é aproximadamente igual à metade da percen tagem em peso de unidades de maltose formadas por degradação d molécula de amido. Se a beta-amilase estiver contaminada com níveis elevados de alfa-amilase, então o meio de reacção pode conter mesmo níveis superiores de grupos redutores e as medições de açúcar redutor devem ser normalizadas para levar em consideração o efeito de tal contaminação sobre a medição da progressão da reacção enzimática. Em alternativa é possível medir a maltose direccamente através de outros tipos de análises conhecidas na especialidade.

grau de degradação do amido que é necessário para melhorar substancialmente a estabilidade a baixa temperatura da composição de amido, está sujeito a variações Estas dependem do tipo de amido utilizado, da presença e da natureza de quaisquer grupos substituintes e do grau de conversão se existir. Sabe-se que uma degradação de amido compreendida en tre 13-55% em peso melhora a estabilidade a baixa temperatura nos espessantes. (Ver a Patente Norte Americana N²· 3 525 672). ;Para as aplicações de emulsificação a baixa visosidade (isto é, amidos convertidos até um valor Wf (ou GPA) entre 40-60) a degradação progride até que 70% em peso do amido tenha sido hidro lizado em maltose, sendo a medição feita pelo teor em açúcar re dutor existente na dispersão de amido.

A quantidade máxima de degradação en zimática em maltose que teoricamente se pode conseguir utilizan do beta-amilase pura e amido não convertido é de 55% em peso de amido. A beta-amilase pura não se encontra directamente disponí vel nos meios comerciais. A beta-amilase que se encontra comercialmente disponível possui pequenas quantidades de alfa-amilase, uma endo-enzima que cliva as ramificações internas do amido aleatoriamente, libertando estas ramificações para a actividade da beta-amilase. A conversão do amido por ácido, por calor ou por oxidação possui um efeito idêntico mas menos pronunciado do que a degradação do amido por beta-amilase. Deste modo, pode conseguir-se uma degradação até 70% em peso do amido utilizando beta-amilase comercialmente disponível que esteja contaminada com pequenas quantidades de alfa-amilase.

Depois de se ter alcançado o grau pretendido de degradação do amido pode desactivar-se a enzima.

A beta-amilase é facilmente desactivada a temperaturas próximas de 1OO°C e por isso a reacção pode ser terminada convenientemente aumentando a temperatura da dispersão de amido até valores próximos de 75°C durante pelo menos 15 minutos.

Um especialista na matéria reconhecerá que a sequência de passos no. processo da presente invenção pode ser efectuada por qualquer ordem não estando limitada ao aspecto preferencial agora descrito. Assim, num segundo aspecto preferencial inverte-se a sequência de modo que o passo de degradação enzimática seja completado antes do passo de tratamento .

A aplicação final exige a purificação da composição de amido, podendo a maltose e as outras impurezas de reacção e sub-produtos serem removidos por diálise, filtração, centrifugação ou por quaisquer outros processos conhecidos na especialidade para isolar e concentrar composiçoes de amido.

Se se pretender uma composição de amido seco para uma aplicação final, a composição de amido pode ser desidratada por qualquer método conhecido na especialidade.

Em aplicações de emulsões aromáticas para bebidas são preferíveis amidos de milho mole convertidos até um grau de fluidez em água entre 4-0-60.

Para os emulsionantes de baixa viscosidade pode utilizar-se a redução da viscosidade durante a reac ção enzimática para a determinação do momento em que se atingiu o nível desejado de desgradação. No Exemplo 1 adiante descrito apresenta-se um método para controlar a viscosidade da solução de reacção. É possível utilizar qualquer dos diversos métodos conhecidos na especialidade de medição de viscosidade. Todavia, a viscosidade pode ser alterada por factores diferentes da acti vidaae enzimática pretendida. Por exemplo, se a beta-amilase contiver grandes quantidades de alfa-amilase, então a redução da viscosidade não pode ser directamente correlacionada com a actividade da beta-amilase. Consequentemente, o nível de contaminação por alfa-amilase deve ser controlado e verificado cuidadosamente se se utilizarem as variações de viscosidade pa ra determinar o nível de degradação enzimática. Se a beta-amilase ou qualquer outra 1,4-alfa-D-glucosidase agora utilizada contiver níveis elevados do contaminante aifa-amilase, então pode purificar-se a beta-amilase antes de utilização, cu pode adicionar-se qualquer inibidor de alfa-amilase à dispersão de reacção.

Os exemplos seguintes ilustrarão mais completamente os aspectos da presente invenção. Nestes exemplos todas as partes e percentagens sao apresentadas numa base de peso seco e todas as temperaturas estão em graus Celsius salvo quando especificado de outro modo. Mede-se a estabilidade em armazenamento a uma baixa temperatura para acelerar a degenerescência e para encurtar o período de ensaio.

EXEMPLO I

Este exemplo ilustra a preparação de um amido modificado da presente invenção para utilização na emulsificação de bebidas aromáticas.

Preparou-se um derivado de octenil-succinato (OSA) de amido de milho mole pelo método descrito no Exemplo 2 da Patente Norte Americana N- 2 661 349 com a excepção de se ter substituído o amido de cereais por milho mole. Adicionalmente fez-se reagir o amido com anidrido de ácido octenil-succínico a 3%, em vez de ser a 0,5% conforme descrito na obra em referência. Ferveu-se em jacto de vapor uma massa aquosa a 28^ de OSA de milho mole a uma temperatura próxima de 149 C (300°F). Seguidamente colocou-se o OSA de milho mole fervido num banho a temperatura constante e manteve-se a 55-6o°C com agitação permanente. Ajustou-se o pH para 5,3 com ácido clorídrico a 3%.

Dividiu-se a dispersão de OSA de milto mole fervido em 4 porções e adicionou-se a cada porção um nível diferente de beta-amilase de cevada (1,4-alfa-D-glucan malto-hi drolase (e.C. 3.2.1.2), obtida em Permco Biochemics, Inc.,

Elk Crove Village, Illinois). As quantidades de enzima adicionada foram de 168, 334, 840 e 1 110 LP2 por 110 g sobre base se ca de OSA de milho mole. Em experiências anteriores havia si17 do determinado que este intervalo relativo da concentração enzimática proporcionaria a desejada degradação do amido em aproximidamente 8 horas. As três porções que continham pelo menos 534 DP- por 100 g de amido atingiram o desejado grau de degradação em 3-8 horas.

Determinou-se o grau de degradação fazendo o controlo da viscosidade da dispersão num funil. Em conformidade fez-se o controlo do nível de contaminação de alfa-amilase presente na beta-amilase da cevada e limita-se a menos do que 0,4 DU/ml de solução enzimática de modo que a viscosidade não seja afectada por esta variável. Uma LU (ou UD) (Unidade de Dextrinização) é a quantidade de alfa-amilase que dextriniza amido solúvel, na presença de um excesso de beta-amilase) ã velocidade de 1 g/hora a 20°G.

Para se medir a viscosidade num funil procedeu-se à pesagem de 38 g de amido transformado (base anidra) para uma proveta de 250 ml graduada (aço inoxidável) contendo um termómetro e ajustou-se o peso total até 200 g com água destilada. Misturou-se a amostra para dissolver quaisquer grânulos e aqueceu-se ou arrefeceu-se até 22°G (72°P). Mediu-ee para o interior de um cilindro graduado uma quantidade de 100 ml da dispersão de amido fervido. Depois verteu-se num funil calibrado enquanto se utilizava um dedo para fechar o orificio. Deixou-se uma pequena quantidade fluir para o interior do recipiente graduado para se remover qualquer ar cativo e voltou a verter-se para o interior do funil toda a porção que estava no recipiente graduado. Utilizando um cronómetro registou-se o tempo necessário para que 100 ml de amostra fluissem através do vertice do funil.

funil era de vidro resistente, normalizado a 58 de paredes espessas, cujo diâmetro superior era de 9-10 cm, sendo o diâmetro interior da aste de 0,381 cm aproximadamente. Procedeu-se à calibração dc funil de modo a permitir que passassem por ele 100 ml de água em 6 segundos, utilizando o procedimento anterior.

Controlando cuidadosamente os parâmetros da experência da viscosidade no funil e limitando a contaminação por alfa-amilase determinou-se a correlação do grau de degradação do amido por beta-amilase com a perda de viscosidade. pez-se a medição dos açucares redutores pelo método de Pehling para confirmar o grau de degradação.

Neste exemplo alcançou-se o momento final da desejada reacção enzimática para um intervalo de vise sidade no funil compreendido entre 5-50 segundos. 0 teor em aç cares redutores destas amostras estava compreendido entre 29-35%. A degradação correspondante do amido, em peso, variou entre 58-70%. Quando se atingiu a viscosidade projectada, desac tivou-se a enzima por injecção de vapor quente na solução de reacção até se atingir uma temperatura de pelo menos 75°G e man teve-se assim durante pelo menos 15 minutos. Seguidamente as porções foram submetidas a secagem por aspersão a uma temperatu ra de entrada de 200-2l0°C e a uma temperatura de saída de 85-9O°C utilizando um bocal normalizado *22 1 1/4 J obtido em Spraying Systems Company. 0 produto de amido seco por aspersão foi crivado através de um filtro de malha *40.

ο I 31

EXEMPLO II

Este exemplo permite ilustrar que as dispersões aquosas do produto preparado no Exemplo 1 são estáveis ao longo de numerosos ciclos de congelamento/descongelamen to e, por extrapolação são estáveis durante períodos de armazenamento prolongados. Este exemplo permite ilustrar também que os amidos da presente invenção degradados por beta-amilase são mais estáveis a baixas temperaturas do que os amidos de controlo que não foram degradados por beta-amilase.

Utilizando os métodos referidos no Exemplo I, degradou-se com beta-amilase OSA de milho mole e OSA de milho mole a 50 WP (ou GPA) degradado por ácido. Em conjunto com um padrão constituído por OSA de milho mole transformado por ácido que se utiliza actualmente nas emulsões aromáticas para bebidas, fez-se a dispersão em água com 20% de sólidos dos amidos degradados por beta-amilase e colocou-se tudo num congelador. Num conjunto de ensaios, as dispersões foram submetidas a 6 ciclos de congelamento/descongelamento, em que a parte do ziclo de congelamento variou entre 1 e 5 dias ao longo de um período de 22 dias. Noutro conjunto de experiências, as dispersões foram submetidas a uma série de 6 ciclos de congelamento/descongelamento, em que a parte do ciclo de congelamento variou entre 1 e 5 dias ao longo de um período de 13 das. Após cada ciclo de congelamento/descongelamento fez-se a determinação das viscosidades com um viscosimetro de Brookfield à temperatura ambiente /cerca de 22°C (72°P)/ com um eixo de *3 a 10 rpms.

A viscosidade do padrão aumentou, for mou-se um floculo visível e depois a viscosidade diminuiu. As viscosidades das amostrar tratadas por enzima apresentaram fraca variação a não ser a variação inerente às leituras do viscosimetro Brookfield para baixa viscosidade. Adicionalmente, o floculo que se formou no padrão após um ciclo de congelamento/descongelamento estava ausente nas amostras tratadas por enzima mesmo decorridos 6 ciclos de congelamento/descongelamento. Assim, as composições de amido degradado por enzima apresentam uma resistência maior à degenerescência durante os ciclos de temperatura e, por extrapolação, durante o armazenamento do que a composição de controlo que se utiliza presentemente para subs tituir a goma aráfica nas bebidas.

EXEMPLO III

Este exemplo permite ilustrar que o amido modificado que tenha sido purificado por remoção da maltose libertada por beta-amilase permanece resistente à degenerescência durante o armazenamento.

Para se remover a maltose submeteu-se a diálise OSA de milho mole degradado por beta-amilase, prepara do pelo método referido no Exemplo 1. Pez-se uma dispersão do amido em água destilada com 15-20% de sólidos e colocou-se num tubo de diálise (obtido em Spectropor Membrane) capaz de reter moléculas com pesos moleculares superiores a 6000 - 8000. pez-se a diálise da dispersão em água destilada até que o dialisato ficou livre de todas as substâncias orgânicas. Seguidamente recolheu-se o amido por precipitação com etanol.

Simultaneamente com a amostra que con tinha maltose preparada no Exemplo 1 refrigerou-se uma amostra livre de maltose a 5-7°C durante um período de 83 dias. Pez-se a remoção periódica das amostras e submeteram-se a análise calo rimétrica de exploração diferencial (DSC) para se determinar o

número mínimo de dias necessário para que haja degenerescência numa amostra. A análise DSC efectuou-se pelo método descrito por A. C. Sliasson em Retrogradation of starec as measured by differential scanning calorimetry, Prog. Biotechnol, 1:93-3 (1985).

A amostra livre de maltose não apresentou degenerescência mesmo após deeorridos 33 dias de armaze namento aob refrigeração. Deste modo, tal como sucede com cs amidos degradados por beta-amilase que contêm maltose, os amidos livres de maltose apresentam uma resistência acrescida â degenerescência ao emulsionante de OSA de milho mole correntemente utilizado (ver o Quadro I). Consequentemente a presença de maltose não é essecnial para melhorar a estabilidade do ami do degradado.

QUADRO I

Ami d o

Derivado OSA de milho mole degradado por beta-amilase

Derivado OSA de milho mole transformado por ácido e degradado por beta-amilase

Ester miristato derivado de milho mole transformado por ácido e degradado por beta-amilase

Derivado OSA de milho mole degradado por beta-amilase e livre de maltose

Número de dias até se detectar por DSC* degenerescência a 50^ em dispersões de amido mais do que 83 dias mais do que 83 dias mais do que 83 dias mais do que 83 dias

QUADRO I (continuação)

Amido

Controlo:

Derivado OSA de milho mole

Controlo:

Derivado OSA de milho mole transformado por alfa-amilse

Controlo:

Derivado OSA de milho mole transformado por ácido

Controlo:

Ester miristato derivado de milho mole transformado por ácido

Numero de dias até se detectar por DSO* degenerescência a 50/ em dispersões de amido dias dias dias menos do que 1 dia * Calorimetro de exploração diferencial

EXEMPLO IV

Este exemplo permite ilustrar que o amido degradado por heta-amilas possui melhor resistência à degenerescência durante o armazenamento.

Procedeu-se à preparação de dispersões aquosas com 50/ de sólidos, com os amidos seguintes:

1) Osa de milho mole degradado por beta-amilase (a partir do Exemplo I anterior).

2) OSA de milho mole transformado por ácido a 50 WE (ou OPA) degradado por beta-amilase (a partir do Exemplo II anterior).

3) Ester miristato de milho transformado por ácido a 50 WE (ou GFA) degradado por beta-amilase, preparado de acordo com o método que se indica a seguir.

4) Padrão ester miristato de milho mole transformado por ácido a 50 WF (ou GPA), preparado de acordo com o método que se indica a seguir.

5) Padrão de OSA de milho mole transformado por alfa-amila se.

6) Padrão OSA de milho mole transformado por ácido.

) Padrão OSA de milho mole.

Podas as amostras degradadas por beta-amilse foram preparadas pelo método indicado no Exemplo I. Todas as amostras de OSA foram preparadas pelo método indicado no Exemplo I. As amostras de eter myristato foram preparadas amassando 200 g de amido de milho mole transformado por ácido a 50 WE (ou GEA) em 300 ml de água, ajustando o pH para 8,0 por adição de NaOH a 3$ e adicionando 20 g de cloreto de N-myristil-N-metil-imidazolio durante 10 a 15 minutos. Manteve-se a reacção durante 2 horas e adicionou-se mais água para facili tar a agitação quando a mistura de reacção ficou espessa. Filtrou-se a mistura de reacção, fez-se nova suspensão com o amido, ajustou-se o pH para 5,5 θ depois filtrou-se, iavou-se com metanol e secou-se. 0 produto de amido continha cerca de 5% ^eapeso de ester myristato.

Simultaneamente com os padrões e com a amostra livre de maltoae do Exemplo III anterior, estas dispersões foram submetidas a armazenamento sob condições de refrigeração a 5-7°C. Fez-se a avaliação periódica das amostras para se determinar a degenerescência pelo método de análise ESC referido no Exemplo III.

Quadro I resume o número de dias necessários para que haja degenerescência em cada composição de amido até ao momento em que esta é detectável por análise

ESC.

Os resultados demonstram que os padrões que não foram tratados com beta-amilase entram em degenerescência rapidamente, ao passo que as amostras tratadas não sofrem degenerescência até a um ponto que seja detectável por análise ESC ao longo dos 83 dias durante os quais se realizou

O *7

o estudo.

EXEMPLO V

Este exemplo permite ilustrar que diversos amidos e derivados de amido apresentarão uma estabilida de duradoura melhorada e em alguns casos uma capacidade aumentada para formar uma emulsão após a degradação por beta-amilase.

Fez-se reagir um grupo de amidos, incluindo tapioca transformada por ácido com uma viscosidade no funil de 33,6 segundos para um teor de sólidos de 19% e a 22°C (72°F), milho com uma fluidez de 40 WF (ou GFA) e um derivado hidroxi-propílico de milho mole transformado por ácido a 84 Y/F (ou G-FA), com anidrido de ácido octenilo-succínico para propor cionar o derivado OSA pelo método indicado no Exemplo I. Prepa rou-se um derivado ester myristato a 5% de milho mole a 50 WF (ou GFA) pelo método indicado no Exemplo IV. Preparou-se uma mistura de eteres de amido de milho mole de cadeia de hidrocar bonetos possuindo entre 16 e 24 átomos de carbono, misturando 100 s de amido com 3 g de cloreto de 3-cloro-2-hidroxi-propil-coco-alquil-dimetil-amónio (Quab 360 ’ obtido em Degussa Co.) para valores de pH entre 11,5-12. Aqueceu-se a mistura de amidos a 40°C, deixou-se reagir durante 16 horas e depois neutralizou-se para pH 5,5-6, lavou-se três vezes com água e secou-se. Submeteu-se este derivado eter de amido a degradação por beta-amilase pelo processo indicado no Exemplo I, (com uma excepção) e secou-se por aspersão. A ex cepção consistiu em terminar a degradação por beta-amilase quando a viscosidade no funil do meio de reacção atingiu a vis cosidade da mistura padrão de eter de amido de milho mole a 50 WF (ou GFA) de cadeia de hidrocarbonetos possuindo entre 16 e 24 átomos de carbono. Preparou-se o eter de amido padrão pelo método anteriormente indicado, cam a excepção do material de partida ter sido amido de milho mole a 50 WF (ou GFA) tratado por ácido.

Todas as outras amostras de cada derivado de amido foram submetidas a degradação enzimática pelo processo indicado no Exemplo I e fez-se a secagem por aspersão.

As amostras dos derivados de amido secas por aspersão (20 g) foram misturadas com 180 g de água destilada. Agitou-se esta dispersão num misturador Waring a baixa velocidade com uma regulação de potência de 25-30 durante 2 minutos. Adicionou-se uma mistura de óleo cítrico (80 g) no centro do remoinho a baixa velocidade. A mistura de óleo cítrico era uma combinação de 12 partes de óleo de laranja obtido em Pritzche-Dodge-Olcott e de 3,4 partes Ester Gum *3 BE obtido em Hercules Company. Pez-se a emulsão da dispersão de amido e do óleo durante 2 minutos a elevada velocidade num misturador Waring. As emulsões resultantes foram colocadas num recipiente de vidro, tapou-se, colocou-se num congelador e periodicamente removeu-se e aqueceu-se até â temperatura ambiente.

A avaliação consistiu em examinar visualmente a emulsificação para verificar a separação, oleificaçao e gelificação. Todas as amostras, com a excepção das que não formam emulsões estáveis à temperatura ambiente, foram também avaliadas após o período de refrigeração.

padrão OSA de amido de trigo transformado por ácido a 40 WP (ou GPA) gelificou à temperatura ambiente e não formou uma emulsão. 0 padrão hidroxi-propilico de milho mole transformado por ácido a 84 WP (ou GFA) e o padrão ester myristato de milho mole transformado por ácido a 50 WF (ou GPA) proporcionou elulsões que se separaram imediatamente à temperatura ambiente. De modo idêntico, o padrão tapioca trans formada por ácido não proporcionou uma emulsão. 0 padrão eter de milho mole transformado por ácido a 50 WF (ou GPA) proporcionou uma emulsão fraca que apresentou um aspecto cremoso amarelo ténue à temperatura ambiente e oleificou após refrigeração durante um dia.

Em contraste, o OSA de amido de trigo transformado por ácido a 40 WP (ou GPA) degradado por beta-amilase formou uma emulsão que apenas se separou após dois ciclos de congelamento/descongelamento e o OSA de amido de tapioca transformado por ácido degradado por beta-amilase formou uma emulsão que se separou ao fim de um ciclo de congelamento/desoongelamento. 0 OSA hidroxi-propilico degradado por beta-amilaee manteve-se estável durante 7 ciclos de congelamento/descon

gelamento. 0 ester myristato de milho mole a 5% degradado por beta-amilase formou uma emulsão que se manteve estável durante o único ciclo de congelamento/descongelamento testado e após 3 semanas de armazenamento a frio. 0 eter de milho mole degradado por beta-amilase formou uma emulsão que se manteve estável à temperatura ambiente e permaneceu estável decorridos dois cic los de congelamento/descongelamento ao longo de um período de doze dias. Todas as outras amostras tratadas com beta-amilase formaram emulsões que se mantiveram estáveis após 6 meses de armazenamento a frio. Em todas as situações, as amostras aegra dadas por beta-amilase apresentaram melhor comportamento do que os padrões respectivos.

Os resultados demonstram que a degradação de OSA de amidos por beta-amilase, tal como no caso dos derivados de milho mole, trigo e tapioca, melhora a estabilidade durante o armazenamento das emulsões óleo-em-água que se foi mam com estes amidos. Os resultados são idênticos independentemente do facto de o amido ser tratado com um substituinte hidrc fébico/hidrofílico tal como OSA, ou com um substituinte simples mente hidrofóbico, tal como o myristato. Além disso os resultados permitem ilustrar que no caso em que a aplicação particulai exiga um derivado tal como OSA de milho mole hidroxi-propilico, a degradação enzimática de tal derivado proporcionará uma emulsão óleo-em-água estável a baixa temperatura.

EXEMPLO VI

Este exemplo permite ilustrar que o amido modificado agora referido é tão resistente às alterações durante o armazenamento como a goma arábica e mais resistente do que um emulsionante de base amido que é actualmente utilizado para emulsionar óleos aromáticos nas bebidas.

Os derivados de OSA de milho mole degradados por enzima e os derivados de OSA de milho mole transformado por ácido a 50 WP (ou GFA) foram preparados pelos métodos indicados no Exemplo I. Estas composições e padrões de amido que englobam goma arábica e um OSA de milho mole transformado por ácido que se utilizam correntemente em emulsões oleosas aromáticas para bebidas foram emulsionadas pelo método descrito no Exemplo V.

Estas emulsões foram armazenadas sob condições de refrigeração durante 3 meses, procedeu-se à medição das viscosidades Erookfield no momento inicial e decorridos 3 meses pelo método referido no Exemplo II, com a excepção de se ter utilizado ura veio de *5 para as viscosidades entre 1 000 - 5 000 cps. A observação visual das amostras degradadas por enzima decorridos e meses sob condições de refrigeração demonstrou boa estabilidade da emulsão. As medições de viscosidade eatão resumidas no Quadro II.

QUADRO II

Variações de viscosidade em emulsões oleosas aromáticas após refri geração durante 3 meses

Emulsionante

Derivado OSA de milho mole transformado por ácido e degradado por beta-amilase

Derivado Osa de milho mole degradado por beta-amilase

Derivado OSA de milho mole degradado por beta-amilase

Controlo: Derivado OSA de milho mole transformado por ácido

Controlo: Goma arábica

Viscosidade inicial (cps)

1256

Viscosidade decor ridos 3 meses (cps)

1576

1520

1864

160

112

160

136

1880

108

Os resultados demonstram que as emulsões preparadas a partir de composições de amido degradado

por beta-amilase são tão resistentes como as emulsões de goma arábica às variações de viscosidade, gelíficação e oleificação durante a armazenagem.

Deste modo, nas dispersões e nas emul sões aquosas, os amidos modificados agora reivindicados apresentam uma resistência aumentada à degenerescência e uma estabi lidade aumentada durante o período de armazenamento, manifestamente superiores à dos emulsionantes de amido actualmente conhe eidos.

EXEivIPLO VII

Este exemplo permite ilustrar que um amido modificado da presente invenção pode ser preparado invertendo a sequência de passos indicados no Exemplo I.

Preparou-se uma massa aquosa de amide de milho mole contendo 28% de sólidos, ajustou-se o pH para 6,0 - 6,3 por adição de NaOH a 3%, e ferveu-se a massa em jacte de vapor a uma temperatura próxima de 149°C (300°P). Colocou-se o amido fervido em banho de água a temperatura constante manter do-se a 55 - 60°C com agitação permanente. Adicionou-se ao amido fervido a beta beta-amilase de cevada utilizada no Exemplo

I 2 ιcom uma concentração de 1 650 DP por 100 g de amido em base se ca. A porção de beta-amilase utilizada neste exemplo continha 0,9 UD/ml de actividade de alfa-amilase. Efectuou-se o controlo do grau de degradação pelo procedimento da viscosidade em funil referido no Exemplo I.

Quando o amido atingiu uma viscosidade no funil de 30 segundos, desactivou-se a enzima adicionando HGL a 10% para diminuir o pH para 3,5 - 4,0 e manteve-se o amido com estes valores de pH durante 30 - 60 minutos. Após a desactivação ajustou-se o pH para 7,0 por adição de NaOH a 3%.

Preparou-se o derivado OSA misturando muito bem 3 g de anidrido de ácido octenil-succínico por 100 g de amido, com base em peso seco, com a dispersão de amido neutralizada e desramifiçada. Permitiu-se que a reacção se mantivesse à temperatura ambiente com uma boa agitação durante 4 horas .

Secou-se por aspersão uma porção des- 90 ta dispersão de amido pelo método referido no exemplo I.

Procedeu-se à preparação de emulsões oleosas de aroma de laranja conforme indicado no Exemplo V a partir de amido de controlo que se encontra comercialmente disponível para utilização como emulsionante (um derivado de OSA de milho mole transformado por ácido) e a partir das amostras secas por aspersão e das amostras das dispersões aquosas dc ami do desramifiçado. As emulsões foram submetidas a 8 ciclos de congelamento/descongelamento pelo menos, variando entre 1 e lo dias a siua duração, fazendo-se a avaliação tal como no Exemplo V.

amido de controlo formou uma emulsão que se cobriu com uma camada densa de óleo de aroma de laranja ao fim de um ciclo de congelamento/descongelamento. Em contraste, os amidos desramifiçados formaram emulsões que se apresentaram estáveis ao longo de pelo menos de 5 ciclos de con gelamento/desccngelamento. A amostra de amido seca por aspersão apresentou-se estável ao longo de 8 ciclos. A amostra da disper são aquosa de amido apresentou uma fina camada de óleo de aroma de laranja cujo inicio ocorreu no sexto ciclo.

Deste modo, as emulsões que utilizam os amidos modificados da presente invenção, as quais tenham sido preparadas por degradação enzimática do amido, quer antes quer após a preparação do derivado de amido, apresentam uma resistência melhorada à degenerescência e uma estabilidade melhorada durante os períodos de armazenamento relativamente às emul sões que utilizam um dos emulsionantes de amido comerciais.

Claims

REIVINDICAÇÕES

- lã Processo para a preparação de um ami do modificado com propriedades de emulsão de estabilidade melhorada e resistência a tornar-se oleoso e gelificar-se durante a armazenagem, caracterizado por:

a) proporcionar-se um derivado de amido gelatinizado, contendo, cada radical substituinte do referido derivado, um grupo hi drofóbico ou um grupo hidrofílico e um grupo hidrofóbico; e

b) transformar-se até 70% em peso, do derivado de amido em mal tose com um exo-enzima susceptível de clivar as ligações

1,4-alfa-D-glucosídicos dos terminais não redutores do amido, mas incapaz de clivar as ligações 1,6-alfa-D-glucosídicas do amido.

_ ₂ã Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o amido ser um amido de milho ceroso, para o amido ser ácido ou convertido pelo calor, ou convertido por alfa-amilase numa fluidez em água (WP) de até cerca de 60 antes do tratamento com um exo-enzima susceptível de clivar das ligações 1,4-alfa-D-glucosídicas dos terminais não redutores do amido mas incapaz de clivar as ligações 1,6-alfa-D-glucosídicas do amido e por o amido ter sido tratado com pelo menos 0,25% de anidrido de ácido octenil-succínicc numa base de peso de amido seco.

- 5s _

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o enzima ser beta-amilase e o tra—
3Π tamento com enzima se efectuar numa dispersão aquosa contendo até 330 de sólidos para uma concentração de enzima de 354-1,110 graus de potência diastática por 100 g de amido numa base de pe so seco, e para um pH compreendido entre 3 e 10 e uma temperatu ra compreendida entre 20 e 75°C.

- 4ã _

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o derivado de amido conter um grupo hidrofóbico, o qual inclui um grupo alquilo, alquenilo, aralqui lo ou aralquenilo contendo pelo menos cinco átomos de carbono.

- 5§ Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o derivado de amido contendo um grupo hidrofílico e um grupo hidrofóbico conter um radical substituin te com a fórmula seguinte

COOH

I

Amido-OOC-R-R’ em que R é um radical de uma classe de radicais de dimetileno e trimetileno e R' é o grupo hidrofóbico substituinte que inclui um grupo alquilo, alquenilo, aralquilo ou aralquenilo contendo pelo menos cicno átomos de carbono, e em que o radical carboxilo COOH é o grupo hidrofílico.

— 6 & Processo para a preparação de um amido modificado com propriedades de emulsão de estabilidade melhe rada e resistência a tornar-se oleoso e gelificar-se durante a armazenagem, caracterizado por:

a) transformar-se até 70% em peso de amido gelatinizado em maltoso com um exo-enzima susceptível de clivar as ligações

1,4-alfa-D-glucosídicos dos terminais não redutores do amido mas incapaz de clivar as ligações 1,6-Alfa-D-glucosídicas do amido e b) fazer-se reagir o amido tratado enzimaticamente com um reagente para proporcionar um derivado de amido contendo um grupo hidrofóbico ou um grupo hidrofílico e um grupo hidrofóbico.

- 7a Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por 0 amido ser um amido de milho ceroso; por 0 amido ser ácido ou convertido por calor, ou convertido por alfa-amilase numa fluidez em água (WF) até cerca de 60 antes do tratamento com um exo-enzima susceptível de clivar as ligações 1,4-alfa-D-flucosídicas dos terminais não redutores do amido mas incapaz de clivar as ligações 1,6-aifa-D-glucosídicas do amido; por o amido ser tratado com pelo menos 0,25% de anidrido do ácido octenil-succínico numa base de peso de amido seco.

- 8* Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o enzima ser beta-amilase e por 0 tratamento com enzima se efectuar numa dispersão aquosa contendo até 35/é de sólidos e uma concentração de enzimas compreendida entre 334 e 1100 graus de potência diastática por 100 g de amido numa base de peso seco e a um pH compreendido entre 3 e 10 e a uma temperatura compreendida entre 20 e 75°C.

- Z? - 9ã Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o derivado de amido conter um grupo hidrofóbico, o qual inclui um grupo alquilo, alquenilo, aralquilo ou aralquenilo contendo pelo menos cinco átomos de carbo no .

- 104 Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o derivado de amido contendo um grupo hidrofilico e um grupo hidrofóbico conter um radical substituinte com a fórmula seguinte:

COOH

I

Amido-OOG-R-R' em que R é um radical da classe de radicais de dimetiieno e trimetileno e R' é o grupo hidrofóbico substituinte que inclui um grupo alquilo, alquenilo, aralquilo ou aralquenilo contendo pelo menos cinco átomos de carbono, e em que o radical carboxi lo COOH é o grupo hidrofilico.

A requerente declara que os primeiros pedidos desta patente foram apresentados nos Estados Unidos da América em 11 de Março de 1983 e em 13 de Agosto de 1988, sob os números de série 167,051 e 254,070, respectivamen te o

Lisboa, 10 de Março de 1989