PT91497B

PT91497B - Processo para a remocao de esterois e/ou lipidos de alimentos e de producao de um produto de carne reconstituido

Info

Publication number: PT91497B
Application number: PT91497A
Authority: PT
Inventors: Owen John Catchpole; Ross Stuart Nicol
Original assignee: Corran Norman Stuart Mclachlan
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1995-05-04
Also published as: EP0356165B1; NO893284D0; FI893873A; AU4003889A; HUT54472A; DK403989D0; DE68910229T2; PT91497A; FI893873A0; EP0356165A1; DE68910229D1; ATE96284T1; AU635713B2; NO893284L; DK403989A; JPH02167035A

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

Arte Anterior

Têm sido usados fluídos sob alta pressão (especialmen te fluídos supercr it icos ) , fisiologicamente aceitáveis, como solventes para extrair materiais naturais para aplicação em alimentos e drogas. A extracçSo com fluídos a alta pressão como o dióxido de carbono oferece vantagens em relação à extracção convencional por solventes, especialmente quando apli. cada a alimentos pois que o dioxido de carbono não é tóxico, nâo polui, não é inflamável e apresenta propriedades bacteriostáticas. São fluídos de alta pressão adequados para extracçã o:

co₂, n₂c, cf₃ci, cf₂ci₂, ch₂cf₂, sf₆, chf₃, chf₂ci,

CF_OC1, CF_CH_, C-.F_O, etano, etileno ou suas misturas e outros J 2 2 J o gases sem inconvenientes sob o ponto de vista de saúde, e que serão sub ou supercríticos em zonas de temperatura e pressão adequadas ao processamento de alimentos.

CO₂ liquido e mais em especial o C0₂ supercritico têm sido usados para extrair cafeína do café e saborizantes do chá, chicória, essências de frutos, ervas e condimentos. Objectivo

É objectivo do presente invento apresentar um processo melhorado para a remoção de lipidos dos alimentos.

Sumário do Invento

Num dos aspectos o invento apresenta um processo para a remoção de esteróis e/ou lipidos de alimentos, processo que inclui:

(a) secar o alimento para retirar toda ou praticamente toda a água livre mas não toda a água ligada para se obter um produto de humidade intermédia e (b) retirar parte dos esteróis e/ou lipidos do alimento, usando um gás sub ou supercritico, fisiológicamente aceitá

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-3ve 1.

Processando, como no passo (b), um produto de humidade intermédia, o produto resultante-, de baixo teor de gordura, pode ser reconstituído com gordura e água para se obter um produto de sabor melhorado e que possa também ser de baixo teor de colesterol.

Num outro aspecto do invento, apresenta-se um produto de carne reconstituído, obtido pelo processo dos parágrafos anteriores.

Assim, este processo permite a obtenção de produtos de carne reconstituídos, p. ex. carne apropriada para hamburgers. Descobriu-se que- o produto reconstituído apresentava uma textu ra aceitável e um sabor melhorado.

De preferência o gas sub ou supercrit ico, fisiologicamente aceitável, é o CC^ supercrit ico.

O teor de humidade é reduzido até menos de 60% p/p e po dem ser usadas muitas técnicas diferentes de remoção de húmida, de. Prefere-se que o alimento seja seco até um teor de humidade da ordem dos 25-60% p/p. Quando se adopta a liofilizaçffo de flocos de alimentos, o teor de humidade é reduzido até 30-55% p/p e, com maior preferência, até 30-40% p/p.

O produto alimentar, pelo menos parcialmente seco, de baixo teor em lipidos (e portanto de baixo colesterol) pode ser armazenado ou transportado sob essa forma para poupar peso Normalmente será reconstituído numa forma aceitável para o con sumidor .

Opcionalmente o colesterol pode ser separado da gordura componente e parte da gordura assim isenta de colesterol pode ser adicionada de novo à proteína antes ou durante a reconstituição do alimento.

Num outro arranjo, a carne reconstituída pode ser a mis tura de carne-, com gordura parcialmente processada, e carne ma. gra fresca, para manter a cor natural da carne. Por este processo e possível remover, digamos-, aproximadamente 80% do co69 823

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-4á lesterol da carne gorda e depois misture-la com carne magra fresca, para se obter uma redução global, em colesterol, de 50%.

O que acima se referiu da uma descrição genérica do presente invento, do qual se descreverá agora uma forma preferida, a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

Figura 1: é cesso para remover um fluxograma que mostra componentes lipídio os de um primeiro proc ar ne ;

Figura 2: e um fluxograma que mostra um segundo proces so para remover componentes lipidicos da carne, com a opção de separar o colesterol da gordura e juntar de novo alguma gordura, livre de colesterol, à carne durante a reconstituição;

Figura 3: é um gráfico que mostra os resultados de vários experiências e que foi desenhado para mostrar a relaçSo entre o teor de humidade e a percentagem de remoção de gordura ;

Figura 4: é um gráfico que mostra os resultados de várias experiências e que foi desenhado para mostrar a relação entre o teor de humidade e a percentagem de remoção do colesterol ;

Figura 5: é um fluxograma que mostra um terceiro proces so para remover o colesterol da carne;

Figura 6: é um gráfico que mostra a relação da temperatura de extracçâfo com a remoção de lípidos;

Figura 7: é um gráfico que mostra a relaçao entre a pre sâb de extracçao e a remoção de lípidos.

Produtos Cárneos

Os processos preferidos descritos referem-se a produtos cárneos e em particular à obtenção de um produto cárneo de humidade intermédia ou de um produto cárneo reconstituído adequa do para hamburgers.

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-5Descobriu-se que a redução do teor de humidaae da car ne até um nível tal que a égua livre seja removida tem como resultado tornar possível que o CO^ supercrítico penetre e remova virtualmente todos os lípidos intra-musculares e a maior parte do colesterol.

As informações publicadas acerca desse teor de humidade, estimado de vários modos, referem de 39-40% até 26%, variando o valor exacto tanto com o tipo de desenvolvimento como também de espécie para espécie, e assim, por exemplo, as aves de criação têm um valor diferente do valor médio da carne de vaca. Os nossos resultados comparam-se mais com os mais elevados.

Nestas condições a carne extraída com gordura readicio nada retém a sua textura e apresenta geralmente um sabor melho rado, com uma mínima mas aceitável mudança de cor, e maior capacidade de ligaçêo à água. Pode-se deixar reaparecer a cor, na presença de oxigénio (isto é, quando se retira o CO^).

A prova de sabor do produto cárneo reconstituído revelou que o processo pode ser usado para alterar o forte sabor da carne de boi alimentado a erva, para um sabor brando, próximo do da carne de boi alimentado a cereais ou, nalguns casos, semelhante â da vitela. O processo pode também ser usado para alterar o sabor a carneiro de modo a que, p. ex., o sabor repreensível para certos grupos étnicos seja removido ou modif içado.

Descobriu-se que o contacto com CO^ supercrítico nestas condições provoca uma inesperada e espetacular redução do núme

5 ^— ro de bactérias, desde 10 -10 unidades/g até níveis indetectá veis. A carne submetida a este tratamento manteve a sua cor e textura durante pelo menos quatro meses a 5⁵C. Se tal for neces sário, essa gordura, isenta de bactérias após separação do colesterol e deposição do fluido supercrítico, pode ser retirada ou devolvida a carne extraida.

O colesterol pode ser retirado do liquido supercrítico fazendo-o passar através de um leito de um adsorvente adequado

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-6São conhecidos adsorventes que podem remover selectivamente o colesterol das gorduras. Contudo, de acordo com este inven to, apresenta-se uma classe de adsorventes que removem uma percentagem mais elevada do colesterol. Estes adsorventes sâo escolhidos no grupo constituído por compostos de metais alcalinos, alcalino-terrosos, de transição (incluindo o zinco) e por substâncias orgânicas p. ex. carbo-hidratos como a Ç)-ciclodextrina. Usando estes adsorventes, o processo de extracção pode ser realizado como um processo de reciclagem, a pres são constante.

Nesta última opção pode ser vantajoso, especialmente no campo económico, reduzir a pressão do sistema de extracção até 100-150 bar, de preferência 120-150 bar. Nestas condições o grau de extracção de lípidos é substancialmente reduzido em comparação com o do colesterol.

O uso de solvente supercrítico por este processo permj. te a substituição de algumas substâncias de baixo peso molecu lar que se sabe produzirem, quando cozinhadas, odores repreen siveis para alguns grupos- étnicos, como no caso do cordeiro ou do carneiro. Eí também possível introduzir outros compostos odoríferos p. ex. juntando esses compostos a um material adsor vente que é então eluido pela corrente de fluido supercrítico antes de contactar a carne.

Se necessário, o teor de gordura da carne extraída pode ser reduzido até qualquer valor intermédio pretendido, por com binação dos passos de separação acima referidos.

Como passo final, se necessário, o CO^ residual presente na carne e na gordura pode ser removido pelo vácuo ou por arrastamento com um gás inerte como o azoto, se necessário. Remoção do Colesrerol e da Gordura Animal

Na patente japonesa N^e, 59-135847 (da QP Corp,) descreve-se um processo para remover o colesterol dos alimentos. Tal especificação afirma que o alimento necessita ser seco até 15%, ou menos, de água e de preferência 2-8% para se alcançar uma

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Λ·**»··

-7elevada remoção de colesterol. Uma vantagem reivindicada do processo é serem removidas quantidades significativamente mais pequenas de gorduras e óleos do que nos processos tradicionais de extracção por solventes.

Na presente aplicação foi portanto surpreendente descobrir que os lípidos poderiam ser virtual e completamente removidos, reduzindo o teor de humidade até apenas 30-40% e que, nestas condições, se poderia extrair de carne magra ate 80% de colesterol. A presente extraeçâfo de colesterol seria significa tivamente mais elevada enr carnes de maior teor de gordura. Tam bém descobrimos que o nivel de agua tem um significado particu lar nas características estruturais da carne, como abaixo se descreve .

O significado económico da referida descoberta é apreciável pois que a redução de teores de humidade até 30-40% ecige cerca de 1/3 a 1/5 do tempo para reduzir os teores de hu midade, nos mesmos produtos, até 2-8% como é exigido pela QP Corp . Tem também eteito significativo sobre outras caracteris ticas da carne, como abaixo se indica.

Os defeitos nocivos da carne liofilizada estão bem doeu mentadas:

Freeze-drying and Advanced food technologies

S .A. Goldblith, L. Rey e W.W. Rothmayr edo Academic Press New York, 1975

Chapter 18 Freeze-drying of sliced beef; N. Bengtsson

Aos baixos niveis de humidaae referidos na patente da QP Corp. a secagem tem os seguintes efeitos:

1) há alterações na estrutura da proteína e redução na capacidade de ligação à água

2) ocorre escurecimento não-enz ima tico durante a armaze nagemr

3) ocorrem alterações de oxidação na gordura, na prote_i na e nos pigmentos da carne

Estas alterações conduzem a um sabor a madeira·* nos produtos re-hidratados (Penny et al, Jn. Sei. Fd. Agric 1963

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-8Vol. 14, pág. 535) e o produto re-hidratado é geralmente mais coriáceo e seco, ainda que o significado relativo destes efe_i tos dependa tanto do método de re -hidrata çSo como do subsequente processo de cozinhar. Outros detalhes de problemas ine rentes à carne liofilizada estão indicados em:

Processed Meats 2nd Edition AVI Publishing, Connecticut, A.M. Pearson e F .E . Tauben

O teor de água é um factor importante que afecta a velocidade de oxidação dos lipidos. Teores de água muito baixos em alimentos contendo gordura, conduzem a uma rápida oxidação. Por exemplo, flocos de aveia secos a 180⁹C até um teor de água de 2,6% têm uma vida de prateleira inferior a 2 semanas mas flocos semelhantes com um teor de água de 10% mantiv«ram-se es táveis durante 8 meses. Verificou-se que a maioria dos alimentos exibia velocidades de oxidação for te mente dependentes da actividade da água, mostrando cada sistema a sua velocidade nií nima característica a uma actividade intermédia da água. Além disso, se os alimentos (especialmente a carne) estiveram demasiado secos, as propriedades físicas de qualquer alimento reconstituído são afectadas adversamente.

Descobriu-se que uma redução do teor de água até uma zo na entre cerca de 30% e cerca de 40% de humidade, tem implicações estruturais significativas na carne. No artigo seguinte:

Influence of the degrees of hydration on the therma1 expansion of muscle tissue:

Monday M.J. e Mile C.A.

Intern. Jn. of Food Sei Tech 1988, 23, 177;

mostram-se resultados que implicam que a carne tem um teor crí tico de humidade de 3 2—4 5% com um valor médio de 3 9%. A níveis acima deste valor qualquer humidaae está presente sob a forma de água livre, enquanto que abaixo deste valor toda a água está ligada á estrutura proteica. Outros cientistas, usando técnicas bastante diferentes, descobriram que o teor crítico de humidade era de 25-26%, variando o valor real entre os do t po de carne de vaca e os de outras espécies animais.

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DT665179/141 χ

Assim, postula-se que a remoção de água livre até cerca de 30% - cerca de 40% ou mais abaixo dependendo do tipo de carne, permite a penetração e extracção das substâncias que contém lípidos’ bem como de uma quantidade significativa de colesterol.

Descobriu-se que a carne à qual se retirou água até este nível, retém a sua estrutura original, a sua capacidade de ligação à água e as suas propriedaues organolépticas, desde que as temperaturas de desidratação e de extracção se tivessem mantido a 45^0 ou abaixo.

Assim, a presente aplicação implica uma aproximação bastante nova ao problema da extracção baseada na redução do teor de água com o fim de remover a água livre da estrutura interna da carne.

Teor de Agua Livre

Os teores de água livre e água ligada da carne estão descritos por Reiner Hamm em Biochemistry of Meat Hydration, em Advances in Food Research, Vol. 10, 1960,. pp 356 et seq .

As proporções relativas de água livre e água ligada varia com o tipo de carne' e com as espécies animais. Descobrimos que se o teor de humidade da carne for reduzido até cerca de 30% - cerca de 40%, praticamente toda a água livre terá s_i do removida e, dependendo do tipo de carne, poderá ter sido re movida uma pequena percentagem de água ligada . a percentagem de água livre ou de água ligada pode ser determinada pelos métodos descritos por Reiner Hamm,nfis páçft 364-367 de Biochesmitry of Meat Hydration, ou por Monday et al. Será assim evidente ao perito na arte que a percentagem de água livre de um tipo particular de carne a ser processada pode ser facilmen te determinada, de modo a avaliar-se a quantidade de água remo vida a fim de se optimizar a produção de um produto de humidade intermédia, adequado à remoção de colesterol e/ou gorduras por meio de CO^ sub ou supercr ít ico. Se for tirada demasiada água ligada da carne, a estrutura da carne será afectada adver

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-10samente, o que por sua vez afecta adversamente a prespectiva de reconstituição do produto de humidade intermédia num produ to saboroso.

Processo Preferido

Estão indicados trés processos, dando o primeiro um produto de baixa gordura e baixo colesterol (Figura 1), o segundo um produto de baixo colesterol com gordura re-adicionada (Figura 2) e o terceiro um produto de baixo colesterol. Os passos do processo sSo, por ordem numérica:

1. preparação da carne (incluindo a redução do tamanho das particulas)

2. remoção da humidade

3. extracção dos componentes sub ou supercrítico

4A. separar opcionalmente do sub ou supercrítico

4B. separar opcionalmente a

4C. separar opcionalmente o supercrítico, usando um adsorvente lipldicos usando um fluído gordura e colesterol do f luí gordura do colesterol colesterol do fluído sub ou se lect ivo

5. juntar opcionalmente alguma gordura, livre de colesterol, à carne agora processada de baixa gordura, e

6. reconstituir finalmente o produto cárneo, juntando água e outros aditivos.

Estes passos do processo estão descritos a seguir, em maior detalhe:

Passos do Processo:

Processo 1 (Figura 1) - produto de baixo colesterol e baixa gordura

1. Redução do tamanho das particulas

Um lote de carne magra, fresca (preparada e desossada) e cortado em pedaços ou, moido, ou cortado em fatias ou em fio cos ou cubos, de modo a apresentar uma área superficial tão grande quanto possível para efeitos de secagetn/remoção de hurni

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-11dade. Esta operação realiza-se de preferência em atmosfera iner te, p. ex. azoto. Logo que a carne tenha sido preparada deste modo, é de preferência guardada na ausência de oxigénio (p. ex. em azoto ou em misturas de azoto e CC^) de modo apropriado, pronta para o passo seguinte.

O corte em pedaços, em fatias, flocos, cubos ou a moagem ou outras operações semelhantes sobre a carne, realiza-se de preferência de modo tal que o tamanho das partículas de carne produzidas não seja demasiado pequeno e que a superfície exposta formada se não cubra de uma película proteica suficientemente espessa para reduzir a eficiência de qualquer dos passos de tratamento seguintes.

Basicamente, sempre que uma superfície de carne, anteriormente não exposta, seja rompida de qualquer forma, solta-se, sobre a superfície, proteína solúvel em água (miosina). A película proteica é pegajosa o que ajuda muito a re-ligar partículas de carne. A película proteica é hidrofílica e constitui uma barreira efectiva de transferência de massa para o solvente (CO^) e para o material lipidico que são hidrofóbicos. Esta pelícu la é adiante discutida na referência ao passo 6 de reconstituição.

Assim, a redução do tamanho das partículas faz-se de pre ferência por cortes em fatias ou em flocos de carne congelada.

2. Remoção de Humidade/Secagem: Opções

A. Liofilização parcial

Após o passo de redução de tamanho das partículas, a ca ne e espalhada em estreitas camadas lisas nos tabuleiros do li filizador e depois congelada numa atmosfera inerte (p. ex. azoto), a uma temperatura de -10 a -20^0. O material congelado pode então ser parcialmente liofilizado, de preferência na ausência de oxigénio. Isto pode realizar-se convenientemente numa combinação de micro-ondas/liofilizador, secando de preferência flocos de carne até um teor de água na zona dos 30-55% p/p.

O material liofilizado é então re-congelado, de preferência em atmosfera inerte, em preparação para a extracção.

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.fi.

-12B. Remoção de Humidade usando um Fluído Sub ou Supercrítlco

Após o passo de redução das partículas, a carne, com o seu teor de humidade original, e de preferência congelada numa atmosfera inerte (p. ex. azoto) até estar pronta para remoção da humidade. Usa-se o fluído sub ou supercrítico (p. ex. CO/ temperaturas e pressões indicadas no passo 3 para remover a humidade. Depois de alcançar um certo teor de humidade, a gordura e o colesterol são também extraídos. A carne deverá ser seca ate 30-55% p/p. Note-se que também pequenas quantidades de adjuvantes como o etanol, o propan-2-ol e outros líquidos de baixo peso molecular, que são aceitáveis como aditivos alimentares, podem ser usauos misturados com o fluído sub ou supercrítico. A remoção de humidade, usando os referidos adjuvantes como solventes, é também poss íve1.

C. Remoção de Humidade Usando Calor (Cozinha)

Depois do passo de redução de partículas, a carne pode ser parcialmente seca por aplicação de calor usando o equi pa mento tradicional de cozinha, p. ex . o forno térmico ou o de micro-ondas, mas em qualquer dos casos, de preferência na ausência de oxigénio. Incluída neste passo também esta a pre sagem mecânica apos cozinha, o que reduz ainda o teor de hum dade. O teor de humidade deverá ricar na zona dos 45-60% p/p, de preferência 50 a 55%.

Das opções disponíveis, prefere-se o método da liofili. zação parcial (Opção A). Quando se usar carne gorda, será pre ferivel o uso de atmosferas inertes pois gue minimizam a formação de óxidos de esteróis que são prejudiciais à saude e que não são fácilmente solúveis no fluído sub ou supercrítico do passo 3 .

3. Extracção: Opções

Num processo de extracção por fluído a alta pressão, os parâmetros de controlo são a pressão e a temperatura. Uma substância está no estado supercrítico quando está acima da sua temperatura crítica, Tc, e pressão, Pc. Neste estado, não

C| -H|

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-13pode ser mais liquefeita por compressão, para qualquer pressão. Para o CC>₂, T =31,32C e P =72,8 bar. Um líquido subcrítico é um fluido com uma pressão superior à sua pressão de vapor de equilíbrio mas a uma temperatura inferior a T tanto os líquidos- sub- como super-críticos podem ser usados para fins de extracção.

Pressões adequadas de extracção: 50-400 bar (de prefe rência 200-250 bar)

Temperaturas adequadas de extracçao: 30-60^0 (de preferência 3 5 2C)

Fluídos adequados para extracção: C0₂, ^N2°' ^CF3^C^-* CF₂C1₂, CH₂CF₂, SF₆, CHF₃, CHF₂C1, CF₃,C1, C₃F₈, etano, etile no, ou suas misturas e outros gases que não sejam inconvenien tes para a saúde e que sejam sub ou supercríticos nas zonas de temperatura e pressão adequadas ao processamento de alimen tos. Os adjuvantes, como se mencionou no passo 2, podem também ser usados em conjunção com o fluído de alta pressão.

Além disto, o teor de humidaae do fluído pode ser modificado.

Das opções disponíveis, as pressões de extracção prefe ridas estão na zona 200-300 bar e as temperaturas na zona 3050^eC, usando C02 como agente de extracção. Não deverão ser usadas temperaturas acima de 60⁹C de modo a evitar a desnaturação proteica. 0 CC>2 foi escolhido como o nosso extractante preferido por ser um bom solvente, ser fisiologicamente inerte, ter propriedades bactericidas e apresentar exigências relativamente baixas de temperatura e pressão supercriticas.

. Separar Lípidos do Fluido Sub ou Supercr ít ico

O fluído de alta pressão, p. ex. C0₂, depois de deixar a etapa de extracção, é deixado repousar com a gordura e coles terol dissolvidos. Na etapa de separação, estes componentes são separados do fluído que é então reciclado.

A. Baixa de Temperatura

A gordura e o colesterol podem ser separados reduzindo a temperatura até um nível tal que a solubilidade seja reduzi69 823

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-14zida ou muito baixa. Esta zona é abaixo de 20^0 para o CO^.

O fluido permanece a aita pressão e pode ser reciclado.

B. Baixa da Pressão

A gordura e o colesterol podem ser separados do fluído, p. ex. do CC>2, por redução da pressão. Isto pode ser com binado com a variação da temperatura. A pressão pode ser redu zida até à atmosférica, sem reciclagem do solvente; ou pode ser reduzida na zona dos 50-100 bar com reciclagem.

Das opções indicadas, prefere-se a opção A por ter me nores exigências de energia.

6. Rec onst ituição

Nesta fase, água e outros aditivos ou cargas, como pro telnas vegetais, leite desnatado em pó, farinha de trigo ou glúten de trigo, amido de milho, concentrado de soja, gordura emulsifiçada (incluindo se necessário qualquer gordura ou colesterol separados), considerados necessários para a formação do produto cárneo pretendido, são adicionados à carne. Note-se que a extensão e natureza dos aditivos dependerão do tipo de produto cárneo pretendido. A reconstituição pode realizar-se como parte deste processo ou numa instalação separada se o produto for expedido no estado seco ou parcialmente seco.

Note-se também que a reconstituição será em geral conseguida por trabalho mecânico, p. ex. revolvendo ou amassando as partículas de carne e nesta altura é premissivel e até dese javel que se forme uma película pegajosa de proteína que ligue as partículas. Esta película proteica ou exsudado pegajoso está discutido em:

“Restr uctured Meat ProductsA Review. Smith, D.R., Food Tech, in Australia, 36(4), 1984, 178-180.

Binding of Meat Pieces; Influence of Some Processing Factors on Binding Strength and Cooking Losses. MacFarlane, J. j., Tur ner, R .H. e Jones, P.N., J. Food Sei, 51(3), 1986, 736-741.

Restructured Red Meat Products in Review.Seideman, S.C. e Durland, P.R., J Food Quality, 6, 1983 , 81-101.

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DT665179/141 nu· i

Processo 2 (Figura 2) - produto de baixo colesterol

Os passos 1-3 e o passo 6 sSo idênticos ao processo 1.

. Separar o colesterol da gordura

Pode usar-se para este fim qualquer processo convenien te, p. ex. um solvente como n-hexano ou acetona ou por fraccionamento parcial em solvente a a ita pressão.

5. Re-adição de Gordura

Nesta fase, a gordura que foi separada do colesterol pode ser parcial ou totalmente re-depos itada sobre e dentro da estrutura da carne. Isto realiza-se c onve nie nteme nte dissolvendo a gordura (isenta de colesterol) no fluído de alta pressão, de modo que esta fase é no fundo a mesma fase 4 de separação do Processo I (isto é, o inverso da fase 3 de extrac ção) excepto que a re-deposição ocorre sobre a carne e não sobre as paredes do vaso de separação.

método preferido de re-deposição é uma redução de tem peratura, permitindo que o fluído de alta pressão seja recicla do.

Processo 3 (Figura 5) - produto de baixo colesterol

Os passos 1-3 e passo 6 são idênticos ao processo 1.

4C. Separar o colesterol do fluido de alta pressão

Isto consegue-se de preferência fazendo passar o fluído de alta pressão, p. ex. C0₂, por uma coluna bem compactada de material adsorvente que, de preferência, esteja granulado ou peletizado com um tamanho de partículas seleccionado para permitir um bom progresso através da coluna, enquanto que, ao mes mo tempo, s-e maximiza a área superficial do material adsorvente .

Prefere-se que a coluna tenha vários pontos de entrada e de salda de modo a que possam ser usadas diferentes porções do leito, em diferentes alturas, para adsorver o colesterol. Por separação adequada de diferentes porções do leito, é possível usar-se uma porção do leito enquanto de uma outra porção

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DT665179/14I f/Zy · está a ser separado o colesterol.·

Os óxidos básicos de metais bem como os seus hidróxidos, carbonatos, sulfatos e outros compostos contendo oxigénio, são os materiais adsorventes preferidos. 0 carbonato de cálcio, óxido de cálcio, carbonato de magnésio, óxido de magnésio e hidróxido de magnésio são os mais preferidos entre os materiais adsorventes que ocorrem naturalmente, ainda que outros adsorventes adequados incluam (mas não se limitem a e£ tes) óxidos, hidróxidos, carbonatos, sulfatos, carboxilatos e outros- compostos, contendo oxigénio, magnésio, cálcio, estrôncio, bário, cádmio, cobalto, manganésio, ferro, níquel e zinco. De preferência o metal está na valência u ainda que possa existir noutros estados de valência. Podem também usar-se adsorventes orgânicos como carbo-hidratos, p. ex.y^-ciclo dextrina. Podem ser usados sozinhos ou em misturas e de prefe rência usam-se nas suas formas que ocorrem naturalmente. Podem também usar-se compostos complexos como os minerais do t_i po hidr ota lc ite .

Alguns destes não são adequados a produtos alimentares e podem portanto ser usados apenas em situações onde o produto resultante, p. ex. a gordura livre de esteróis-, não necessite ser um produto alimentar.

A escolha do material adsorvente dependerá do esquema da instalação, da força de adsorçâo do material, do tamanho das partículas e da resistência do material. No caso de leitos ou de colunas é importante evitar a formação de canais que per mitam que o fluído de alta pressão passe através da coluna sem adsorçâo. tí também desejável evitar o esfarelar do material num pó fino o que teria o efeito oposto de oclusão da coluna. Assim, os adsorventes podem ser fornecidos sob forma granular ou peletizada, ou como minerais que ocorrem naturalmente, ou depositados em substractos adequados, como pérolas de vidro ou anéis ou sobre substractos de elevada área superficial específi ca, como o carvão activado ou a alumina activada.

Descobriu-se que a maior parte dos materiais adequados

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-17são os óxidos, hidróxidos, carbonatos, sulfatos e outros com postos, contendo oxigénio, de metais escolhidos entre os metais alcalinos, alcalino-terrosos, de transição e zinco. O material adsorvente· pode ser escolhido em termos da sua força relativa de adsorção. Descobrimos que, para um dado anião, a mais forte adsorção de esteróis por estes sais contendo oxi genio é revelada pelo magnésio e depois, decrescendo, pelo ní quel, cádmio, cobalto, zinco, cálcio, estrôncio até ao bário que mostra a mais baixa adsorção deste grupo.

O material preferido é o carbonato de cálcio, usado com dióxido de carbono de alta pressão. Verifica-se que se usarmos óxidos básicos ou hidróxidos com dióxido de carbono supercr ít ico, eles são convertidos na coluna de adsorção nos carbonatos correspondentes. Como o carbonato de cálcio é um mineral inerte, de baixo custo, que ocorre naturalmente, ele é o material preferido para uso neste processo de adsorção de colesterol.

O caudal do fluído de alta pressão e a quantidade de mistura gordura/colesterol dissolvida no fluído são de preferência controlados de modo a que praticamente todo o colesterol seja adsorvido se lectivamente no leito (com adsorção mínima da gordura, excepto quando é necessária uma separação controlada dos triglicéridos) e a que o fluido de alta pressão que deixa o leito contenha, na maioria dos casos praticamente toda a gordura com completa ou quase completa remoção do coles terol presente. Deixando que o fluido de aita pressão seja reciclado pela carne a pressão praticamente constante, vai-se obtendo no fluído um nivel de equilíbrio de lípidos, enquanto o colesterol é removido do fluído pelo adsorvente.

Em alternativa, parte ou toda a gordura pode ser separa da do fluído de alta pressão por um aumento de temperatura até um nível ao qual a solubilidade da gordura no fluído de alta pressão seja reduzida ou se torne extremamente pequena. Esta zona vai de 10 a 3isc acima da temperatura de extracção com o C0₂. 0 fluído permanece a pressão elevada e é reciclado.

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-18Adição de gordura ao extracto

A adição de gordura à carne liofilizada para evitar que se esfarele, como é o caso geral de misturar carne e gordura em qualquer proporção para aumentar o teor de gordura, e já bem conhecida. O presente processo tem as seguintes vantagens e difere substancialmente da simples adição de gordura â carne liof ilizada.

Em alternativa à redução de temperatura para remover simultaneamente colesterol e gordura do fluido supercritico, pode retirar-se apenas o colesterol do fluído supercritico adsor vendo-o num adsorvente adequado, p. ex., carbonato de cálcio (como se descreveu no processo 3).

Tal absorvente não deverá absorver concorrentemente quantidades significativas de lipidos. Isto evita a necessidade re-adicionar lipidos â carne após extracção, se necessário.

Neste processo pode ser benéfico reduzir a pressão de extracção para 100-150 bar, de preferência 120-150 bar. A esta pressão o volume relativo de extracção de lipidos decai espectacularmente comparada com a do colesterol, enquanto a extracção de colesterol se mantém ainda a um nivel razoável.

São excelentes as qualidades bacteriológicas, até agora não conhecidas, da carne submetida a este processo de extracção que combina a remoção de água com a extracção por CO^ supercrítieo e que tem como resultado carne e gordura praticamen te isentas de bactérias. No momento presente os regulamentos da USDA exigem que os hamburgers, em particular, consistam ape nas de carne de vaca, moída, sem adição de gordura; por isso o processo deste invento é particularmente adequado à preparação de carne para hamburgers.

qualidades Bacteriológicas da Carne

De ha muito se sabe que o CQ^ possui propriedades bacteriostáticas e bactericidas significativas. Em 1933 Swearingen, J.S. e Lewis, I.M., em J. Bacteriol. 26, 201, mencionaram

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que o CC>2 θ 25 atmosferas e 20 min de tempo de contacto, deu taxas de mortalidade sobre a E. coli entre 95 e 99%.

Contudo a eficiência bacteriológica do CO., supercrítico não foi examinada em pormenor. Verificámos que. nas condições de extracção escolhidas para uma extracção máxima de lípidos e de colesterol, deste invento, se conseguia uma redução de bactérias dos níveis 10 -10 unidades/g atê perto de zero. Isto significa que não se detectou, após tratamento, crescimento de bactérias. O produto cárneo de baixo colesterol e humidade intermédia assim obtido manteve a sua cor e textura após- 4 meses a 5 ⁹C.

Exemplos

Nos seguintes exemplos as variações de gordura e cole£ terol foram calculados numa base não extractável. O material não extráctavel (cinzas, proteína, lípidos complexos) mantém-se inalterado após uma extracção enquanto que podem variar os níveis de gordura, colesterol e água.

As amostras são analisaaas quanto a gordura, colesterol e água, antes e depois da extracção e os resultados apresentados em base húmida. A conversão para base não extractável, usan do os dados da alimentação (ou da pre-extracção), é, por exemplo, a seguinte:

% Gordura (base não extratável)= (è%Gordura, em base húmida (b.h.) %Gord., b,h. %Agua %Colest Λ 100 100 1OO

As experiências foram realizadas com base numa só passagem .

Exemplo A: uso de um adjuvante - Ver Quadro A

Condições experimentais: amostra de carne - bife de lombo magro tamanho da amostra - 15,01 g Experiência N^e. 153

Pressão: 220 bar Temperatura: 45-C

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&» —20 —

Adjuvante: propan-2-ol a 3,2 ml/min durante 60 min.

Duração: 80 min

Uso de C0₂: 4,60 Kg (60 min) (cont adjuvante)

1,63 Kg (20 min)

6,23 Kg (Total)

O adjuvante propan-2-ol foi introduzido na alimentação de modo contínuo, durante 60 minutos, a uma taxa em peso de 0,032 g/g.

Quadro A

Exp?. N2. 153	%Agua, b.h.	%Gord., b.h.	Col., mg/ /lOOg, b.h.	%Gord. b.não extr.	Col., mg/ /lOOg b. nã extr.
Antes	74 ,0	1,80	55,0	7,4	241
Depois	68,3	1,58	68,9	5,2	209
Var ia çã o				29,5%	13,3%

Exemplo B - Ver Quadro B

Extraíram-se, como foram recebidas, amostras de frango, cordeiro e peixe. Estes produtos requerem alguma remoção de água enquanto se remove alguma gordura.

A experiência ns, 142 é sobre uma amostra de carne de frango, enquanto que a experiência NS. 140 é sobre uma amostra de carne de cordeiro.

Condições experimentais: Pressão: 220 bar Temperatura: 45^C Uso de C0₂: 5,29; 5,47 Kg respect iva mente Duração: 80 min

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-21Quadro Β

ExpS, N2.	%Ãgua	%Gord»,	Col., mg/	%G or d .	Col,, mg/
142 (fran go)	b.h.	b.h .	/100g, b. h.	b. não extr./lOOg b. não extr.
Antes	76,2	1,34	58,2	6,0	311
Depois Varia ção	69,7	1,10	52,9	3,7 3 7,2%	3 00 3,5%

Exp?. N5. 14Q(Corde iro)

Antes	75,3	3 ,45	62,0	16,2	2 92
Depois	74 ,4	2,92	65,9	12,8	2 90
Var ia ção				2 0,6%	0,7%
Quadro C
Exp5. N2.	%Xgua	%Gord .	Col,, mg/	%G ord.	Col., mg/
54,1 Não	b .h.	b.h.	/100g, b.h.	b. não extr .	/lOOg b.não
C oz inhad o					extr.
Antes	63,9	18,18	62,9	101,5	351
Depois	64,0	16,03	65,5	80,2	328
Variação				21,0%	6,6%
Exps. N2
185 Cozi
nhado
Antes	58,1	12,80	90,9	43,9	3 12
Depois	59,9	7,50	79,8	23 ,O	243
Varia ção				4 7,6%	21,5%

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			-2 2-
Quadro D
Exp3. NS, 90,1	%Agua b.h.	%Gord b.h.	Col., mg/ %Gord. /100g b.h, b, não extr.	Col», mg/ /lOOg b. não extr.
Antes	72 ,3	5,15	51,4 22,8	228
Depois Varia ção	72 ,2	4,80	52,7 20,9 8,6%	229 -0,5%
Exp^e. N2, 152
Antes	54 ,0	13 ,25	96,3 40,5	2 94
De pois Variação	50,0	5,70	79,3 13,0 6 7,9%	181 3 8,6%
ExpS. N^e, 88,1
Antes	45,3	14,60	118,8 36,4	2 95
Depois	43,9	1,28	58,7 2,3 93,6%	107 63,9%

Exemplo C; Ver Quadro C

Foram extraídas amostras de carne com elevado teor de gordura. Este exemplo dá uma comparação das variações de gordu ra e colesterol para bife moído, tal como recebido, e bife moí do passado por um microondas até um teor de água de aproxima damente 60%,

A experiência N-. 54,1 é com uma amostra de bife moído não cozinhado.

A experiência 185 é com uma amostra de bife moído cozinhado parciélmente (por microondas).

Condições experimentais: Pressão: 220 bar

Temperatura: 45,O^eC

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Uso de CO^ : 4,56; 4,77 Kg respectiva me nteUsou-se sílica gel saturada para humedecer o fluído de extracção a alta pressão e para manter o nivel de humidade das várias amostras de carne ao longo das experiências de extracção.

Exemplo D: Ver cjuadro D

A remoção de colesterol e de gordura de amostras de car ne magra com vários teores de humidade, está incluida sob forma gráfica, e três teores de humidade sob forma de quadro.

A experiência N?. 90,1 á com uma amostra (bife do lombo) não liofilizada.

A experiência N®. 88,1 á com uma amostra (bife do lombo) parcialmente liofilizada.

de carne magra de carne magra

A experiência N-. 152 á parcialmente liofilizada.

com uma amostra de carne magra

Exemplo S - Ver Figuras 6 e 7

Estas figuras mostram a influência da temperatura e pres são na remoção de lipidos e de esteróis de um produto cárneo de humidade intermédia que tenha sido liofilizado ao ar (e não na ausência de oxigénio como nos primeiros exemplos). O material de partida foi carne de vaca alimentada a erva, cortada em camadas finas, reduzida a bocados com um URSCHEL COMITROL na presença de neve carbónica para manter o produto congelado durante o c orte.

A prova do produto cárneo reconstituído revelou uma alteração no paladar desde forte sabor a erva até um sabor mais brando aproximado ao sabor a cereal ou ao sabor brando a vitela'. 0 produto tinha uma cor castanha-cIara, próxima da cor cLa carne- de coelho mas, quando deixada ressurgir na presença de oxigénio, tomou uma cor vermelha mais pronunciada.

C onc lus 8es

As várias experiências foram postas em gráfico nas figu6 9 82 3

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-24ras 3,4,6e7eé evidente que a remoção de gordura e cole£ terol não se torna significativa comercialmente até· que o teor de humidade do alimento desça abaixo de 60%, pois que então a maior parte da água livre foi retirada da carne. O teor de humidade da carne parcialmente liofilizada nas experiências 88,1 e 152 cai na zona preferida dos 30 a 55% de teor de humidade, durante a extracção com C0₂ supercrítico, enquanto que as experiências 153, 142, 140, 54,1 e 90,1 mostram a variação muito mais pequena da percentagem tanto da gordura como do co lesterol quando o nível de humidade está acima de 60%. A expe riência 185 é justamente abaixo deste limiar e deverá notar-se que se a carne for cozinhada, o teor de humidaae estará em geral na zona dos 5 0-6 0%.

Var ia ções

Ainda que a maior parte desta descrição esteja relacio nada com amostras de carne de vaca, deve notar-se que o proces so pode ser usado para modificar o sabor de muitos alimentos e para deles remover lipidos e/ou esteróis. Experiências com pe_i xe mostraram que o produto resultante e mais denso do que o original e' mantém a s-ua estrutura quando cozinhado, tendo sido removidos alguns dos mais desagradáve is odores a peixe·. Alimentos processados como o presunto podem também ser tratados por este invento para modificação do sabor e redução da gordura .

Note-se, finalmente, que podem ser feitas várias altera ções ou modificações ao processo exposto sem afastamento do e£ pírito ou do êmbito deste invento aqui estabelecido nas reivin dicações seguintes.

Claims

R E IV INDICAÇÕES

1 - Processo de remoção de esteróis e/ou lípidos de a I_i mentos, caracterizado por incluir:

(a) a secagem do alimento para remover toda ou praticamente toda a água livre, mas não toda a água ligada, para preparar um produto de humidade intermédia, e (b) a remoção de parte- dos esteróis e/ou lípidos usando um gás sub ou supercrítico, fisiologicamente aceitável.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracteri zado por o gás sub ou supercrítico, f is iologicamente aceitável, ser dióxido de carbono a uma pressão entre 50 e 400 bar e a uma temperatura de 3O-6O^eC.
3 - Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o teor de água do alimento ser reduzido até entre 25 e 60%.
4 - Processo de acordo com a reivindicação 3, caracteri zado por oteor de agua do alimento ser reduzido até 30-40% p/p durante o processo de secagem,
5 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o alimento ser carne de peixe, de criação ou de mamíferos.
6 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes caracterizado por o alimento ser preparado para a secagem e extracção, aumentando a sua área superficial, picando, cominuindo, flocando, cortando em fatias, em cubos , ou analogamente, de modo a minimizar a formação de uma película de proteína sobre quaisquer superfícies expostas do alimento.
7 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o alimento ser reconstituído após a remoção dos lípidos, juntando de novo água ao produto de humi dade intermédia.
8 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a reconstituição do alimento também incluir a adição

-2 6 •-W

69 823

DT665179/141 de gordura ao produto de humidade intermédia.
9 - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracteri zado por a gordura que se junte ao produto de humidade intermé dia ser gordura praticamente isenta de colesterol, extraída do alimento pelo gás sub ou supercrítico, fisiologicamente aceitá^ vel.
10 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o alimento ser seco na ausência de oxigénio e o produto de humidade intermédia resultante ser mantido na ausência de oxigénio antes da remoção dos lípidos.
11 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o colesterol ser removido selectivamente do gás sub ou supercrítico, fisiologicamente aceitá vel, fazendo-o passar sobre um adsorvente.
12 - Processo de rizado por o adsorvente nas da corrente gasosa.

acordo com a reivindicação 11, caracte remover selectivamente colesterol ape
13 - Processo de acordo caracterizado por o adsorvente contendo oxigénio, de um metal so, metal de transição e zinco com a reivindicação 11 ou 12, ser escolhido entre compostos, alcalino, metal alca1ino-terroe materiais orgânicos.
14 - Processo de acordo com a reivindicação 13’, caracte rizado por o adsorvente ser escolhido entre óxidos, hidróxidos, carbonatos, sulfatos e carboxilatos de magnésio, cálcio, níquel, cádmio, cobalto, ferro, zinco.
15 - Processo de acordo com a reivindicação 14, caracte rizado por o adsorvente ser escolhido entre óxidos, hidróxidos, carbonatos, sulfaros e carboxilatos de magnésio e cálcio.

lo - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o alimento ser seco num combina do de microondas/liof ilizador contendo um gás inerte.
17 - Processo de preparação de um produto reconstituído de carne, de baixo teor em colesterol, caracterizado por in6 9 82 3

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-27cluir:

(a) a secagem do alimento para remover toda ou praticamente toda a água livre, mas não toda a água ligada para preparar um produto de humidade intermédia.

(b) a remoção de pelo menos parte dos esteróis e/ou lípidos, do produto de humidade intermédia usando CC>₂ sub ou supere rític o.

(c) a passagem de CC>₂ contendo esteróis e/ou lípidos dissolvidos, sobre um adsorvente para remover se lect iva mente colesterol do C0_2< (d) a adição de água e gordura, de teor de colesterol reduzido, ao produto de carne de humidade intermédia, de baixo teor em colesterol, para formar um produto reconstituído de carne, com baixo teor de colesterol.
18 - Processo de acordo com a reivindicação 17, caracte rizado por a gordura adicionada à carne no passo (d) ser a eci£ tente na corrente gasosa do passo (c).
19 - Processo de acordo com as reivindicações 17 ou 18, caracterizado por a pressão do C0₂ supercrítico se situar entre 100 e 150 bar.
20 - Processo de acordo com a reivindicação 19, caracte rizado por a pressão se situar entre 120 e 150 bar.
21 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 17 a 20, caracterizado por o adsorvente ser colocado numa colu na ou num leito.
22 - Processo de acordo com a reivindicação 21, caracte rizado por a coluna ou o leito terem várias entradas e saídas para a corrente gasosa.
23 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações

17 a 22, caracterizado por o adsorvente remover selectivamente colesterol apenas da corrente gasosa.
24 - Processo de acordo com a reivindicação 23, caracte rizado por o adsorvente ser escolhido entre compostos contendo oxigénio, de um metal alcalino, metal alcalino-terroso, metal

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Z <s

-28de transição e zinco e materiais orgânicos.
25 - Processo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por o adsorvente ser escolhido entre os óxidos, h_i dróxidos, carbonatos, sulfatos e carboxilatos de magnésio, cálcio, níquel, cádmio, cobalto, ferro, zinco.
26 - Processo do acordo com a reivindicação 25, caracterizado por o adsorvente- ser escolhido entre os óxidos, h_i dróxidos, carbonatos, sulfatos e carboxilatos de magnésio e

CálcÍO.
27 - Processo de preparação de um produto reconstitu_í do de carne-, caracterizado por incluir:

(a) o aumento de área superficial de um alimento congelado, cortando-o em fatias ou flocos e depois secando o alimento cortado em fatias ou flocos, para remover toda ou prat_i camente toda a água livre mas não toda a água ligada, para preparar um produto de humidade intermédia.

(b) a remoção de pelo menos parte pidos do produto de humidade intermédia, percr ít ic o.

dos esteróis e/ou lí usando CO^ sub ou su (c) a adição de água e de gordura ao produto de carne de humidaae intermédia do passo (b) , para formar um produto reconstituído de carne.
28 - Processo de preparação de um produto reconstituído de carne de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por o alimento congelado ser carne magra e a gordura adicionada no passo (c) ser sebo de carne.
29 - Processo de modificação do sabor de um alimento, caracterizado por compreender submeter o alimento a um processo que use um gás sub ou supercrítico, fisiologicamente aceitá vel, para extrair, pelo menos parte dos lípidos e/ou esteróis do alimento e opcionalmente modificar os lípidos e/ou esteróis assim extraídos e juntando-os de novo ao alimento,
30 - Processo de acordo com a reivindicação 29, caracte rizado por o alimento ser carne.

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-2 931 - Processo de acorâo com a reivindicação 30, caracterizado por o alimento ser carne de carneiro.
3 2 - Processo de acordo c om a reivindicação 31, caracterizado por os lipidos e/ou esteróis extraídos, serem mod_i ficados por remoção de compostos que libertam odores desagra dáveis· ao alimento ao ser cozinhado.
33 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 29 a 32, caracterizado por o gás ser CO^ supercrítico.
34 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 29 a 33, caracterizado por o teor de humidade do gás sub ou supercrítico ser modificado antes ou durante o processo de extracção.