PT93043B - Processo para a fabricacao de um condimento - Google Patents
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Description
DESCRIÇÃO
A presente invenção refere-se a um pro cesso para a fabricação de um condimento, no qual se hidrolisam proteínas vegetais com ãcido clorídrico concentrado, se neutrali za o hidrolisado, e se separam as primeiras substâncias insolúveis e deixam em seguida em repousar e se separam as segundas substâncias insolúveis.
Verificou-se recentemente, na preparação de hidrolisados de proteínas, que uma quantidade não desprezável de cloridrinas estava presente nesses hidrolisados. Desde essa altura, parecia muito desejável, no plano industrial, encon trar um processo para a eliminação destas cloridrinas. 0 pedido de patente EP 226 769 refere jã um processo para a eliminação destas cloridrinas, nomeadamente os dicloropropanodiois (DCP). Este termo engloba dois isómeros, nomeadamente o 1,3-dicloro-2-propanol e o 2-3-dicloro-l-propanol. O processo acima mencionado baseia-se num processo de eliminação dos DCP por arrastamento com vapor sob pressão reduzida.
N.
objectivo da presente invenção ê um outro processo de extracção de cloridrinas de hidrolisados de proteinas. Por cloridrinas, deve entender-se os DCP e os monoclo ropropanodiõis (MCP), nomeadamente o 3-cloro-l,2-propanodiol e o 2-cloro-l-3-propanodiol. 0 primeiro isómero estã presente no hidrolisado com um teor de cerca de 10% mais elevado que o segundo.
objectivo da presente invenção é de propor um processo de extracção simples e eficaz, no qual não se modifica o processo de base de obtenção dos referidos hidrolisados, em que se chega a um produto final idêntico ao que existe actualmente no mercado, isto é um produto com as mesmas qualidades organolêpticas. Para este efeito, o processo de acordo com a invenção não utiliza nenhuma reacção química durante a extracção dos MCP e DCP.
De acordo com o processo da invenção, submete-se, após a separação das primeiras e segundas substâncias insolúveis, o hidrolisado a uma extracção líquido/líquido em con tra-corrente com um solvente escolhido no grupo constituído por acetato de etilo, butanol-1, butanol-2, isobutanol e metiletilce tona, de modo a eliminar os MCP e os DCP, após um arrastamento com vapor para eliminar o solvente residual. Finalmente, submete -se o hidrolisado a uma concentração para eliminar a ãgua residual .
A escolha do solvente foi determinada pela necessidade de utilizar um produto aceite pelas legislações sobre géneros alimentícios, imiscível com a agua, com uma boa afinidade para os MCP e que seja regenerãvel, por razões econõmi^ cas. Os solventes acima citados satisfazem estas quatro condições.
O processo de acordo com a invenção po de ser descontínuo, contínuo ou semi-contínuo num tipo qualquer de extractor líquido/liquido conhecido. Utilizam-se nomeadamente colunas de gravidade, colunas pulsadas, colunas com patamares ro tativos ou colunas Karr. A utilização de um misturador-separador ou de um extractor-centrifugador pode também ser encarada.
Para realizar o presente processo, uti^ lizam-se como matéria prima fontes de proteinas de várias origens. Podem-se utilizar por exemplo grãos de oleaginosas, glúten de ce
reais ou farinha de soja desengordurada.
Para a hidrólise, utiliza-se o ãcido clorídrico concentrado. Utiliza-se por exemplo um ãcido clorídri co 4N - 8N, de preferência 6N, que apresenta assim uma concentra ção de cerca de 15-25%, de preferência entre 18 e 20% em peso. Efectua-se a hidrólise em cubas com rede misturando lentamente a matéria prima com o ãcido a uma temperatura de 70 - 1209 C duran te vãrias horas, por exemplo 6 - 13 h. Obtem-se geralmente nesta fase primãria um hidrolisado de cor escura contendo uma forte proporção de substâncias insolúveis ditas húmidas, a que se chamam os primeiros insolúveis na presente descrição. Neutraliza-se o hidrolisado com uma base concentrada, de preferência carbonato de sódio sob uma forma seca ou pastosa, até um pH de cerca de 5,0 - 6,0. Em seguida filtra-se o hidrolisado neutralizado de mo do a eliminar os referidos primeiros insolúveis. Submete-se o hi. drolisado à referida extracção de contra-corrente nesta segunda fase ou após se ter deixado repousar. Pode-se deixar repousar o hidrolisado mais ou menos durante algum tempo, entre alguns dias e algumas semanas por exemplo de acordo com a utilização pretendida de modo a permitir a separação das substâncias que cristali^ zam lentamente e de partículas coloidais que se aglomeram lentamente designadas como segundos insolúveis na presente descrição. Podem-se separar os segundos insolúveis por filtração. Pode-se finalmente submeter o hidrolisado a extracção em contra-corrente nesta terceira fase se não se tiver feito a separação dos primei^ ros insolúveis. Obtem-se um hidrolisado líquido de cor escura em que a qualidade ê considerada tanto melhor quanto maior for a sua densidade. É assim que se realizam de preferência as fases acima referidas do processo de modo a obter uma densidade do hi3 drolisado compreendida entre 1,250 e 1,265 g/cm .
teor em MCP no hidrolisado ê função do processo para a sua preparação. Ele estã normalmente compreen dido entre 50 e 300 ppm. O valor correspondente de DCP estã compreendido entre 5 e 20 ppm.
O método de anãlise escolhido para determinar o teor em DCP, ou seja a concentração de DCP no condimento, ê igual ao mencionado para o pedido de patente acima cita
do 226 769.
método de análise dos MCP, análogo às do DCP, é descrito a seguir.
A altura da coluna utilizada para a ex tracção ê função do teor de partida em MCPet do teor final tolerado. Se se utilizar uma coluna pulsada, ela está compreendida entre 6 e 20 m com cerca de 15 a 20 patamares teóricos. Nos processos industriais, trabalha-se com um caudal compreendido entre 500 e 1500 litros por hora de hidrolisado.
Após extracção com solvente, permanecem no hidrolisado 1-2% do solvente utilizado. Esta quantidade tem um efeito negativo sobre o gosto, e por isso torna-se absolu tamente indispensável eliminá-la. Efectua-se esta extracção por arrastamento com vapor, por exemplo com uma coluna como a descri ta na patente EP 226 769, e nas mesmas condições operatórias.
Este arrastamento com vapor introduz ãgua no hidrolisado, sendo portanto necessário eliminar esta ãgua para se obter um produto mais parecido com o de partida com cerca de 50% de matéria seca. Esta concentração ê feita de modo clássico, por exemplo em vazio num evaporador.
Após extracção com solvente, destilação com vapor, concentração do hidrolisado e normalização do pH por adição de ãcido clorídrico de modo a obter um pH compreendido entre 5,2 e 5,8, de preferência da ordem de 5,4, o hidrolisado final tem um teor em matérias secas compreendido entre 46 e 50%, contem menos de 500 ppb de MCP e estã isento de DCP.
O processo de acordo com a invenção permite extrair do hidrolisado os dois isómeros MCP.
Para a extracção com solvente, trabalha-se com uma proporção em volume de hidrolisado/solvente compreendida entre 1:0,5 e 1:2. Se se introduzir demasiadamente pou co solvente a extracção dos MCP ê insuficiente e se se introduzir demais, obtem-se uma quantidade demasiadamente elevada de solvente para purificar, o que ê industrialmente inaceitável.
A extracção em contra-corrente faz-se normalmente à pressão atmosférica e a uma temperatura compreendi • da entre 15 e 309 C, de preferência à temperatura ambiente. O
solvente preferido no processo de acordo com a invenção é o buta nol-1. Ele tem uma boa actividade para os MCP, um bom comportamento tecnológico e ê facilmente utilizável sob o ponto de vista industrial. Neste caso, opera-se com uma relação em volume de hidrolisado/solvente da ordem de 1:1.
Para que o processo de acordo com a in venção seja economicamente interessante, purifica-se o solvente utilizado por destilação, por arrastamento com vapor de ãgua ou por aminólise e ele é reutilizado numa nova extracção. Sob o pon to de vista industrial, é a purificação por arrastamento com vapor que ê a técnica mais interessante. Chega-se desta forma a ob ter um solvente praticamente livre de MCP.
A continuação da descrição ê feita com um exemplo de realização do processo de acordo com a invenção, precedido de uma descrição do método para determinar o teor em MCP dos presentes hidrolisados. As percentagens e partes são dadas em peso a menos indicação contrária.
Método de determinação do teor em MCP
Principio: 0 presente método consiste numa adsorção do produto a analisar numa coluna, numa eluição do MCP com acetato de etilo e numa análise quantitativa por cromatografia de fase gasosa em coluna capilar e detecção por captura de electrões.
Reagentes:
1. Eluente: Acetato de etilo.
2. Solução a 4 pg/ml de triclorobenzeno no eluato.
3. Soluções mistas padrão de concentrações idênticas de 0,1 pg/ml de triclorobenzeno mas com concentrações escalonadas de 0,125; 0,25; 0,5 e 1 pg/ml de MCP no eluato.
4. Solução a 20% de NaCl em ãgua destilada.
Aparelhagem
- Cromatõgrafo de fase gasosa em coluna capilar com injector de fenda e detector por captura de electrões (ionização de um gás rectivo composto por 95 partes de árgon e 5 partes
de metano com o auxílio de raios emitidos por ^^Ni).
Integrador e/ou registador
Amostras
As amostras em que se estima um teor em MCP superior a 2 ppm são diluídas com a solução a 20% de NaCl (reagente 4).
- Adiciona-se igualmente 20% de NaCl aos condensados.
Eluição
Introduzem-se 20 g de amostras na parte superior de uma pequena coluna ou cartucho cilíndrico vertical revestido de um enchimento granulado.
Deixa-se penetrar a amostra no enchimento durante 15 min. Deitam-se em seguida 3 vezes 20 ml de eluente (reagente 1) na coluna e recolhem-se cerca de 40 ml de eluato em cerca de 20 min. pela extremidade inferior da coluna.
Adiciona-se 1 ml de solução de triclorobenzeno (reagente 2) nestes 40 ml de eluato.
CROMAtogr afia
Utiliza-se uma coluna capilar em sílica fundida com 30 m de comprimento e 0,32 mm de diâmetro contendo uma camada com 0,25 m de espessura de polietileno-glicol apresentando um grau de polimerização de 20000.
Leva-se a temperatura da coluna a 200? C 24 horas antes.
- Submete-se a amostra a um programa de aquecimento consistindo em mantê-la durante 8 min. a 120? C, e em seguida eleva-se a sua temperatura atê 200? C a uma velocidade de 8?C/min e mantem-se em seguida durante 12 min. a 200? C.
Leva-se a temperatura do injector a 250? C e regula-se a abertura da fenda a 1:10.
Ajusta-se o volume da amostra injectada a 1,5 1 (dos quais apenas 1/10 penetram na coluna).
Utiliza-se como gãs de arrastamento o hidrogénio uma pressão de 1,4 bar.
Leva-se a temperatura do detector a 300? C 24 horas antes.
Utiliza-se como gãs de reacção a mistura de azoto:metano numa proporção de 95:5 a um caudal de 60 ml/min., após tê-la feito passar sobre um filtro molecular para a secar.
Os tempos de retenção são de cerca de 4,07 min. para o triclorobenzeno, cerca de 4,3 min. para os DCP e 11,9 e 13,2 min. para os 3- e 2-MCP respectivamente.
Resultados
Compara-se a altura e/ou a área dos picos obtidos para a amostra e para as soluções mistas padrão (reagente 3).
Para a solução mista padrão que mais se aproxime da amostra, calcula-se a relação entre as alturas e/ou as áreas dos picos correspondentes ao MCP e ao triclorobenzeno.
Calcula-se a relação correspondente para os picos da amostra
- O quociente das duas relações permite estabelecer o teor em MCP da amostra.
Limites do método limite de concentração detectãvel pe lo presente método situa-se em cerca de 0,05 - 0,1 ppm (0,05 - 0,1 mg de MCP por kg da amostra).
A taxa de extracção do MCP atingida com o presente método é superior a 90%.
Exemplo
Hidrolisa-se um pouco de aráquido com ãcido clorídrico a 20% e a 107° C durante 8 horas. Separam-se as substâncias húmidas designadas como primeiros insolúveis por fil. tração. Deixa-se repousar o hidrolisado durante duas semanas, de modo a deixar depositar os segundos insolúveis que se separam por filtração. Obtem-se um hidrolisado contendo 230 ppm de MCP com um teor em matéria seca de 48%. Tratam-se 793 litros (1000 kg) deste hidrolisado com 793 litros de butanol em contra-corren te numa coluna pulsada de 8 metros contendo 15 patamares teóricos. Trabalha-se com um caudal de 10 1/h de butanol, com o mesmo caudal para o hidrolisado, à temperatura ambiente e sob pressão
atmosférica. Obtem-se à salda um hidrolisado contendo 0,3 ppm de MCP, 1 - 2% de butanol com um valor de pH de 5,9, totalmente livre de DCP.
Efectua-se em seguida um arrastamento com vapor do hidrolisado sob uma pressão de 0,29 bar a uma tempe ratura do produto de 62-649 C com um caudal de 15-20 1/h e com 150 kg de vapor. A saída da coluna não se detecta jã butanol. É ainda necessário concentrar o produto para eliminar a água intro duzida na fase anterior. Efectua-se esta concentração em vazio num evaporador rotativo de modo a extrairem-se 50 kg de ãgua. Adicionam-se finalmente 4 kg de ácido clorídrico a 32% para se obterem 940 kg de hidrolisado a pH de 5,45, com um teor de matéria seca de 48% e contendo menos de 500 ppb de MCP.
Resta finalmente tratar o butanol para eliminar os MCP, de modo a poder reciclá-lo numa nova extracção.
Tratam-se 100 1 de butanol contendo os MCP com 5 1 de NH^ a 25% a 609 C. Ao fim de seis dias, jã não existe MCP.
hidrolisado final obtido é idêntico do ponto de vista organolêptico ao produto de partida.
Dispõe-se assim, de acordo com a inven ção, de um processo simples e eficaz, que se integra bem nos pro cessos de fabricação actuais, permitindo reduzir a uma taxa acei^ tãvel o teor em MCP e DCP no hidrolisado.
Claims (1)
- REIVINDICAÇÕES-1-Processo para a fabricação de um condi, mento, em que se hidrolisam proteínas vegetais com ãcido clorídrico concentrado, neutraliza-se o hidrolisado, separam-se os primeiros insolúveis, deixa-se repousar e separam-se os segundos insolúveis, caracterizado por, após a separação dos referidos primeiros ou segundos insolúveis, se submeter o hidrolisado a uma extracção líquido/líquido em contra-corrente com um solvente escolhido no grupo constituído por acetato de etilo, butanol-1, butanol-2, iso-butanol e metiletilcetona, de forma a eliminar os monocloropropanodiõis (CP) e os dicloropropanodiõis (DCP), após um arrastamento com vapor para eliminar o solvente residual.- 2- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se adicionar ao hidrolisado após arrastamento com vapor, ãcido clorídrico para regular o pH final entre5,2 e 5,8.Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 e 2, caracterizado por se trabalhar com uma pro porção em volume de hidrolisado/solvente compreendida entre 1:0,5 e 1:2.Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se efectuar a extracção em contra-corrente a uma temperatura compreendida entre 15 e 309 C â pressão atmosférica.Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se efectuar a extracção em contra-corrente com butanol-1 com uma proporção em volume de hidrolisado/solvente de 1:1.Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por se purificar o solvente utilizado por destilação, por arrastamento com vapor ou por aminólise e se reutilizã-lo para uma nova extracção.
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