PT95027A - Processo de preparacao de produtos alimentares de reduzido teor calorico,macios e cremosos organolepticamente - Google Patents

Processo de preparacao de produtos alimentares de reduzido teor calorico,macios e cremosos organolepticamente Download PDF

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Gregory S Buliga
Gerard Leo Hassenheuttl
George A Henry
Alice A Heth
Linda K Jackson
Jill Marie Kennedy-Tolstedt
Phillip James Kerwin
Mark S Miller
Elizabeeth Mary Parker
Neela K Paul
David G Pechak
Gary Francis Smith
Vernon C Witte
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Description

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File N? 48543
MEMÕRIA DESCRITIVA
Antecedentes do invento O presente invento refere-se a produtos alimentares com baixo teor calôrico, praticamente isentos de gorduras que possuem carac-terísticas organolêpticas de sensação bucal excepcionais que simulam produtos alimentares que contêm gorduras, tal como sobremesas geladas, molhos (dressings) viscosos e molhos fluidos, praticamente isentos de gordura, que mimetizam gorduras.
Durante muitos anos tem sido dirigido um esforço técnico muito significativo no sentido do desenvolvimento de produtos alimentares com baixo teor em gorduras ou praticamente isentos de gorduras que possuem uma sensação bucal suave e cremosa, uma textura e uma lubricidade, que simulam com rigor a textura e a sensação bucal de produtos alimentares edíveis que contêm gorduras.
Tais esforços incluem o uso de vários tipos de materiais não digeríveis, semelhantes ãs gorduras, tal como poliêster da sacarose e poliêsteres do poliglicerol os quais passam através do sistema digestivo sem serem absorvidos. Tem também sido desenvolvido um trabalho substancial, durante um extenso período de tempo com agen tes aumentadores do volume tais como celulose microcristalina e em pé, em produtos alimentares que contêm gordura e em produtos alimentares cujo teor em gordura é reduzido. Sob esse ponto de vis ta, as Patentes U.S. 3.067.037, 3.141.875, 3.157.518, 3.251.824, 3.388.119, 3.539.365, 3.573.058, 3.684.523, 3.947,604, 4.199,368, 4.231.802, 4.346.120, 4.400.406, 4,427.701 e 4.421.778, por exem pio, referem-se â preparação ou ao uso de vários tipos de celulose em vários produtos alimentares. Tais materiais de celulose têm sido usados ou propostos para produtos alimentares com teores em gordura reduzidos, ou praticamente isentos de gorduras. Contudo, à medida que se reduz o teor em gorduras, em produtos alimentares que contêm níveis substanciais de produtos celulósicos, como celulose microcristalina, certos efeito organolêpticos adversos tendem a tornar-se mais pronunciados tais como sensações de adstringência ou de colagem na boca e uma falta de sensação organolêpti-ca bem definida, respondente â que ê proporcionada pelos produtos alimentares convencionais que contêm gorduras, como os gelados e 71 341
File N9 48543 os molhos viscosos e fuidos. 0 tratamento de celulose microcristalina com altas-pressões e atrito e o uso de gomas para evitar a reaglomeração das partículas de celulose cristalina têm sido usados para preparar graus "coloidais" de celulose microcristalina que têm uma proporção elevada da celulose em partículas de tamanho inferior a 1 micron.
Também tem sido usada a homogeneização sob alta pressão de polpa de celulose fibrosa, em oposição â celulose microcristalina, para se produzir um produto fibroso "microfibrilado", para utilização em produtos alimentares /por exemplo ver as Patentes U.S. 4.089.981, 4,143.163, 4.341.807, 4.374.702, 4,481.0-76, 4.481.077 e 4,659.3887. A celulose microcristalina tem sido usada em formulações alimentares com um teor calõrico baixo e reduzido quer como agente de espessarnento de hidrato de carbono quer como substituinte das gorduras, utilizando-se os produtos em põ, com um tamanho de partículas relativamente grande (por exemplo, um comprimento de 15-90 micra), para redução do teor de hidratos de carbono, e usando-se, os tipos coloidais, de tamanho inferior ao micron para se reduzir o teor de gorduras. Contudo, â medida que ê reduzido o teor em gor duras em produtos alimentares que contêm níveis substanciais de ce lulose microcristalina, tendem a tornar-se mais pronunciados certos efeitos organolipticos adversos, como as sensações de adstringência ou de colagem na boca, e da falta de uma sensação organolêptica bem definida, que corresponde aquela que é proporcionada pelos produtos alimentares convencionais que contêm gorduras, pelo que, em geral, não têm sido proporcionados produtos alimentares isentos de gorduras, totalmente aceitáveis. Para alem disso, a celulose microcristalina pode provocar uma sensação bucal de adstringência ou secura quando ê usada como substituinte praticamente total de gorduras, o que e prejudicial para a aceitabilidade do produto, É um objectivo do presente invento proporcionar processos para a produção de novas composições alimentares nutritivas, com baixo teor calõrico, praticamente isentas de gordura, tais como sobremesas geladas e molhos para alimentos, que possuem excepcionais texturas macias e cremosas do tipo oleoso e características de sensação bucal bem definidas, que mimetizam gordura, bem como carac- 71 341
File N9 48543 -4 terísticás desejáveis de estabilidade e funcionalidade. É um ob-jectivo adicional, proporcionar novas composições alimentares práticamente isentas de gorduras, tal como sobremesas geladas, molhos viscosos para alimentos e molhos fluidos, que têm essas caracte-rísticas. Estes e outros objectivos do presente invento tornar-se--ão evidentes a partir da descrição detalhada que se segue e dos desenhos anexos.
Descrição dos desenhos A EEGURA 1 ê um diagrama esquemático que ilustra uma concretização especifica de um processo contínuo com passagens múltiplas, de tipo reactor em tanque, contínuo, com agitação, para a produção de dispersões aquosas de celulose microcristalina, micro-reticulada que podem ser utilizadas na preparação de produtos alimentares com teores em gordura baixos, ou praticamente isentos de gordura, organolepticamente cremosos; a FIGURA 2 ê um diagrama esquemático, que ilustra uma concretização específica de um processo descontínuo, em serie, com passagens múltiplas, para a produção de dispersões aquosas de celulose microcristalina, micro-reticulada, as quais podem ser utilizadas na preparação de produtos alimentares com teores em gorduras baixos, ou que são praticamente isentos de gordura, organolepticamente cremosos; a FIGURA 3 ê uma vista em corte transversal de uma válvula circular de processamento em superpressão, de um equipamento de micro-reticulação, tal como se ilustra nas FIGURAS 1 e 2? a FIGURA 4 ê um gráfico do tamanho médio das partículas de três amostras de uma lama de celulose microcristalina, â medida que vai sendo micro-reticulada num equipamento como o da FIGURA 1; a FIGURA 5 ê um gráfico da viscosidade de Brookfield de uma lama de celulose microcristalina em função do numero de passagens volumétricas através de um equipamento de micro-reticulação do tipo ilustrado na FIGURA 1; a FIGURA 6 ê um gráfico da viscosidade e do tamanho das partículas de celulose microcristalina em função do número de passagens, de uma dispersão aquosa, com 7,2% de sólidos, através de um equipamento de micro-reticulação, do tipo mostrado na FIGURA 1; 71 341
File N? 48543 a FIGURA 7 ê um gráfico da_viscosidade de Brookfield de uma dispersão de celulose microcristalina em função do numero de passagens através de três sistemas de micro-reticulação diferentes do tipo mostrado na FIGURA 1, os quais têm tamanho variável; a FIGURA 8 ê um gráfico da viscosidade de uma dispersão de celulose microcristalina em função do numero de passagens discretas através de equipamento do tipo mostrado na FIGURA 2; a FIGURA 9 ê uma representação gráfica da viscosidade de três amostras diferentes de celulose microcristalina, utilizando equipamento do tipo mostrado na FIGURA 1; as FIGURAS 10A e 10B são micrografias de exploração electrÔ-nica de um produto de celulose microcristalina, hidratado, antes do tratamento de micro-reticulação em duas ampliações diferentes; a FIGURA 1QC ê uma micrografia de exploração electrónica de dois cristais, ilustrando uma superfídie rugosa depois de uma passagem pelo fluidizador; a FIGURA 10D ê uma micrografia de exploração electrónica, com maior ampliação, da superfície do cristal da celulose microcristalina hidratada ilustrando a forma e o tamanho dos microcristais, que foram desalojados do cristal maior; as'FIGURAS 11A e 11B'são micrografias de exploração electrónica da celulose microcristalina, depois de 3 passagens através do equipamento de micro-reticulação, do tipo ilustrado na FIGURA 1; as FIGURAS 11C e 11D são micrografias de exploração electrónica de celulose microcristalina das FIGURAS 10A-B depois de 7 passagens pelo equipamento de micro-reticulação que mostra microcristais e pequenos cristais agregados numa estrutura micro-reticulada; as FIGURAS 12A e 12B são crio-micrografias de exploração electrónica, com ampliação pequena (FIGURA 12AÍ, que mostra o tamanho e a distribuição relativos, de partículas de celulose microcristalina micro-reticulada, e com uma ampliação maior (FIGURA 12B), ilustrando a composição de um agregado micro-reticulado individual mostrando a sua natureza aberta; a FIGURA 13 ê uma micrografia clara num campo escuro, de ce- 71 341
File N9 48543 lulose microcristalina micro-reticulada e a FIGURA 14 ê uma micrografia de transmissão electrônica de um molho fluido produzido com uma dispersão aquosa de celulose microcristalina, micro-reticulada, que ilustra áreas "claras" (c), desprovidas de celulose microcristalina, com indicação de agregados esféricos Ca] de celulose microscristalina.
Descrição do Invento 0 presente invento ê dirigido a produtos alimentares com baixo teor calõrico e praticamente isentos de gorduras, que mimeti-zam gordura, tais como sobremesas geladas, molhos viscosos para alimentos, como molhos semelhantes à maionese e molhos fluidos para alimentos, como molhos fluidos para saladas, com caracterís-ticas organolêpticas idênticas a gorduras que simulam muito aproxi-madamente tais produtos alimentares, os quais, convencionalmente, têm teores em gorduras relativamente elevados. Tais produtos alimentares, isentos de gorduras, que mimetizam gorduras utilizam uma dispersão aquosa de celulose microcristalina, micro-reticulada, que tem características de viscosidade, de tamanho das partículas e de micro-reticulação, específicas, bem como características de estabilidade e de sensação bucal, tal como será descrito com maior detalhe.
Em geral, tais produtos alimentares podem compreender de cerca de 0,25% a cerca de 4%, em peso, de celulose microcristalina, micro-reticulada, dispersa, porosa, em partículas de cerca de 50% a cerca de 99%, em peso, de água, de cerca de 1% a cerca de 35%, em peso, de hidratos de carbono digeríveis, de cerca de Q a cer- „ cerca de ca de 10%, em peso, de proteínas, e menos de/7%, em peso, de tri-glicêridos digeríveis. Tal como foi indicado, a celulose microcristalina, micro-reticualda, apresenta-se em partículas e tem uma distribuição de tamanho das partículas tal que praticamente todas (isto i, pelo menos cerca de 75% em peso] as partículas de celulose microcristalina,micro-reticulada, possuem uma dimensão máxima inferior a cerca de 25 micra. As partículas de celulose microcristalina, micro-reticulada, são porosas e, sob este ponto de vista, têm um volume de vazias de, pelo menos, cerca de 25%, em volume, preferencialmente, pelo menos cerca de 50%, em volume, das parti- cuias. Pensa-se que as partículas de celulose microcristalina, micro-reticulada, das dispersões aquosas de elevada viscosidade, sejam um produto intimamente interligado de celulose microcristali-na, microfragmentada, que se reaglomerou sob condições controladas, para formar partículas porosas, estáveis, formadas por fragmentos de partículas microcristalinas, que estão ligadas em zonas de contacto, afastadas entre si, através de forças de ligação de tipo cristalino. Desejavelmente as partículas micro-reticuladas da dispersão aquosa, têm um tamanho médio de partícula na gama de cerca de 2 micra e cerca de 25 micra e, desejavelmente, pelo menos cerca de 50%, em peso, das partículas, de celulose microcristalina, micro-reticulada, da dispersão aquosa têm uma dimensão linear máxima na gama de cerca de 2 micra e cerca de 25 micra e, preferencialmente, na gama de cerca de 5 micra e cerca de 20 micra, Ê importante que a celulose micro-reticulada seja preparada a partir de celulose microcristalina, de cristalinidade elevada.
As celuloses microcristalinas são convencionalmente prepararadas a partir de polpa de madeira por hidrólise ácida das fibras de celulose a qual enfraquece a região para-cristalina desordenada. 0 cisalhamento subsequente, liberta os feixes insolúveis de celulose altamente cristalina. /Thomas, W.R., "Microcrystalline Cellu-lose (MCC or Cellulose Gel)", Food Hydrocolloids, Vol. III (ed. M. Glickman), pp. 9-42 (1986), CRC Press, Inc., Boca Raton, Florida; "Avicel Microcrystalline Cellulose - Product Description", Techni-cal Bulletin G-34, FMC Corporation, Food & Pharmaceutical Products Division, Philadelphia (1985),7. A celulose ê um polímero linear de unidades de D-glucose, ligadas nas posições $1-4. Devido â natureza linear da celulose que permite contacto estreito de cadeias adjacentes, bem como â abundância de grupos hidroxilo disponíveis para ligações de hidrogénio entre as cadeias, a celulose forma prontamente, feixes de moléculas, os quais interactuam subsequentemente formando fibrilhas. Apesar de muita da celulose encontrada na natureza estar disposta em regiões cristalinas firmemente compactadas, estas estão entremeadas com áreas amorfas menos densamente compactadas chamadas regiões para-cristalinas, Na produção típica da celulose microcristalina, utiliza-se a hidrólise ácida para atacar as regiões para-cristalinas, seguindo-se um pro-
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cesso de atrito (um tratamento sob elevado cisalhamento), para quebrar as regiões microcristalinas. Devido â sua natureza altamente cristalina, as partículas de celulose microcristalina têm uma grande tendência para recristabilizar depois de terem sido quebradas. Pensa-se que na formação dos matérias celulósicos mi-crocristalinos, micro-reticulados, os cristalitos geralmente sólidos, de celulose microcristalina, são convertidos, progressivamente, em partículas micro-reticuladas, porosas, com uma distribuição de tamanhos específica através de um processo de microfragmen-tação e de reaglomeração controladas.
As dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada, podem ser produzidas, a partir de uma suspensão aquosa de uma celulose microcristalina compreendendo de cerca de 90% a cerca de 99% de agua, e de cerca de 1% a cerca de 10%, em peso, de celulose microcristalina e, preferencialmente, de cerca de 5%, a cerca de 9%, em peso, de celulose microcristalina, sendo estas percentagens baseadas no peso da dispersão aquosa. A dispersão aquosa não deverá conter materiais como as gomas que impedem a recrista-lização dos fragmentos de celulose. As partículas sólidas de celulose microcristalina devem, desejavelmente, ter um tamanho médio de partícula na gama de cerca de 5 micra a cerca de 40 micra, tal como na gama de 20 a 30 micra. A dispersão aquosa de celulose microcristalina ê encaminhada repetidas vezes, através de uma zona de superpressão, de elevado cisalhamento, para fragmentar a celulose microcristalina em fragmentos cristalinos com uma dimensão máxima inferior a 1 micron,.e para reaglomerar os fragmentos cristalinos de dimensões, inferiores a 1 micron, sob condições de éLevado cisalhamento e com turbulência a uma escala muito pequena, produzindo-se partículas porosas de celulose microcristalina, micro-reticulada tendo a distribuição do tamanho das partículas desejada. Por "zona de superpressão, de elevado cisalhamento" entende-se uma zona de cisalhamento operada sob uma queda de pressão motriz de, pelo menos, 12 0Q0 psi (816,6 atm), a qual ê dissipada viscosamente em calor. Tal como foi indicado, o material ê encaminhado repetidamente através da zona de superpressão, de elevado cisalhamento. Sob este ponto de vista, ê preferível que o material seja conduzido pelo menos duas vezes, e, de preferên- 71 341
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cia, pelo menos tres vezes, através da zona de elevado cisalha-mento. É melhor que a celulose microcristalina seja encaminhada através de uma zona de elevado cisalhamento com uma razão de cisalha-mento de, pelo menos, cerca de 5 x 10^ (por exemplo, 1 x 107) segundo s^/com uma velocidade de dissipação turbulenta de energia, especifica, de, pelo menos, cerca de 8,5 x 10 erg por cm cubico (8,5 x 10“2 j/cm^) da zona de elevado cisalhamento. De preferência, toda a lama de celulose microcristalina é conduzida em série através da zona de alta-velocidade, superpressão e de fragmentação por cisalhamento por forma a que todo o material que tenha passado através de uma etapa do processamento, seja conduzido â etapa seguinte do processamento. Contudo, o processamento também pode ser realizado por recirculação, num modo reactor em tanque com agitação, 0 qual não ê, contudo, tão eficiente. Ê desejável que, num sistema de fluxo continuo com tratamento contínuo de elevado cisalhamento, a exigência específica de energia (taxa (throughput) de dissipação de energia, por unidade de saída da corrente de produ-
O to), sejam de, pelo menos, cerca de 1 x 10 erg por grama (1 x 104 J/kg). De preferência, ê proporcionada uma velocidade de dissipação turbulenta de energia de, pelo menos, cerca de 4 x 10^ erg por libra (8,8 x 1Q4 J/kg) de dispersão aquosa, pór cada passagem através da zona de elevado cisalhamento e alta velocidade.
As forças cinéticas e de cisalhamento são dissipadas e convertem--se viscosamente em calor e na fragmentação da celulose microcristalina e a temperatura da dispersão deverá aumentar, pelo menos, cerca de 30°C na passagem através da zona de microfragmentação, de superpressão. A zona de superpressão de elevado cisalhamento deve, de preferência, ter uma razão de cisalhamento de, pelo menos, cerca de 1 x 10' s , com uma velocidade de dissipação turbulenta de energia suficiente para aumentar a temperatura da suspensão de, pelo me nos, cerca de 30°C, através de dissipação viscosa da energia de entrada em calor.
Tal como foi indicado, as dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada, podem ser preparadas submetendo uma lama ou uma suspensão aquosa da celulose microcristalina a cisalha- 71 341
File N9 48543 mento intenso, a pressões motrizes muito elevadas, para se obter o tratamento de microfragmentação e de reaglomeração microporosa. Têm sido conseguidos resultados efectivos, utilizando um homogenei-zador CD30 ou CD150 (A.P.V. Gaulin Corp., Boston, MA) ou um homo-geneizador Rannie (A.P.V. Rannie, Copenhagen), usando um elemento de homogeneização em fio de faca, no interior de um anel de impacto que o rodeia de perto com uma pressão de entrada de, pelo menos, cerca de 12 000 psig (816,6 atm) e, preferencialmente, pelo menos 13 000 psig (884,6 atm), para se obterem microfragmen-tos reaglomerados, microporosamente, com um tamanho médio de partícula situado entre cerca de 5 micra e cerca de 15 micra, na sua dimensão máxima.
Correntemente, a celulose microcristalina, micro-reticulada, ê fragmentada utilizando homogeneizadores num arranjo de passagem em série ou de passagem volumétrica. Usando um arranjo com passagem volumétrica, tal como se mostra na FIGURA 1, a lama de celulose microcristalina percorre um circuito fechado, entre o dispositivo de micro-reticulação de superpressão 102, que pode ser um aparelho de homogeneização CD30, CD150 ou Rannie, com homogenei-zador 102 provido de uma elevada pressão motriz (por exemplo, 13 500 psi - 918,6 atm), e o tanque de espera 104. Os tempos de "passagem" ou o numero efectivo de passagens através da zona de microfragmentação, de superpressão, calculam-se com base no volume do lote e no caudal do material, sendo o tempo de uma passagem equivalente ao tempo que todo o volume demora a atravessar a zona de superpressão e de elevado cisalhamento, ao caudal de tratamento. Depois de efectuado um numero desejado de passagens volumétricas, o material micro-reticulado no tanque 104, pode ser encaminhado para o tanque 106 de preparação do produto alimentar onde a dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, pode ser misturada com goma de xantana para revestimento e estabilização das suas partículas micro-reticuladas e pode, subsequentemente, ser misturada com componentes de produtos alimentares seleccionados, para preparar um produto alimentar com baixo teor em gorduras, ou praticamente isento de gorduras, e com características organolêpticas macias e cremosas semelhantes a gordura. No arranjo com passagens em série, o material atravessa 71 341
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cada homogeneizador (até 6) apenas uma vez. 0 número de passagens ê equivalente ao número de homogeneizadores que operam.
Na FIGURA 7 ilustram-se dados de passagens volumétricas utilizando três homogeneizadores diferentes como aparelho de micro-fragmentação 102. Os aparelhos são de três tamanhos diferentes, desde o Gaulin CD30, mostrado como #1 o Gaulin CD150, um pouco maior, mostrado como #2, até ao Rannie de escala industrial (desde o mais pequeno, ao maior), mostrado como #3. O produto de celulose micro-reticulada usado, foi o produto PH101 da FMC Corporation, que ê celulose microcristalina praticamente pura. As temperaturas de processo com este arranjo rondam os 70eF (21,1°C), na entrada do homogeneizador, e os 110 F (43,3°C)·, na saída do homogeneizador (um permutador de calor de placas arrefece o material celulósico microcristalino, entre as passagens), e um nível de sólidos de 6,5-7%, em peso. Estes homogeneizadores utilizam uma válvula em fio de faca e uma sede, dispostos por forma a constituírem uma válvula de homogeneização, de alta pressão e elevado cisalhamento, conforme se mostra na FIGURA 3, em secção recta pelo eixo de rotação. A dispersão aquosa entra na válvula a uma pressão PI de mais de 13 000 psi (884,6 atm) e ê forçada, com alta velocidade, que pode exceder 1 300 pês por segundo (396,2 m/s) , através da fenda existente entre a válvula em fio de faca '302 e a sede 304 que são construídos, de preferência em material cerâmico extremamente duro e resistente ao desgaste, A partir dos dados ê evidente que os homogeneizadores mais pequenos proporcionam a flui-dização mais eficiente da celulose microcristalina, micro-reticulada.
Na FIGURA 4 está ilustrado um gráfico do diâmetro médio das partículas, para três amostras distintas de celulose microcristalina num sistema de passagem volumétrica, com recirculação (FIGURA 1) para celulose microcristalina /produto celulose microcristalina PH101 da FMC Corporation/ que ilustra o tamanho relativamente constante das partículas de celulose microcristalina, micro-reticulada, que são formadas com o número crescente de passagens efectivas através da zona de superpressão, de elevado cisalhamento. Contudo, apesar de o tamanho das partículas não ser reduzido proporcionalmente ao número de passagens, a viscosidade continua 71 341 Pile N9 48543 -12-
a aumentar. A FIGURA 5 ê um gráfico da viscosidade de Brookfield de uma lama de celulose microcristalina PH101 em função do numero de passagens volumétricas, medida com um instrumento Brookfield RVD a 10 rpm, utilizando um eixo B com barra em T, Helipath. Um gráfico conjunto, similar, ilustra o tamanho das partículas na linha 602 e a viscosidade na linha 604 de uma suspensão de celulose microcristalina Avicel PH101, a 7,2%, em peso, em água, tal como mostrado na FIGURA 6. A FIGURA 9 é um gráfico da dependência da viscosidade em relação â concentração, para a celulose microcristalina Avicel PH101, micro-reticulada, com oito passagens através de um aparelho CD150 num sistema com recirculação, como o da FIGURA 1. A corrente de saída altamente fragmentada de cada um dos ho-mogeneizadores Rannie de escala industrial 602-610 e dirigida para um homogeneizador subsequente, sem recirculação do material. A corrente de saída do homogeneizador final 612, depois de passar através do permutador de calor 624, pode ser conduzida para um misturador Vortex 640, como um misturador Breddo, o qual renova constantemente a superfície 642 da celulose microcristalina, micro--reticulada 644 que contêm, através de um padrão de circulação em vórtex, de cisalhamento, Uma goma, tal como a goma de xantana 646, pode ser alimentada continuamente através de um alimentador de sem-fim 648 para um prato vibratÕrio para dispersar a goma em pô, no ar para introdução sobre a superfície 642 e formação consequente de um material estabilizado, revestido por goma de xantana, de celulose microcristalina, micro-reticulada, estabilizada substituin te de gorduras 660, o qual pode ser introduzido num tanque de preparação de produtos alimentares 662 para ser misturado com outros ingredientes de produtos alimentares, de um produto alimentar com baixo teor de gorduras ou isento de gorduras.
Na FIGURA 8 está ilustrado um gráfico que traduz a viscosidade de dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada (preparadas de celulose microcristalina Avicel PH101 com um nível de solidos de, aproximadamente, 7% em peso), em função do numero de passagens em série nos homogeneizadores Rannie â escala indus- 71 341
File Ν9 48543 -13- trial, 602-612, da FIGURA 2. Comparando a FIGURA 8 com a FIGURA 7, a curva #3 para o mesmo homogeneizador Rannie operado no modo tanque com agitação contínua e recirculação, verifica--se que a operação em serie sem recirculação tal como mostrado na FIGURA 2 ê muito mais eficiente do que a operação com recirculação mostrada na FIGURA 1.
Na FIGURA 2 está ilustrada uma concretização de um sistema de processamento com passagens em série. 200 para a produção de celulose microcristalina, micro-reticulada. Na concretização 200, são ligados em serie um conjunto de homogeneizadores de microfrag-mentação, superpressão, 602, 604, 606, 608, 610 e 612, através dos respectivos tanques reservatório 614, 616, 618 e 620, e dos permutadores de calor 622 e 624. Na operação dos sistemas da FIGURA 2, as temperaturas de processamento aumentam com cada passagem neste arranjo: começa-se com 60°F (15,6°C) na entrada para o homogeneizador 602 e aumentam-se 40*F (22,2°C), com cada passagem nos homogeneizadores sucessivos 604, 606. Os permutadores de calor de placas 622 e 624, situados a seguir âs terceira e sexta passagens, arrefecem a dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, até â temperatura inicial de 60'F (15,6°C), assegurando que a temperatura nunca ultrapassa os 195°F (90,6eC) (temperatura de saí da nos homogeneizadores 606 e 612), na concretização ilustrada. Comparando os dados dos Rannie, dos dois arranjos de processamento, i evidente que as passagens em série estabelecem a viscosidade da celulose microcristalina, micro-reticualada, mais rapidamente do que o arranjo volumétrico. O mecanismo principal responsável pela quebra dos cristais de celulose microcristalina é o cisalhamento de alta velocidade e a mudança de direcção. Numa máquina à escala industrial, o material é processado passando com um caudal de 900 gal/h (4108 1/h), aproximadamente. Depois de ser forçado e sujeito a cisalhamento através de uma fenda com 0,0014 in (0,036 mm) (FIGURA 3), sob uma pressão PI de 13 500 psi (918,6 atm), a dispersão de celulose microcristalina atinge velocidades de 1 000 ft/s (304,8 m/s) ou mais (v2, no diagrama da FIGURA 3). A dispersão de celulose microcristalina é forçada a mudar, abruptamente, de direcção pela superfície do anel de impacto 306, a essa velocidade elevada, o que re-
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sulta na divisão dos cristais de celulose microcristalina, e na geração de fragmentos cristalíticos, que podem recristalizar imper feitamente, numa estrutura reticulada, porosa, produzindo deste mo dó a viscosidade da celulose microcristalina, micro-reticulada. A hidratação completa do material de partida é um passo importante, para a obtenção da funcionalidade semelhante a gordura da celulose microcristalina, micro-reticulada. A celulose microcristalina pode, desejavelmente ser fervida em suspensão aquosa ou pode ser aquecida durante o tratamento de microfragmentação, ao permitir-se que a temperatura aumente por dissipação de energia de entrada, na dispersão aquosa. A viscosidade de uma solução ou suspensão de materiais celulósicos i controlada por muitos factores. Nas suspensões coloidais convencionais de celulose microcristalina solida, a viscosidade estã relacionada com o número e com o tamanho dos cristalitos sólidos na suspensão. Tipicamente, os graus coloidais de produtos que compreendem tais cristalitos são protegidos por uma camada de carboximetilcelulose, carregada anionicamente e são, assim, impedidas de se agregarem por repulsão entre as cargas. Ã medida que ê reduzido o tamanho das partículas da celulose microcristalina coloidal por homogeneização sob alta pressão, aumenta o número de cristalitos individuais, aumenta a ãrea superficial total, exposta e aumenta a viscosidade proporcionalmente. Esta explicação não se mantêm valida para fragmentação por cisalhamento elevado, sob superpressão, de suspensões de celulose microcristalina que não possuam um coloide protector para impedir a reaglomeração, sob condições de processo, apropriadas, tal como descrito aqui. Neste caso, o tamanho aparente das partículas permanece pratica-mente inalterado, mas a viscosidade continua a crescer com um tra tamento crescente de microfragmentação/reaglomeração, sob superpressão. Sob este ponto de vista, o material celulósico microcris-talino estã inicialmente, na forma de partículas sólidas de celulose cristalina compactadas muito densamente, que podem ter um comprimento médio de partícula de, por exemplo, 20 a 30 jim (na dimensão mais longa, isto é, quando medida com um analisador de tamanho de partículas, como um analisador de partículas MicroTrac), mas com muitas partículas tão grandes como 200 pm, por micros- 71 341
File N9 48543 -15-copia optica e com uma viscosidade muito baixa. Depoiia de 1 ou 2 passagens pelo homogeneizador de elevado cisalhamento e superpressão, existem muitos cristalitos isolados (cerca de 1 x 0,01jum), mas existe ainda uma maioria de cristais sólidos densamente compactados (com cerca de 10 jum, na sua dimensão mais longa) . A viscosidade ainda ê baixa como se mostra nas FIGURAS 5, 6 e 7. Esta formação progressiva de partículas microcristalinas, micro-reticuladas, está ilustrada nas FIGURAS 10-12. Sob este ponto de vista, as FIGU RAS 10A e 10B são micrografias de exploração electrónica, em duas ampliações diferentes, do produto de partida de celulose microcris-talina Avicel PH 101 hidratado, antes de ser passado por um tratamento de homogeneização de superpressão, com passagens volumétricas múltiplas, como se mostra na FIGURA 1. As FIGURAS 10C e 10D ilustram a superfície de dois cristais microcristalinos do material da FIGURA 1, depois de uma passagem com ampliações diferentes, conforme se mostra pelas marcas ao longo da linha.
As FIGURAS 11A e 11B são micrografias de exploração electrónica de material das FIGURAS 10A e 10B, depois de três passagens pelo equipamento de micro-reticulaçio, da FIGURA 1, enquanto as FIGURAS 11B e 11C ilustram o material depois de sete passagens volumétricas através do sistema da FIGURA 1, mostrando os microfrag-mentos agregados numa estrutura micro-reticulada.
As FIGURAS 12A e 12B são crio-micrografias de exploração, executadas sem fixação química ou desidratação, revelando a natureza aberta das partículas. A FIGURA 13 ê uma micrografia õptica da celulose microcristalina, micro-reticulada. A FIGURA 14 é uma micrografia de transmissão electrónica de um molho fluido, do tipo descrito a seguir, com áreas de celulose micro-reticulada A separadas por áreas C desprovidas de material.
Tal como se mostra nestas FIGURAS, depois de passagens múltiplas no homogeneizador de superpressão, com turbulência a uma escala pequena, tornam-se evidentes agregados micro-reticulados de cristalitos (que aparecem sob microscopia como "bolas de algodão"), com um tamanho de partícula de 10 a 15 micra, por exemplo. Podem ver-se muito poucos cristalitos isolados de dimensões inferiores a 1 micron ou partículas cristalinas densas. Incrustrados nos agre- -16- 71 341
Pile N9 48543 Λ gados micro-reticulados pouco compactos, tipo "bolas de algodao", estão fragmentos e pedaços das partículas densas de celulose cris talina, que ainda não foram completamente dispersas. A viscosidade neste ponto ê elevada e continua a aumentar com o crescente tratamento de microfragmentação.
Pensa-se que as partículas de celulose micro-reticulada se formam por interacções fracas dos cristalitos individuais â medida que são submetidos ao fluxo turbulento através do homogeneizadorí Os agregados crescem por acréscimo do número de cristalitos associados, até que atingem um tamanho õptimo, que pode estar relacionado com a força de cisalhamento no homogeneizador. Estes agregados retêm agua por capilaridade, aumentando assim a viscosidade. Com cada passagem continuam a soltar-se, das partículas densas de celulose microcristalina, cristalitos de dimensões inferiores a um micron e agregam-se imperfeitamente com outros cristalitos para formarem uma rede reticulada, porosa, que está ligada com energias de cristalização fortes nos pontos de contacto, e aumentando o número total de agregados tipo "bola de algodão", disponíveis para absorverem âgua. Eventualmente toda a fase contínua pode ficar povoada com as partículas agregadas de celulose microcristali-na, micro-reticulada, apesar de o teor de sõlidos ser relativamente pequeno, e a viscosidade torna-se muito elevada.
Num estudo recente sobre a coagulação de dispersões de celulose microcristalina, Evans e Luner observaram o comportamento de celulose microcristalina num campo turbulento sob condições de cisalhamento, relativamente pequenas, de 600 s-^, em relação à formação de flocos de celulose microcristalina, com um diâmetro de agre gado grande, uniforme, de cerca 200 micra, /Evans et al., "Coagu-lation of Microcrystalline Cellulose Dispersions", J. Colloid Interface Sei., 128, 464-476 (.1989)]. Esses flocos grandes não seriam adequados para uso como componente alimentar que mimetiza gordura, mas foram descritos como resultantes da instabilidade coloi dal inerente à celulose microcristalina, que tende a agregar-se por alinhamento paralelo dos cristalitos, seguido de ligação de hidrogénio entre as moléculas de celulose. Na ausência de um campo turbulento, os cristalitos de celulose tendem a rearranjar-se em estruturas muito densas, semelhantes â madeira. Num campo tur- 71 341
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bulento, o alinhamento paralelo ê evitado por interacção com outros cristalitos. 0 tamanho final das partículas que ê conseguido por este processo, é determinado pelo limite inferior das dimensões dos remoinhos turbulentos. Os agregados crescerão até esse tamanho, enquanto os agregados maiores serão desagregados. Uma distribuição muito estreita do tamanho das partículas, foi prevista e confirmada experimentalmente.
Está teorizado que a distribuição do tamanho das partículas da celulose microcristalina, micro-reticulada, se torna relativamente apertada durante o processamento de microfragmentação de superpressão e que o tamanho das partículas micro-reticuladas atin ge um patamar depois de passagens múltiplas. Na formação de celulose microcristalina, micro-reticulada, que mimetiza gordura, o tamanho da celulose microcristalina agregada ê muito menor do que aquele que foi relatado por Evans e Luner, devido â força de cisalha-mento muito maior. Pensa-se que o tamanho dos remoinhos turbulentos seja algo inferior a 10 micra, correspondendo, grosseiramente, â distribuição do tamanho das partículas observada.
De qualquer modo, na preparação da celulose microcristalina, micro-reticulada, a dispersão de celulose microcristalina pode ser passada, um numero suficiente de vezes, através de um rompedor de células, ou de outra zona de elevado cisalhamento, para se obter uma dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, com o tamanho de partícula desejado tendo uma viscosidade elevada.. É desejável, que a dispersão micro-reticulada, tenha um teor total em sélidos, de partículas porosas de celulose microcristalina, micro-reticulada na gama de cerca de 5% a cerca de 10% e, mais preferivelmente, de cerca de 6% a cerca de 8%, em peso, base sólida, baseado no peso total da dispersão aquosa. A microfragmentação a superpressão de dispersões de celulose microcristalina, com um teor em sólidos superior a cerca de 10%, em peso, pode ser difícil. Se se formar, por cisalhamento a alta pressão, uma dispersão com um baixo teor em sólidos (por exemplo, 0,5-1% em peso) pode concentrar-se a dispersão resultante por ultra-filtração, por evaporação em filme fino ou por procedimentos de centrifugação, se desejado. Depois da concentração, estas dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada, são macias, cremosas, suaves, brancas, e produzem 71 341
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uma sensação bucal semelhante â da gordura e, depois de tratadas com um agente redutor da adstringência, podem ser usadas como com substituinte de gordura numa diversidade de produtos alimentares com teores sólidos muito bai xos, para se obterem produtos praticamente isentos de gordura. Por exemplo, as sobremesas geladas e os molhos alimentares, preparados com cerca de 1% e cerca de 3%, em peso, numa base de sólidos totais dessa celulose micro-cristalina, micro-reticulada são estáveis, macios e cremosos. A celulose microcristalina, micro-reticulada preparada por microfragmentação a superpressão, sob condições de pequena turbulência, â escala macroscópica, pode produzir uma sensação bucal de adstringência, ou secura, a qual afecta desfavoravelmente a aceita bilidade do produto alimentar. Ainda em acordo com vários aspectos adicionais do presente invento, as características de mimetização de gordura dos produtos alimentares que contem celulose microcristalina, micro-reticulada, podem ser melhoradas por revestimento da superfície das partículas de celulose microcristalina, micro-re ticulada, com um agente controlador da adstringência. Um tratamento efectivo ê o revestimento põs-homogeneização com goma. Para isso, a celulose microcristalina, micro-reticulada, pode ser combinada com cerca de 5% a cerca de 20% em peso, de uma goma iónica ou neutra ou com mistura de gomas , com base no peso total de sólidos da celulose microcristalina, micro-reticulada, na dispersão aquosa. Podem ser usadas várias gomas aniõnicas ou neutras, incluin do xantana, carboximetilcelulose, carragenano, alginato, goma de alfarroba, goma de guar e suas misturas. As gomas mais efectivas são a goma de xantana e o carragenano. Por exemplo, pode misturar--se uma dispersão aquosa de celulose microcristalina, micro-reticu lada, tendo um teor em sólidos de celulose microcristalina, micro--reticulada, de 2% a 10%, com uma quantidade de goma igual a 5% a 20% do peso da dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, num misturador com baixo cisalhamento, como o misturador Hobart ou misturador Breddo. As gomas, podem ser preparadas a seco sobre a dispersão do complexo xantana/proteína, microfragmenta-do, ã medida que ê misturado, no dispositivo de baixo cisalhamento. Está teorizado que ao permitir-se que as gomas se hidratem em contacto com o complexo, permite-se que as gomas interactuem e revistam a celulose microcristalina, micro-reticulada de um modo parti- 71 341
File N9 48543 -19- cularmente eficaz.
Por "goma de xantana" entende-se o heteropolissacãrido produzido pela fermentação do microorganismo do gênero Xanthomonas. Em Industrial Gums, R.L. Whistler, Ed., Academic Press, N.Y. (1973), p. 473 pode encontrar-se uma discussão da suas propriedades físicas e químicas. A goma de xantana em solução aquosa com um contraião apropriado, como o sódio ou o potássio, esta fortemente carregada com car-gas negativas porque as suas cadeias laterais são compostas por ácido glucurõnico carregado, por manose e pelo seu derivado piru-vato. Supõe-se que, em solução aquosa, as cadeias laterais fortemente carregadas e relativamente volumosas que se repelem mutuamente e que estão dispostas com regularidade ao longo de um esqueleto relativamente estreito, proporcionam â goma de xantana hidratada uma estrutura relativamente linear, que se pensa ser um factor importante para proporcionar as propriedades e a funcionalidade desejáveis, nas dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada, preferidos, que incluem goma de xantana e nos produtos alimentares que contêm essas dispersões, como virá a ser discutido com mais pormenor»
Os carragenanos sao polissacâridos estruturais, de plantas vermelhas marítimas como a' Chondus cripus e a Glgartina stellata. Existem diversas variedades de carragenanos que podem ser extraídos de plantas vermelhas marítimas para uso alimentar, incluindo os carragenanos capa, lambda e iota. Os carragenanos são poli-elec-trõlitos anionicos, fortemente carregados, de elevada massa molecular e configuração regular, que possuem grupos éster sulfato, anionicos, dispostos com regularidade ao longo do esqueleto polis-sacãrido. 0 carragenano lambda possui uma estrutura geral linear contendo, substancialmente três grupos sulfato pendentes, por cada dois grupos monossacârido, ao longo do esqueleto polimerico. 0 carragenano capa e o carragenano iota têm significativamente menos éster sulfato do que o carragenano lambda, tendo o carragenano iota, aproximadamente, um grupo sulfato por cada grupo mo-nossacãrido e o carragenano capa tendo, aproximadamente, um grupo sulfato por cada dois grupos monossacâridos ao longo do esqueleto 71 341
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- polimêrico. No Industrial Gums, R,L. Whistler. Ed., Academic Press, N.Y. (1973) pode encontrar-se uma discussão das propriedades físi cas e químicas do carragenano lambda. A adição de goma â dispersão aquosa de celulose microcrista-lina, micro-reticulada tem varias finalidades. O revestimento com goma tem as propriedades de melhorar a sensação bucal, de melhorar a textura, de reduzir odores e sensações indesejáveis e de melhorada estabilidade. Ê importante, que a goma seja adicionada sem formação de grumos ou agregados, para se formar uma dispersão bem misturada. É desejável que a goma seja adicionada directamente, na forma seca, â dispersão aquosa fortemente viscosa de celulose microcristalina, micro-reticulada, sob condições de cisalhamento em võrtex.
As etapas chave do processo são: 1) condução da goma até um dispositivo medidor de põ, sem introdução de humidade na goma; 2) dispersão do põ de goma no ar de modo que caia sobre a superfície do remoinho da dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada; 3) humedecimento rápido de cada uma das partículas de goma; e 4) mistura completa da dispersão. Deste modo, as partículas de goma são separadas umas das outras e são mantidas dessa forma até serem molhadas e dispersas no líquido. Neste ponto não hã perigo de formação de grumos. A mistura íntima da goma com a celulose microcristalina, micro-reticulada, decorre em simultâneo com a hidratação da goma na dispersão aquosa.
Pensa-se que o revestimento, põs-homogeneização da celulose microcristalina agregada, com gomas como a xantana, o carragenano ou a carboximetilcelulose, estabilize as estruturas de celulose microcristalina, micro-reticulada na sua geometria de rede interligada e na sua distribuição do tamanho das partículas e impede aglomeração ulterior. A camada carregada de goma conserva os agregados dispersos nos produtos alimentares preparados usando as dispersões de celulose micro-reticulada, melhorando, também, a sensação bucal. Existe evidência microgrãfica que demonstra que esses agregados, tipo "bolas de algodão", se mantêm nos produtos alimentares e parecem funcionar como unidades com funcionalidade de substituição de gordura. Vantagens adicionais do revestimento com goma, põs-homo- 71 341
File N9 48543 -21 geneização,incluem uma maciez excepcional, a prevenção de sensações de secura da boca e a minimização de maus sabores semelhantes ao do cartão ou do papel. A distribuição do tamanho das partículas, da porção predominante das partículas de celulose microcristalina, micro-reticulada (por exemplo, 8 a 12 jum) ê da ordem do tamanho das gotículas de gordura emulsionadas em muitos produtos alimentares. Por exemplo, as gotículas de gordura láctea no leite podem ter em media 4 jum. Em molhos viscosos, tal como maionese ou molhos para saladas, o tamanho médio das gotículas pode, tipicamente, ser cerca de 10 jum. Os agregados porosos de celulose microcristalina, micro-reticulada podem ser capazes de mimetizar a gordura em muitos produtos porque formam estruturas que têm um tamanho semelhante ao das gotículas de gordura. Para além disso possuem uma resiliência, devida â sua estrutura micro-reticulada que impede a sensação de presença de partículas arenosas, e que produz um grau elevado de funcionalidade para uma quantidade de material relativamente pequena. Pensa-se que a funcionalidade do material celulósico microcristalino, micro--reticulado, resulte da sua capacidade para mimetizar a funcionalidade das gorduras, proporcionando, nao apenas, um aumento da viscosidade dum produto alimentar, mas também conferindo uma sensação bucal de cremosidade, unica, semelhante â da gordura.
As partículas porosas de celulose microcristalina, micro-reticulada, também podem ser revestidas com um agente como um emulsi-onante gorduroso edível, como estearoíl-lactilato, monoglicêridos ou lecitina, um triglicêrido, ou suas misturas, para se obterem características de mimetizaçio da gordura e para se reduzir a adstringência. Os lípidos adequados incluem mono.di e triglicêri-dos, lecitina purificada, estearoíl-lactilato de sódio ou de cálcio, ésteres do poliglicerol, ésteres do propilenoglicol, monoglicêridos lactilados ou PGME, ésteres da sacarose, ésteres diacilac-tílicos de glicéridos ou monoglicêridos etioílados. Os monoglicêridos destilados conferem uma sensação bucal de cremosidade e um sabor suave. 0 estearoíl-lactilato de sódio, confere uma textura cremosa e origina uma sensação bucal de cremosidade pronunciadas semelhantes âs do iogurte, com um sabor a caramelo ligeiramente queimado. Esses revestimentos podem proporcionar, a secura da bo-
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ca e a adstringência substancialmente reduzidas quando comparados com o controlo de celulose microcristalina.
Pode produzir-se um revestimento totalmente natural utilizando uma lecitina natural como lípido de revestimento. Outros materiais que produziriam revestimentos lipídicos de qualidade superior seriam os monoglicêridos destilados.
Essas dispersões de celulose microcristalina, micro-reticula-da possuem estabilidade em prateleira, estabilidade térmica, de pH e de dispersão particularmente desejáveis e uma funcionalidade mui to elevada, em relação â taxa de solidos em percentagem ponderai em conjunto com textura e características de sensação bucal, cremosas e macias, e com gosto suave que, geralmente, ê compatível com uma larga variedade de produtos alimentares.
Podem ser proporcionados produtos alimentares com baixos teores em gordura, ou praticamente isentos de gorduras contendo essas dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada, que têm características novas e particularmente desejáveis, como se descreverá a seguir, com maior detalhe. Esses produtos podem compreender de cerca de 0,25%, a cerca de 4%, em peso Cbase de solidos), da dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada a qual ê desejavelmente estabilizada na forma micro-reticulada com até cerca de, aproximadamente 20%, em peso com base no peso de celulose microcristalina,micro-reticulada de goma-xantana, É desejável, que os produtos alimentares compreendam, ainda, de cerca de 40% a cerca de 95%, em peso, de humidade, de cerca de 0 a cerca de 50% de hidratos de carbono, de cerca de 0 a cerca de 35%, em peso, de proteína e de cerca de 0 a cerca de 7%, em peso de gorduras, bem como sal, agentes saborizantes e outros componentes de alimentos. Serão descritas, a seguir, com maior detalhe, diversas aplicações alimentares específicas.
Tendo sido descrita a produção de dispersões de microfragmen-tos, em linhas gerais, diversos aspectos da invenção serão também descritos, no que diz respeito aos processos e ao equipamento, ilustrados esquematicamente na FIGURA 2. Tal como se mostra na FIGURA 2 pode ser preparada uma dispersão aquosa de celulose microcristalina, dispersando celulose microcristalina, num mecanismo de
File N9 48543 -23- mistura adequado, de modo a proporcionar uma dispersão aquosa, de celulose microcristalina, contendo cerca de 7%, em peso, de um total de sólidos, que pode ser um equipamento de cozedura, e sujeitando-a a microfragmentação, na forma de lama, através de dispositivos de cisalhamento elevado, 602, 604, 6Q6, 608, 610, 612, a qual ê, depois, encaminhada para um misturador de vórtex 640. A xaritana em pó ê medida para o dispensador de prato vibratório 650, por intermédio de um dispositivo de medição de tipo sem-fim, tal como um alimentador de sal e goma 648.
Pode ser usado um dispositivo de prato vibratório, 650 tal como um prato plano, mantido a ângulo muito pequeno com a perpendicular, o qual vibra de modo a que a goma em pó caia, da extremidade do prato, de forma dispersa, sobre o líquido.
Também pode ser usado um dispositivo de peneiração como meio para dispersar no ar a goma-xantana em pó. A malha do peneiro pode ter aberturas ligeiramente maiores do que o tamanho das partículas de goma, podendo movimentar-se circularmente, ou para diante e para trãs, num plano horizontal, com uma velocidade de 30 a 120 ciclos por minuto. A amplitude do movimento pode, em geral, ser pequena, â volta de 2 polegadas (5,08 cm) ou menos. 0 tanque de mistura 640 deve ser capaz de movimentar um flui do fortemente viscoso com uma velocidade tal, que apresente sempre uma superfície sem acumulação de goma, para que as partículas individuais de goma possam ser molhadas rapidamente. 0 tanque deve criar um vórtex no fluido fortemente viscoso e a goma deve, desejavelmente, encontrar a superfície do líquido, no vórtex, para eficiência máxima; contudo, a goma não deve cair precisamente no centro do vórtex. Ele mistura, então, duma forma rápida, a goma que está, primariamente, sobre a superfície de modo a que se espalhe homogeneamente por toda a mistura e que possibilite níveis unifor mes de revestimento, da celulose microcristalina. Para este fim têm sido usados, com sucesso, tanques dum tipo equipado com impulsor (Breddo, Crepaco, etc.). Pode ser usada uma bomba de recir-culação para garantir uma mistura melhor. A goma hidrata-se e reveste a celulose microcristalina, micro--reticualda depois de estar bem misturada com a celulose microcris- 71 341
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. talina, micro-reticulada e a agua disponível. A velocidade de hidratação, depende da razão de cisalhamento e da quantidade de água disponível na celulose micro-reticulada, o que ê determinado pela quantidade de microfluidização que a celulose microcristalina sofre. A mistura deve ser hidratada antes de ser usada num produto, de modo a possibilitar uma acção de revestimento, mãxima.
Tal como foi indicado, pode proporcionar-se sobremesas geladas que incorporem celulose microcristalina, micro-reticulada, as quais têm propriedades organolepticas desejáveis. Tipicamente, nas formulações de sobremesas geladas,convencionais, quanto maior for o teor em gordura numa sobremesa gelada, mais agradáveis e apetitosas serão a sua textura e o seu sabor. Por exemplo, os gelados que, em geral, compreendem, pelo menos cerca de 10%, de gordura láctea, têm, tipicamente, uma textura e um sabor superiores a textura e ao sabor de sobremesas geladas que compreendem proporções de gordura pequenas. Contudo, quanto maior ê o teor em gordura da sobremesa gelada, maior será o seu teor calõrico. Podem proporcionar-se, em concordância com a presente descrição, sobremesas geladas nutritivas, com baixo teor calõrico, com teores em gorduras baixos, ou praticamente isentos de gorduras, que têm ca-racterísticas de aroma e de textura, desejáveis, semelhantes às de sobremesas com um teor em gorduras superior e tendo estabilidade de sabor e armazenamento, substancial, em conjunto com uma textura cremosa. Tais sobremesas geladas podem compreender de cerca de 0 a cerca de 2% de gorduras edíveis, de cerca de 1% a cerca de 3%, de uma celulose microcristalina, micro-reticulada (base seca), de cerca de 2% a cerca de 8%, em peso, de proteínas (base seca) de cerca de 10% a cerca de 30%, em peso, de um componente sacãrido compreendendo um ou mais açucares e de cerca de 45% a cerca de 8Q% de água. Também podem ser incluídas várias gomas, estabilizan tes e emulsionantes, agentes saborizantes e componentes de alimen tos saborizantes, em conformidade com as práticas convencionais.
Pode utilizar-se de cerca de 0 a cerca de 20%, em peso, de sõli-dos de xarope de milho, com DE baixo (15-28), para auxiliar a obtenção de uma textura cremosa bem definida..
Na preparação de tais sobremesas geladas, ê preparada uma mistura a qual compreende um componente aquoso e, opcionalmente, -25- 71 341
File N9 48543 uma quantidade muito pequena de um componente de gordura. 0 componente de gordura constui cerca de 2%, ou menos, da mistura e po se ser qualquer gordura edível que seja firme, mas espalhãvel à temperatura ambiente, tal como a gordura láctea. 0 componente aquoso compreenderá, ordinariamente, água, proteínas e agentes edulcorantes podendo, também, compreender ingredientes saborizantes e estabilizantes. 0 componente celulósico (e o componente de gordura opcional, se utilizado), pode ser cuidadosamente misturado com os outros componentes e a mistura pode ser homogeneizada, para originar uma composição totalmente homogeneizada a qual pode, então, ser submetida a arejamento e a congelação, de um modo convencional, como com um permutador de calor de superfície varrida. A mistura de sobremesa gelada pode ser empacotada e endurecida depois de ser descarregada do permutador de calor, para proporcionar uma sobremesa gelada com baixo teor em gorduras, tendo textura cremosa e sabor excelentes em conjunto com um reduzido teor calõrico,numa composição com teor em gordura reduzido ou isento de gorduras.
As dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada são também, particularmente uteis como componentes de molhos alimentares, com baixo teor em óleos, ou isentos de óleos, tal como molhos para saladas e molhos viscosos e fluidos. Os molhos alimentares acídicos, estáveis ao armazenamento, que compreendem dispersões de celulose microcristalina, micro-reticulada, são particularmente desejáveis e compreendem a mistura de um veículo acídi-co, aquoso e fiiido, para molhos alimentares, com um pH inferior a cerca de 4,1, e de um componente, com textura cremosa, de celulose microcristalina, micro-reticulada, que retem a sua estabilidade no veículo acídico para molhos para alimentos. Em geral, a composição alimentar estável ao armazenamento compreende de cerca de 0,25% a cerca de 4%, em peso, e, preferencialmente de cerca de 2% a cerca de 3%, em peso, da dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada Cbase sólida) de cerca de 0 a cerca de 7% e, preferencialmente, menos de 4%, em peso, de um óleo ou de uma gordura edíveis e de cerca de 50% a cerca de 99,75%, em peso, e, prefe-cencialmente, de cerca de 90% a cerca de 99%, em peso, do veículo 71 341
File N? 48543 aquoso, fluido, para molhos alimentares, baseadas na massa total do molho, para alimentos. Podem ser incluídos no molho atê cerca de 20% de outros componentes, tais como materiais saborizantes e componentes alimentares em partículas. O veículo do molho alimentar utilizado de acordo com o presen te invento contara, em geral, de cerca de 20% a cerca de 96%, em peso, de agua e agente acidificante suficiente para garantir que o componente aquoso, do veículo do molho, tenha um pH inferior a 4,1 e, preferencialmente, situado na gama de cerca de 2,75 e cerca de 3,75. Em conformidade com a produção convencional de molhos alimentares, dependendo do pH desejado, da quantidade de agua no veículo do molho e do efeito de componentes adicionais do molho alimentar, o agente acidificante, o qual pode incluir acido acético ou uma mistura de ãcidos acético e fosfórico, estará, em geral, presente numa quantidade de cerca de 0,1% a cerca de 3,5%, em peso com base na massa total do veículo do molho alimentar.
Também em conformidade com a produção convencional de molhos, o veículo do molho alimentar pode conter até cerca de 20%, em peso de um agente encorpante, tal como gomas, amido ou outros hidroco-lõides e suas misturas, de cerca de 0 a cerca de 5% de sal, de cer ca de 0 a cerca de 30% de edulcorante, e de cerca de 0 a cerca de 15% de especiarias e aromatizantes, com base na massa total do veí culo para molho alimentar. 0 veículo do molho alimentar que pode ser utilizado, pode ser utilizado em molhos isentos de éleos, molhos fluidos ou viscosos e produtos para molhos alimentares, emulsionados ou não-emulsionados, do tipo comummente utilizado como acessório em saladas, vegetais, sanduiches e outros. Estão inluí-dos nesta classificação produtos como a maionese isenta de gorduras, molhos para saladas e "molho Francês" para saladas e suas imitações, incluindo condimentos ou produtos de reduzido teor caló rico. O óleo, no âmbito do uso em formulação dos molhos, pode ser qualquer um dos óleos triglicêridos edíveis conhecidos, derivados de sementes oleoginosas, por exemplo, óleo de milho, óleo de soja, óleo de açafroa, óleo da semente do algodão, etc., ou suas misturas. O edulcorante usado é, tipicamente, a sacarose. Contudo, também podem ser utilizados outros edulcorantes como a dextrose, a frutose, sólidos de xarope de milho e edulcorantes sintéticos. -27- 71 341
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Os xaropes de milho com DE- baixo são um componente particular mente desejável destas formulações de molhos isentas de gordura.
Um componente importante dos molhos praticamente isentos de gordura ê um componente de xarope de milho com baixo equivalente em dex trose, em proporções específicas, tendo uma equivalência em dex-trose na gama de 15 a cerca de 28 e, preferencialmente, na gama de cerca de 20 a cerca de 25. Esses sõlidos de xarope de milho, com DE 15-28, podem ser proporcionados por hidrólise ácida, enzimãti-ca ou ãcido-enzimática, do amido de milho. 0 valor de equivalente em dextrose, (DE), pode ser calculado, de acordo com a fórmula DE = 100/(Mn/180,16) na qual Mn é a media aritmética da massa mole cular dos sõlidos do xarope de milho. Pode incorporar-se uma proporção substancial desses sólidos de xarope de milho, com DE baixo, 15-28, nos molhos fluidos, para se obter um máximo de benefícios. Para isso, é desejável que o molho fluido compreenda de cerca de 10%, a cerca de 25%, em peso, e, preferencialmente, de cerca de 14%, a 21%, em peso, desses sólidos de xarope de milho com DE 15-28, sendo as percentagens com base no peso total do molho fluido. Pensa-se que os sólidos de xarope de milho, com equivalente em dextrose baixo conferem ao molho fluido, características de mimetização da gordura mais agradáveis e melhoram características organolépticas adversas do componente de celulose microcrista-lina, micro-reticulada. 0 componente de xarope de milho, com equivalente em dextrose 15-28, proporciona uma melhoria substancial, nas propriedades orga nolêpticas de textura dos produtos alimentares que contêm celulose microcristalina, micro-reticulada e, em combinação com o componente celulósico microcristalino, micro-reticulado, proporciona um perfil de sabor mais definido, um carácter mais cremoso e ainda reduz a sensação de revestimento da boca, a adstringência e gos tos persistentes, indesejáveis, ou gostos prolongados relacionados, que, doutra forma, poderiam estar presentes, no nível de utilização, da celulose microcristalina, que ê usado nos molhos para alimentos.
Podem usar-se pequenas quantidades de qualquer agente emulsio nante, nas composições dos molhos para saladas, do invento. Nesta prespectiva, podem usar-se sólidos da gema de ovo, proteínas, goma -28 71 341
File Ν9 48543 arábica, goma da semente da alfarroba, goma-guar, goma de caraia, goma de tragacanto, carragenano, pectina, esteres do propileno-glicol com o acido algínico, carboximetilcelulose de sódio, polis-sorbatos e suas misturas, como agentes emulsionantes, em conformidade com as praticas convencionais da produção de molhos alimentares .
Pode ser usado um agente encorpante no veículo do molho alimentar, para se obter o corpo ou a viscosidade desejados em conformidade com as praticas convencionais, em adição à dispersão do complexo xantana/proteínas (que actua como agente encorpante funcional e que torna o produto cremoso). Esse agente encorpante pode ser uma pasta de amido ou pode compreender uma goma edível como a goma de xantana (como agente encorpante, não como parte do complexo interligado molecularmente xantana/proteínas) , a goma-guar, o éster de propilenoglicol com o acido algínico ou semelhantes. 0 amido, se for utilizado, poderã estar tipicamente presente num ní vel de cerca de 2% a cerca de 10¾. A goma edível estarã, tipicamente, presente em níveis inferiores para proporcionar o corpo e a textura desejados. A pasta de amido usa-se, em geral, como um agente encorpante na preparação de molhos semi-sõlidos, emulsionados, â base de óleo, tal como molhos para saladas, e pode ser usada na preparação de molhos fluidos emulsionados à base de óleo, tal como "molho francês". O amido pode ser utilizado a um nível de cerca de 1% a cerca de 10%, em peso, em molhos semi-sõlidos e, a um nível de 0 a 8%, em molhos fluidos. Pode ser utilizado qualquer material adequado que contenha amido e, sob este ponto de vista, pode utilizar-se, como agente encorpante, qualquer amido alimentar, quer modificado, não-modificado ou pré-gelatinizado, farinha de tapioca, fécula de batata, farinha de trigo, farinha de centeio, farinha de arroz ou suas misturas, na preparação de veículos para molhos para alimentos. Semelhantemente, o agente encorpante pode compreender gomas edíveis, individualmente ou em combinação e as gomas, usualmente, irão proporcionar o corpo e a textura desejados, com níveis de incorporação inferiores aos que normalmente são requeridos quando se utiliza pasta de amido. As gomas, quando se usam como agente encorpante, estarão, tipicamente, presentes a um nível de entre -29- 71 341
File N9 48543 0/05% e 2,5%.
Também podem ser incluídos, em quantidades eficazes, diversos outros componentes, tal como especiarias e outros agentes sa-borizantes, e conservantes, como o acido sõrbico (incluindo os seus sais). O veículo do molho pode ter um pH em meio aquoso de cerca de 4,1, ou inferior, preferivelmente, na gama de cerca de 2,75 a cerca de 3,75. Pode usar-se qualquer acido, ou mistura de ãcidos, edí-vel, para se obter o grau de acidez desejado, no molho emulsionado, sendo ãcidos edíveis adequados o ácido láctico, o acido cítrico, o acido fosfõrico, o acido clorídrico, o ãcido acético e suas misturas. As misturas de ãcido acético com ãcido fosfórico são agentes acidificantes particularmente preferidos. A quantidade utilizada para se obter um pH desejado, dependerá de uma variedade de factores conhecidos na arte, incluindo a capacidade de tampona-çao dos componentes proteicos do molho. A dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada é um componente importante dos molhos alimentares, podendo ser misturada com outros ingredientes do molho, na forma de uma dispersão aquosa, revestida por goma de xantana, hidratada, tal como foi descrito anteriormente. Essas dispersões aquosas hidratadas, de celulose microcristalina, micro-reticulada,hidratada/xantana, podem compreender, tipicamente, de cerca de 88% a cerca de 95% de ãgua,de cerca de 5% a cerca de 10%, em peso, da celulose microcristalina, micro-reticulada, e de cerca de 0,5% a cerca de 2%, em peso, de gama de xantana.
Tendo sido descritos na generalidade diversos aspectos do presente invento, este serã, agora, descrito mais em pormenor, com referência aos seguintes Exemplos específicos.
Exemplo 1 ?repara-se um produto de celulose microcristalina, micro-reti culada, na forma de dispersão aquosa, bombeando 7910 libras (3 587,9 kg) de âgua desionizada, com uma condutividade de 6,0 micro-ohm-·*-, para um tanque de mistura. Adicionam-se â água, 660 li- -30- 71 341
File N9 48543 bras (299,4 kg) de celulose microcristalina, comercialmente disponível (produto Avicel PH101, da FMC Corporation), por intermédio de um misturador "Triblender”. 0 pH da mistura ê cerca de 6,05, e a condutividade ê de cerca de 47 microhirT·*·. Esta mistura decanta com rapidez e deve ser agitada continuamente para que se mantenha suspensa. A mistura, ê transferida para um tanque de espera e é agitada à temperatura ambiente, durante 2 horas, aproximadamente. A seguir a suspensão ê bombeada através de um sistema de homogenei zação Rannie, de elevado cisalhamento, tal como se descreve na FIGURA 1, durante 7 passagens volumétricas, com recolha de amostras de produto em cada passagem. O produto e arrefecido num permuta-dor de calor depois de cada passagem. Uma passagem consiste no tempo calculado, para que todo o material contido no tanque de espera, atravesse o homogeneizador, considerando o caudal de processo. O caudal de processo é de 117,4 libras/minuto (3 195,1 kg/h), estabelecido por uma bomba de deslocamento positivo, ate ao homogeneizador, e, depois, através de um medidor de caudal de "micro--motion", ate ao permutador de calor, com retorno para o mesmo tan que de espera. A pressão de entrada, no homogeneizador, ê de 13 400-13 600 psi (911,8-925,4 atm). A temperatura de entrada no homogeneizador ê mantida entre 40°F (.4,4*0 e 80* F (26,7*0. O aumento de temperatura no homogeneizador ê de 40-50* F (22,2-27,8*0 e o arrefecimento provocado pelo permutador de calor ê de 35-45*F (19,4-25,0*0 . 0 produto e amostrado em cada passagem.no momento em que a corrente reentra no tanque de espera. As amostras são analisadas, em relação ao tamanho das partículas, ao teor em sõlidos totais e â viscosidade de (Brookfield). Determinou-se com um forno de micro-ondas, para sõlidos, que o teor em sõlidos era de 7,4%Í0,1% do total de sõlidos. 0 tamanho das partículas depois da primeira passagem, permanece relativamente constante, na gama de 10-17 micra e a viscosidade aumenta constantemente com um crescimento de 2 500 cP por passagem. A viscosidade é medida a 70-80°F (21,1--26,7*0 usando um viscosímetro de Brookfield com eixo B com barra em T, a 10 rpm.. A viscosidade i medida na amostra recolhida â entrada no tanque até que a viscosidade se situe num intervalo de 2 000 cP relativamente ao valor alvo de 15 00Q cP. Recolhem-se, en- -31- 71 341
File N9 48543 tão, amostras representativas de todo o conteúdo do tanque de espera e mede-se a viscosidade. Quando a viscosidade da amostra representativa atingir 14 OOOtl 000 cP', suspende-se o processamento. Depois de sete passagens, a viscosidade da amostra e de 18 000 cP e a da amostra recolhida no tanque é de 14 400 cP. A pressão motriz do homogeneizador ê reduzida atê zero e o produto permanece em circulação, atê que a temperatura no tanque seja inferior a 50* F (10*C). O produto ê, então, bombeado para tambores, para armazenagem. O produto terminado possui uma textura macia e cremosa com uma aparência branca e um gosto suave. A análise final, do teor em sólidos ê de 7,7%Í0,1% e a viscosidade ê de 13 340ÍÍ 200 cP. 0 tamanho das partículas do produto acabado é de 12,96Í0,68 mi-cra com condutividade de 63 micro-ohm e o pH ê de 5,92. A capacidade de retenção de âgua, ê de 10,3%Í3,0% medida a partir da quantidade de água que se liberta durante um teste de centrifugação.
Os parâmetros reolõgicos de Herschel-Bulkley calculados são os seguintes: o coeficiente de consistência, m, 40-45; o índice da lei de potência, n 0,41-0,55; e o limite elástico, 450-550 dine/ cm2 (45-55 Pa), conforme medição com um medidor de escoamento de tensão controlada, Carri-Med, com um cone 1* 5- cm, a 25°F (-3,9°C).
Exemplo 2
Preparou-se uma suspensão do produto Avicel PH101, de celulose microcristalina da FMC Corporation, em âgua desionizada, a qual foi, depois, homogeneizada, sob alta pressão, para originar um fluido fortemente viscoso.
Para isso, foram suspensas 585 libras (265,3 kg) de Avicel PH101 em 7 375 libras (3 345,2 kg) de âgua desionizada num tanque com agitação contínua, resultando uma solução com 7,36% de sólido. O tempo de mistura do lote foi de 15 minutos. A suspensão foi passada em serie através de 3 homogeneizado-res Rannie, (FIGURA 2) , a um caudal de 120 libras por minuto (3 265,9 kg/h).; a seguir, foi arrefecida num permutador de calor de placas, e processada, através de mais 3 homogeneizadores Rannie e um permutador de calor de placas final. Todos os 6 homogeneiza- -32- 71 341
File N9 48543 dores operavam a uma pressão de-entrada de 13 500 psi (918,6 atm) . A temperatura inicial do fluido era de 60* F (15,6°C), aumentando 40* F (22,2*0, em cada passagem através dos 3 primeiros homogenei-zadores de super-pressão. A solução foi, então, arrefecida, até â temperatura inicial de 60°F (15,6*C), antes de entrar no quarto homogeneizador onde, também teve lugar o aumento de 40’F (22,2* C), por cada passagem. Deppis da sexta passagem, o fluido foi arrefecido até 76*F (24,4*0 e vertido em tambores. A viscosidade final (de Brookfield) depois de 6 passagens foi de 30 800 cP, resultando uma pasta branca e espessa.
Exemplo 3
De hâ muito que se sabe que os triglicêridos (gorduras e óleos) conferem propriedades texturais e de sabor agradáveis, a vários molhos e são convencionalmente usados, em quantidades substan ciais, em molhos fluidos.
Preparam-se diversos molhos para saladas, praticamente isentos de gorduras, utilizando um xarope de milho com DE baixo e uma dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, preparada tal como foi descrito nos Exemplos 1 e 2, para se obter uma melhoria pronunciada nas propriedades texturais de sabor. Mais espe-cificamente, o perfil de sabor é melhor definido e são reduzidas muitas características de aspereza através da incorporação de xaropes de milho com DE baixo. A sensação de revestimento da boca e o gosto persistente prolongado, são, também, marcadamente melhorados. Convém salientar que a utilização de sólidos secos de xarope de milho, com DE elevado, não produz o efeito pretendido.
Preparou-se um molho praticamente isento de gorduras, de tipo de leitilho, utilizando uma dispersão de celulose micro-reticulada, como a dos Exemplos 1 ou 2, compreendendo, aproximadamente, 7%, em peso, de celulose. 0 molho fluido tem a composição seguinte: -33- 71 341
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Molho fluido, de tipo leitilho
Ingredientes Agua Leite doce cultivado ("Buttermilk") , com baixo teor em gorduras Xarope de milho, com DE 25 Sólidos de celulose microcristalina micro-reticulada Õleo de margarina misturado Vinagre de cereais 120 Açúcar (sacarose) Sal Goma de Xantana Estabilizantes e acidificantes (Acido fosfórico) Aromas, especiarias e corantes
Percentagem (tal e qual) 47,82322 20,00000 15,00000 2,70000 2.50000 2.50000 2,00000 1,40000 0,5000 0,792 4,78478 100,0000
Na preparação do molho fluido, a dispersão de celulose micro-cristalina, micro-reticulada i introduzida num misturador de võrtex, com faomba Breddo, de elevado cisalharaento. Λ goma de xantana e o açúcar são misturados, e a mistura goma de xantana/açucar, ê adicionada, lentamente, â celulose microcristalina micro-reticulada, sob condições de mistura em võrtex, do misturador, sendo misturada durante alguns minutos, para se obter homogeneidade. Adicionam-se, subsequentemente, â mistura, o xarope de milho, com DE baixo, juntamente com os outros ingredientes secos e líquidos, sob condições de cisalhamento em võrtex. Por fim, funde-se e adiciona-se num õleo de soja parcialmente hidrogenado, com ponto de fusão de cerca de 100-105* F (37,8-40,6*0, e um índice de iodo de 92,5--95, aproximadamente, para se dispersar o õleo, uniformemente sem o emulsionar. 0 molho caracteriza-se, organolepticamente, pela sua excelente cremosidade.
Preparou-se do mesmo modo um molho tipo "Thousand island", praticamente isento de gorduras, com a composição seguinte: 71 341
File N9 48543 -34-
Molho "Thounsand Island", isento de gorduras
Percentagem (tal e qual) Ingredientes 43,9519 Agua 15,0000 Xarope de milho, com DE 25 14,0000 6,5000 Açúcar Vinagre de cerecais 120 5,5000 Polpa de tomate 5,0000 Condimento 2,5000 Sólidos de celulose microcristalina micro-reticulada 2,3000 1,7500 õleo de soja parcialmente hidrogenado Sal 0,4000 Goma de xantana 0,4410 Estabilizantes e acidificantes 2,6571 100,0000 Aromas, especiarias e corantes 0 molho produz uma sensação bucal, bem definida* de cremosi-dade, que mimetiza a gordura.
Também se preparou um molho "tipo Francês" praticamente isento de gorduras, com a composição seguinte:
Molho "Francês" isento de gorduras Percentagem (tal e qual) Ingredientes 52,952166 20,0000 10,5000 6,0000 2,6000 2,0000 Agua Xarope de milho, com ED 25 Açúcar Vinagre de cereais 120 õleo de soja parcialmente hidrogenado Sólidos de celulose microcristalina micro-reticulada 1,8500 Sal 0,5500 Goma de xantana 0,341 Estabilizantes e Acidificantes -35- 71 341
Pile N9 48543 3/206834 Aromas, especiarias e corantes 100,00000 0 molho "tipo Francês", possui características organolépticas, de cremosidade, agradáveis, típicas de um molho com um teor em gorduras substancialmente maior.
Exemplo 4
Prepararam-se dois lotes diferentes, de molhos viscosos com um teor em gorduras muito baixo, do tipo maionese ou molho para salada, utilizando celulose microcristalina, micro-reticulada. Na preparação dos molhos viscosos, praticamente isentos de gorduras, prepararam-se e combinaram-se, uma base de amido e uma emulsão com um teor em gorduras muito baixo. A base de amido, preparou-se a partir dos componentes seguintes;
Ingredientes (% Lote 1 ponderai) Lote 2 Ç% ponderai) Ãgua 60,3 57,17 Xarope de milho, com DE 24 20,0 0,00 Amido 8,2 8,20 Ãcido láctico (50%) e vinagre de cereais 120 11,0 13,78 Mistura de acucar e especia rias 0,0 20,85 Na preparação da base de amido, adicionou- se ãgua, a um piente com duplo manto, munido de um agitador de pás, e adicionaram-se, por ordem, os restantes ingredientes, sob agitação. A lama resultante, foi aquecida, atê 190* F (87,8*0, e mantida a essa temperatura durante 1 minuto. A base de amido foi arrefecida até â temperatura ambiente, e ficou a aguardar utilização. O componente "emulsão" foi preparado a partir dos ingredientes seguintes: -36- 71 341
File N9 48543
Ingredientes ^ Lote 1 ponderai) Lote 2 (% ponderai) Âgua 55,690 62,325 Oleo vegetal 6,00Ò 6,000 Sal e sacarose 12,330 16,760 Goma de xantana 1,100 1,100 Gomas, Proteínas & Esta-bilizantes 1,359 1,359 Vinagre de cereais 120 1,700 4,000 Corantes naturais e arti ficiais 0,608 0,608 Sólidos de xarope de milho, com DE 24 8,000 0,000 Aromas, especiarias, vitaminas e conservantes 8,438 2,518 Sólidos de celulose microcristalina, micro-reticulada 5,330 5,330
Nota: A percentagem de celulose microcristalina, micro-reticulada (substituinte das gorduras) na formulação, ê ajustada, por forma a obter-se um teor em sólidos, de celulose seca, de 2,4%, no produto terminado.
Na preparação do molho viscoso adicionam-se dois terços da agua da formula a um recipiente de mistura, com agitação, adicionando-se, a seguir, a celulose microcristalina, micro-reticulada. Num recipiente separado, misturam-se, o óleo, as gomas, as proteínas e os corantes da fórmula, para se obter uma lama de óleo/ goma. A lama de óleo/goma, ê adicionada a âgua, num misturador e os componentes são misturados, atê que estejam bem dispersos. Os aromas e as especiarias são, então, seleccionados. 0 sal e os conservantes são dissolvidos na água que ainda resta, e que constitui um terço da água da fórmula, e são adicionados â mistura, sob agitação contínua, que prossegue atê se obter uma mistura homogénea. Passa-se a emulsão através de um moinho coloidal com um ajustamento da abertura que garanta um aumento de 4°F (2,2°C) e recolhe-se a emulsão para utilização na produção do produto terminado.
Os molhos para saladas, na forma de produtos terminados, produzem-se por combinação da emulsão e da base de amido apropriadas, numa razão de 45% de emulsão para 55% de base de amido, em peso, -37- 71 341
File N9 48543 misturando, atê se obter uma mistura homogénea. 0 produto, possui uma textura organolêptica suave a cremosa. 45,00¾ 55,00%
Emulsão Base de amido
Exemplo 5
Para melhorar as características organolêpticas, reveste-se uma dispersão aquosa de celulose microcristalina, micro-reticulada, preparada de um modo semelhante ao do Exemplo 1, com um lípi-do redutor da adstringência.
Misturam-se sob elevado cisalhamento, 5Q0 g de dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, com 220 g de agua de-sionizada, num misturador Tekmar atê que a temperatura atinja 100°F (37,8°C). Aquece-se suavemente, num prato de aquecimento, um emulsionante edível, monoglicêrido, de grau alimentar, (o Dimodan, OK), até que este se transforme num líquido límpido. Adiciona-se, suavemente, o líquido ao võrtex do misturador Tekmar. Depois da adição, a mistura fica muito espessa e parecia estar arejada. Agita-se a mistura durante mais 10 minutos e a temperatura atinge 160" F (71,1* C), A mistura é, então, vertida num frasco de vidro e ê colocada no frigorífico. O conteúdo dos recipientes dificilmente se torna límpido, em contraste com os recipientes que contêm apenas a dispersão aquosa de celulose microcristalina, micro-reticulada, o que indica ter, provavelmente, ocorrido, um revestimento, pelo emulsionante edível.
De um modo semelhante, adicionam-se, lentamente, 5 g de este-aroíl-lactilato de sodio, a 500 g de dispersão aquosa, de celulose microcristalina, micro-reticulada, com um teor em sólidos de aproximadamente 5% em peso. A mistura ê sujeita a cisalhamento, sob alta velocidade, com um misturador Tekmar, durante mais 5 minutos. A temperatura final é de 170*F (76,7°C].
Segue-se uma sequência análoga, para misturar 5 g de lecitina (Centrolex F ou Lecitina P), em 500 g de dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, com teor em sólidos de 5%, em peso. -38- 71 341
File N9 48543
As amostras revestidas, exibem características de secagem da boca reduzidas.
Será apreciado, que são produzidos produtos alimentares com características semelhantes âs que as gorduras proporcionam, cremosos e suaves, em conformidade com o presente invento. Apesar de o presente invento ter sido descrito, em relação a diversas concretizações específicas, tornar-se-ão evidentes vãrias modificações, a partir da presente descrição, que se pretende estejam incluídas no âmbito das reivindicações seguintes.

Claims (5)

  1. 71 341
    File N9 48543 —39 REIVINDICAÇÕES 1. - Processo de preparação de um produto alimentar com baixo teor em gorduras·, ou praticamente isento de gorduras, caracte-rizado por incluir os passos de aquecimento e cisalíiamento repetido de uma dispersão aquosa que consiste em cerca de 3% a cerca de 10%, em peso, de celulose microcristalina, e de cerca de 9Q% a cerca de 97%, em peso, de agua, numa zona de elevado cisalhamen-to com uma queda de pressão de, pelo menos, 12 000 psi (816,6 atm) para fragmentar a celulose microcristalina, em fragmentos de celulose microcristalina de dimensões inferiores a 1 micron, e de reaglomeração dos fragmentos de celulose cristalina, sob condições de elevado cisalhamento, para produzir uma dispersão aquosa de partículas microcristalinas micro-reticuladas e porosas, com um volume de vazios de, pelo menos, cerca de 25%, em volume, um tamanho médio de partícula situado entre cerca de 5 micra e cerca de 20 micra, e uma distribuição do tamanho das partículas tal que, pelo menos cerca de 75%, em peso, das partículas, têm uma dimensão máxima menor do que cerca de 25 micra, de combinação da referida dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, com cerca de 2%, a cerca de 33%, em peso, de uma goma de xantana, sendo as percentagens expressas com base no peso seco da referida ' celulose microcristalina, micro-reticulada, para se obter uma dispersão de celulose microcristalina, micro-reticulada, estabilizada por xantana, e de mistura da referida dispersão, de celulose microcristalina, micro-reticulada, estabilizada por xantana, com componentes alimentares adicionais, para proporcionar um produto alimentar com baixo teor em gorduras ou isento de gorduras, compreendendo entre cerca de 0,25% a cerca de 4%, em peso, de celulose microcris talina, micro-reticulada, dispersa, entre cerca de 50% e cerca de 99%, em peso, de água, entre cerca de 1% a cerca de 35%, em peso, de hidratos de carbono, entre cerca de Q e cerca de 10%, em peso, de proteínas, e menos de cerca de 7%, em peso, de trigli-cêridos,
  2. 2, - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido produto alimentar compreender entre cerca de 1% e 71 341
    File N9 48543 -40 cerca de 25%, em peso, de solidos de xarope de milho, com equivalente em dextrose baixo.
  3. 3. - Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o dito produto ser um molho (dressing) fluido ou viscoso.
  4. 4. - Processo de preparação de um material substituinte das gorduras, em produtos alimentares com baixo teor em gorduras, ou praticamente isento de gorduras, caracterizado por incluir os passos de aquecimento e cisalhamento repetido de uma dispersão aquosa, compreendendo cerca de 3% a cerca de 10%, em peso, de celulose microcristalina e de cerca de 90% a cerca de 97%, em peso, de água, a uma zona de cisalhamento elevado, com uma queda de pressão de, pelo menos, 12 000 psi (816,6 atm), para fragmentar a celulose microcristalina, em fragmentos de celulose microcristalina de dimensões inferiores a 1 micron, e de reaglomeração dos fragmentos de celulose cristalina, sob condições de elevado cisalhamento, para produzir uma dispersão aquosa de partículas microcris-talinas, micro-reticuladas e porosas, com um volume de vazios de, pelo menos, 25%, em volume, um tamanho de partícula situado entre 5 micra e 20 micra, e uma distribuição media do tamanho das partículas tal que, pelo menos cerca de 75%, em peso, das partículas» têm uma dimensão mãxima inferior a cerca de 25 micra, e de combinação da referida dispersão de celulose microcristalina, micro--reticulada com entre cerca de 1% e cerca de 2Q%, em peso, de tuna goma de xantana, com base no peso seco da referida celulose microcristalina, microreticulada.
  5. 5. - Processo de preparação de um produto sob a forma de molho (dressing) fluido, com baixo teor em gorduras, ou praticamente isento de gorduras, de acordo com as reivindicações 1-3, caracterizado por incluir entre cerca de 2% e cerca de 3%, em peso, de celulose micrccristálina, micro-reticulada, entre cerca de 0,25% e cerca de 1%, em peso, de goma de xantana, entre cerca de 5% e cerca de 25%, em peso, de solidos de xarope de milho, com eguiva-lente em dextrose baixo, e menos de cerca de 3%, em peso, de tri-glicêridos, e entre cerca de 35% e cerca de 90%, em peso, de agua, na forma de uma mistura homogénea. -41- 71 341 Pile N9 48543 Lisboa, 17 «09. 1993
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