WO2019013610A1 - Método para producción de harina a partir de leguiminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional - Google Patents

Método para producción de harina a partir de leguiminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional Download PDF

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WO2019013610A1
WO2019013610A1 PCT/MX2017/000076 MX2017000076W WO2019013610A1 WO 2019013610 A1 WO2019013610 A1 WO 2019013610A1 MX 2017000076 W MX2017000076 W MX 2017000076W WO 2019013610 A1 WO2019013610 A1 WO 2019013610A1
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WO
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legumes
flour
nutritional value
value according
high nutritional
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PCT/MX2017/000076
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Inventor
Gustavo ALFARO ROJO
Original Assignee
Macfrut, S.P.R. De R.I.
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus
    • A23P30/20—Extruding

Definitions

  • the present invention relates to legume flours and extruded cereals, to prepare mixtures suitable for the preparation of nutraceutical foods of high acceptability and high nutritional quality, particularly to a flour produced by extrusion cooking.
  • High protein food products have found popularity among consumers as a way to eat nutritious dense foods. Consumers want different ways to get increased protein in their diets. Therefore, there is a need for new high protein food products from legumes, to satisfy the consumer's growing desire for such proteins.
  • extrusion is a technology that does not generate polluting effluents and has the potential to increase bioavailability, protein digestibility, nutritive density, stability during storage and palatability of raw materials (Gutiérrez-Dorado and others 2008). Extrusion has been used to obtain instant flours of corn, chickpea, beans and other legumes (Milán Canillo and others 2002, 2006). Extrusion cooking offers the advantages of versatile storage options, low production costs, energy efficiency and shorter cooking times. Extruded food products, particularly extruded food products that are designed to provide all or a substantial proportion of the nutritional requirements of an animal or a person, typically include food-associated starches that provide a combination of good palatability and good nutritional content. For example, corn generally tastes good and provides a variety of vitamins and nutrients important for good health, including a relatively large amount of carbohydrates.
  • the specific mechanical energy applied to the dough can be increased by increasing the speed of the thyme, or by modifying the thyme itself, as by increasing the periodicity of the thyme.
  • the useful speed screws can vary from 350 rpm or 375 rpm to 600 rpm.
  • the mechanisms to modify the mechanical energy will be evident for those familiar with the equipment.
  • the manipulation of mechanical energy can contribute to improve the texture of the product.
  • the presence or dominance of one mechanism or another may vary depending on the formulation of the mass and other parameters of the process.
  • the pieces can be dried after extrusion, either by air drying or by active drying (for example, application of heat or negative air pressure to remove moisture from the piece). Drying has been conventionally associated with product hardening. That is, longer drying times and lower moisture content are associated with greater hardness.
  • the methods of the prior art provide methods for preparing products such as legume flours, but such processes are not provided for extruded chickpea flours.
  • the invention US Pat. No. 8778442 B2 refers to a process for the manufacture of microgranules of high density legumes by pre-squeezing, extruding, cutting and cooling a mixture based on legume flour.
  • the micro-legumes of legumes manufactured according to the invention contain from 70 to 90% of legumes, have a moisture content of 8 to 12% and a density of 700 to 850 g / 1.
  • the invention US 5989620 provides a process of extrusion at high temperature for the production of pulses legumes.
  • a dough mixture having a moisture content in the range of 15 to 40% is processed in a twin-screw extruder or in a single thyme extruder at a barrel temperature in the range of 70 to 135 ° C and is extruded through a die to form legumes Pasta products.
  • the resulting products have superior texture and integrity compared to legume pulp products produced by the traditional method
  • the invention WO 2016105215 A1 relates to a process for the production of a quinoa instant flour which comprises cooking, milling of the quinoa and a subsequent enzymatic treatment with amylases and proteases.
  • the invention WO 2010046512 A1 refers to an appetizer of chickpea flour and spiced and baked algae and its processing method, which comprises approximately 60% chickpea flour, 20% algae flour, 9% water, 8% organic extra virgin olive oil, 2% salt and 1% spice mix.
  • the elaboration includes the mixture of chickpea flour and algae flour, oil and water and kneading until a homogeneous mass is obtained, to which sea salt and the mixture of spices are added; diced dough is made from the dough and baked until it is crunchy on the outside.
  • the invention WO 2013177143 A1 provides formulation options and / or process parameters for modifying the texture of the food products cooked by extrusion. The interactions between formulation options and process parameters can be used in concert to produce low-density, low-cooked cooked food products. The low Density and low hardness can make the texture of the croquette easier or more pleasant to chew or swallow.
  • the invention WO 2016118479 A1 relates to exempted protein products and methods for producing an extracted protein product.
  • an extruded piece having a high protein content and having a desirable texture and flavor is described.
  • Processes for making an extruded part include processing, under extrusion conditions, a combination of a powdered protein ingredient, a protein matrix disruptive ingredient, water and an oil.
  • US 20080145483 A1 describes an extrusion process for producing a uniform and highly expanded food product.
  • the uniform expansion ratio possessed by the extruded product provides a consistent texture and has application in a wide variety of food consumables, ranging from snacks to breakfast cereals.
  • US 20160198742 A1 presents formulation options and / or the process parameters can be used to modify the texture of the food products cooked by extrusion.
  • the interactions between formulation options and process parameters can be used in concert to produce low-density, low-cooked cooked food products.
  • the low density and the low harness can make the texture of the croquette easier or more pleasant to chew or swallow.
  • the invention WO 2017093868 A1 provides a production method on a powder mixture that does not contain any food additive and provides a thick soup of low glycemic index by adding hot water. Soups of industrial production and instant soups are present in the market. This type of soups have certain disadvantages for consumers. These types of soups need additives to flavor, take a long time to be prepared, have high glycemic indexes, and can be grouped with hot water. A thick instant soup without visible phase separation can be obtained by applying at least one wetting process, two tempering and one roasting process to the chickpeas at any time and adding the necessary flavor substances and water above 80 * 0 to the powder product.
  • the method that is declared in US005863592A recommends a solution for the production of a powder that dissolves more easily than the pea, however it does not mention a solution for flavor.
  • the chickpeas are cooked, crushed and powdered by drying. The flour is not obtained from all the chickpea treated with a peculiar process.
  • An object of the invention is to provide a method of producing microgranules of legumes and extruded cereals of high protein quality.
  • Figure no. 1 shows the flow chart of the process of elaborating the extruded product. Where all the processes are elaborated based on the same process diagram, with the same process specifications in subsequent condition for the final elaboration of the product. DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • the present invention provides a method for producing a food, particularly a method for the production of a flour from extruded legumes of high nutritional value,
  • the method of the invention includes processing under extrusion conditions, a legume, particularly a chickpea powder ingredient.
  • the milled and classified product, called extruded product must comply with the following specifications.
  • Granulometry Minimum 90% of the product milled under Tyler No. 60 mesh, its equivalent in Designation A.S.T.M. to 250 microns, According to "united states bureau Standards Sieve Numbers Used in all Screening Tests".
  • Solubility Absence of lumps.
  • a proposed method considers the following main steps: a) Reception and storage of raw materials and supplies;
  • the raw materials, the products in process and the finished products must be deposited on pallets at not less than 0.20 m from the floor and 0.60 m from the ceiling and the free space between rows of pallets and between these and the wall shall not be less than 0.50 m.
  • the preparation of the grains before grinding has important repercussions on the quality and safety of the final product.
  • the removal of all impurities is essential for the following reasons: a) Some impurities are toxic and can be harmful to health.
  • the quality and safety of the final product may be affected negatively. Small black seeds can modify the color of the finished product.
  • Impurities such as stones, tramp iron, glass, wood, etc., can cause considerable damage to consumers and machinery.
  • the conformity of the labeling of the bags is verified and said bags are emptied into the feed hopper of the bag.
  • screener which uses a flat, slightly inclined surface, in which almost all the work is done on the basis of separation by particle sizes and which is generally composed of several meshes and / or perforated plates of stainless steel.
  • the separation is effected by a reciprocating movement (reciprocating).
  • the grains enter the machine and pass over a mesh or perforated plate whose perforations are large enough to pass any particle whose size does not exceed the desired grain. Therefore, any larger material will remain on the perforated plate or grid, that is, larger particles (this includes grain spikes, sticks, twigs, inflorescences, stones, stems, remains of animal life, etc.).
  • the next separation is made with a mesh or perforated plate, which has perforations that let pass the minor impurities (sand, small seeds, biologically damaged and / or withered grains, etc.) while the desired grain remains on the mesh or plate perforated
  • the raw cleaned grain is led to a hopper wider than the fall pipe, where there is a distributor roller that receives the grain and distributes it and feeds it in little thick and broad currents towards the face of the self-cleaning type magnet (a brass tab is scraping the surface), removing any iron particles that may be stuck.
  • the reduction of the size of the grains is carried out in a hammermill, in order to improve the mixing characteristics of the components of the raw mixture and in addition, increase the efficiency of the extrusion and quality and harmlessness of pellets.
  • the granulometry of the milled product must be verified; if it is not in accordance with the specified, regulate the damper of the fan and / or the basket of the classifier. If the granulometry is required, the product is discharged in high barrier bags, with a net weight of 30.0 kg labeled with The security card is yellow, sewn and placed on pallets. The moisture and granulometry of the product obtained must be verified.
  • the previously ground grains (flour) are received, after verification of the hermeticity and external cleaning of the containers in the area of emptying of inputs, from where the input mixer will be fed.
  • the macro nutrients (grain meal) are emptied into the hopper of the mixer directly.
  • Other macro nutrients (water) are slowly emptied through a stainless steel funnel, placed on the outside of the mixer, in order to avoid forcing the blades and causing the motor to stop.
  • micronutrients such as sodium bicarbonate, salt or calcium oxide, are weighed according to the formulation of the invention and then mixed for 10 minutes in the premix mixer.
  • micronutrients perform 2 specific functions, the first to regulate the pH above 7, in addition to improving the extrusion process.
  • the obtained mixture is received in containers with lids, which are sealed, labeled and stored until the moment of the addition in each batch. Said mixture is added directly to the mixer, after starting the batch mixer.
  • the purpose of the mixing of any ingredient is to homogenize the specific nutrients in an appropriate way, so that the consumer can assimilate all the nutrients in each feeding.
  • the mixer transports the material from one end to the other while stirring it and has a fast, complete discharge and is equipped with 2 blades.
  • the mixer discharge gate opens, then the product falls by gravity towards the elevator screw hopper, which will then be operated to feed the extruder.
  • the assembly of the screw configuration is proceeded.
  • the steam extractor motor located at the exit of the extruder should light up.
  • the extruder feeder is turned on, inside which heat will be induced and the humidity will increase due to the addition of water vapor directly.
  • the raw mix, already inside the extruder is subjected to intense shear forces, which depends on the internal design of the modular barrels, the shape of the modular screws, the rotational speed of the main shaft of the extruder and high temperatures originated mainly by the addition of water vapor directly and the friction of the raw mixture with the internal structure of the extruder.
  • the following temperature gradients can be recorded in the extruder: T1 of 50 to 55 ° C, T2 of 90 to 120 ° C and T3 of 90 to 150 ° C.
  • T1 is the temperature corresponding to the treatment or cooking zone, that is to say at the tip of the axis of the extruder
  • T2 corresponds to the temperature of the compression zone and the dosing zone is located at the end corresponding to the temperature T3.
  • the T3 also has the function of controlling the gelatinization process of the starches present in the mixture, which modifies the texture of the final product.
  • the product obtained during the period from the start until reaching T1 must be removed and subsequently reprocessed. Many important changes occur within the product:
  • the temperature register is a control parameter in each barrel of the extruder and if necessary the configuration of the extruder screws must be modified.
  • the most important parameters during the extrusion process are: the temperature, the pressure, the RPM of the extruder shaft, the humidity, the raw mix feed.
  • the extruded product cut (pellets) by a blade is discharged to a stainless steel container, which by means of an air turbine transports the pellets by means of tubes that leads them to the oven.
  • the R.P.M. of the extruder shaft the flow and pressure of water vapor entering the extruder; water flow entering the extruder; the temperatures shown along the sections of the extruder and the mass flow of the raw mixture.
  • the pellets obtained from the extrusion process are transported by means of air turbines with stainless steel tubes to the upper zone of the oven.
  • the oven must start its operation prior to the beginning of the extrusion stage. To do this, the valve that regulates the entry of LP gas to the burner that transfers the heat must be operated, until the flow of air that passes through it reaches initially 80 ° C.
  • the furnace is made up of 5 levels of conveyor belts, the first through which the wet pellet enters, the rest of the levels transports the pellets inside the oven, prolonging the time of their exit so that they lose surplus moisture .
  • the pellets fall by gravity towards the chiller band.
  • the temperature of the oven is controlled from 75 to 90 ° C, while recording the percentage of humidity of the extruded product at the exit of the mill (Less than 10% humidity).
  • the pellets are reduced in size according to the instant food manufacturing method, in order to obtain the following advantages: a) Expose a larger surface for digestion.
  • the steps of extrusion, pellet drying and grinding thereof are advantageously given continuously.
  • the flow of dry pellets, which leaves the oven is conducted to a conveyor belt, which in turn cools the pellets, which are led to a stainless steel container with an air turbine that feeds the mill, whose Mass flow is regulated manually, taking into account the maximum current that can be supported by the mill motor.
  • the classified product is stored in the cyclone intended for this purpose, and then transported to the packing hopper.
  • the fine fraction of the grinding is transferred to the fines collector and packed as a by-product, later it is received in the feeder of the elevator screw, which feeds said mixer.
  • the milled and classified product, called extruded product must meet the following specifications.
  • Granulometry Minimum 90% of the milled product under Tyler No. 60 mesh, its equivalent in the ASTM Designation at 250 microns, According to "United States Bureau of Standards Sieve Numbers Used in All Screening Tests". Humidity: Less than 10.0%
  • Solubility Absence of lumps.
  • the mixer is turned on to start packing the product, which is received in a transparent high barrier bag, with a net weight of 12 Kg.
  • the method of the invention it must be sealed thermally, taking care to contain the least amount of air, this is achieved by pressing with both hands the upper part of the container and is labeled with a security card of light blue color (Contains code of formula, production date, expiration date, production lot and quantity contained in the container).
  • the bags containing the extruded product obtained in the previous stage are stored in orange containers with their respective lids and subsequently placed in the warehouse of extruded product to be approved, which will remain for the period equivalent to that require microbiological analyzes of them.
  • the product After passing through said final mixer, the product will be packed by a volumetric doser of 2 Kg. (4.4 Ib) and 11.34 kg (25 Ib), in stainless steel.
  • the packaging machines Preferably, the packaging machines should be located in an environment whose temperature is between 20 +/- 4 ° C.
  • the volumetric dosage of the product is regulated by the manual action of the dosing equipment.
  • the containers with product obtained are placed manually in the filling area, the product will pass to the digital encoder to be labeled with a batch number, production date, expiration date. In addition, the weight and 100% tightness of the same are verified.
  • the containers that comply with the weight and a good tightness are placed manually in cardboard boxes (secondary packaging or packaging), which have also been labeled with a sequential number, production date, expiration date and batch of the product. .
  • the presence of air contained inside the container must be avoided, for this purpose to adequately regulate the air-removing plates "and press manually on the bag before sealing.
  • the weight of the bag, white cardboard box, sealed, tightness should be checked. of the container and percentage of rejection, as well as verification of moisture, organoleptic characteristics, protein analysis, water activity and microbiological analysis c. Totals, E, Coli, fungi and yeasts.

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Abstract

La invención proporciona un método para producir un alimento listo para comer (READY TO EAT), particularmente un método para la producción de una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional, ya que tienen una alta disponibilidad proteinica, almidones saludables y eliminación de enzimas. Dicho método considera los siguientes pasos principales: Recepción y almacenamiento de materias primas e insumos; Limpieza de granos cribado; Molienda de granos de leguminosas y cereales; Preparación del batch; Alimentación de insumos al mezclador; Dosimetria y mezclado de micronutrienes; Adición de micronutrientes (solo en caso que se requiera); Mezclado, Extrusión; Transporte por turbinas de aire; Secado de pellets; Molienda de pellets y envasado, pesado y sellado.

Description

MÉTODO PARA PRODUCCIÓN DE HARINA A PARTIR PE LEGUMINOSAS Y CEREALES EXTRUDIDOS DE ALTO VALOR NUTRICIONAL.
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a harinas de leguminosas y cereales extrudidas, para preparar mezclas aptas para la elaboración de alimentos nutracéuticos de alta aceptabilidad y elevada calidad nutricional, particularmente a una harina producida por cocción por extrusión.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la sociedad actual, donde las enfermedades del corazón, la obesidad y el colesterol alto están en aumento, los consumidores están haciendo esfuerzos conscientes para reevaluar sus dietas y comer más sano. En particular, los consumidores están buscando alimentos que contienen mayores cantidades de proteínas y granos debido a los beneficiosos atributos de salud asociados con estos grupos de alimentos. Como tal, existe una necesidad en la industria alimentaria de productos altamente nutritivos de alta proteína y / o fibra.
Los productos alimenticios de alta proteína han encontrado popularidad entre los consumidores como una forma de comer alimentos nutritivos densos. Los consumidores quieren diversas maneras de obtener proteínas aumentadas en sus dietas. Por lo tanto, existe la necesidad de nuevos productos alimenticios de alta proteina a partir de leguminosas, para satisfacer el creciente deseo del consumidor por dichas proteínas.
Es conocido que la extrusión es una tecnología que no genera efluentes contaminantes y tiene potencial para incrementar la biodisponibilidad, digestibilidad proteínica, densidad nutritiva, estabilidad durante almacenamiento y palatabilidad de las materias primas (Gutiérrez-Dorado y otros 2008). La extrusión ha sido utilizada para la obtención de harinas instantáneas de maíz, garbanzo, frijol y otras leguminosas (Milán Canillo y otros 2002; 2006). La cocción por extrusión ofrece las ventajas de opciones de almacenamiento versátiles, bajos costos de producción, eficiencia energética y tiempos de cocción más cortos. Los productos alimenticios extruidos, particularmente productos alimenticios extruidos que están diseñados para proporcionar la totalidad o una proporción sustancial de los requerimientos nutrícionales de un animal o una persona, incluyen típicamente almidones asociados con alimentos que proporcionan una combinación de buena palatabilidad y buen contenido nutrícional. Por ejemplo, el maíz generalmente sabe bien y proporciona una variedad de vitaminas y nutrientes importantes para una buena salud, incluyendo una cantidad relativamente grande de carbohidratos.
En una instalación típica de equipo, una extrusora de un solo tornillo, la energía mecánica específica aplicada a la masa puede aumentarse aumentando la velocidad del tomillo, o modificando el tomillo mismo, como aumentando la periodicidad del tomillo. En un extrusor de tomillo único, los tomillos de velocidad útil pueden variar desde 350 rpm o 375 rpm a 600 rpm. En otros equipos de extrusión, los mecanismos para modificar la energía mecánica serán evidentes para aquellos familiarizados con el equipo. La manipulación de la energía mecánica puede contribuir a mejorar la textura del producto. La presencia o dominio de un mecanismo u otro puede variar en función de la formulación de la masa y otros parámetros del proceso. Los trozos pueden ser secados después de la extrusión, ya sea por secado al aire o por secado activo (por ejemplo, aplicación de calor o presión de aire negativa para eliminar la humedad del trozo). El secado ha sido convencionalmente asociado con endurecimiento del producto. Es decir, mayores tiempos de secado y menor contenido de humedad se asocian con mayor dureza.
Los métodos de la técnica anterior proporcionan procedimientos para preparar productos como harinas de leguminosas, pero dichos procedimientos no se proporcionan para el caso de harinas de garbanzo extrudidas. La invención US 8778442 B2 se refiere a un procedimiento para la fabricación de microgránuios de leguminosas de alta densidad por precondirionamiento, extrusión, corte y enfriamiento de una mezcla a base de harina de leguminosas. Los microgránuios de leguminosas fabricados de acuerdo con la invención contienen de 70 a 90% de leguminosas, tienen un contenido de humedad de 8 a 12% y una densidad de 700 a 850 g / 1.
La invención US 5989620 proporciona un proceso de extrusión a alta temperatura para la producción de pastas leguminosas. Una mezcla de masa que tiene un contenido de humedad en el intervalo de 15 a 40% se procesa en un extrusor de doble tomillo o en un extrusor de tomillo único a una temperatura de barril en el intervalo de 70 a 135°C y se extruye a través de un troquel para formar leguminosas Productos de pasta. Los productos resultantes tienen una textura e integridad superiores en comparación con los productos de pasta leguminosa producidos por el método tradicional
La invención WO 2016105215 A1 se relaciona con un proceso para la producción de una harina instantánea de quinua el cual comprende cocción, molienda de la quinua y un tratamiento enzimático posterior con amilasas y proteasas.
La invención WO 2010046512 A1 se refiere a un aperitivo de harinas de garbanzo y algas especiadas y horneadas y su procedimiento de elaboración, que comprende aproximadamente un 60% de harina de garbanzos, un 20% de harina de algas, un 9% de agua, un 8% de aceite de oliva virgen extra ecológico, un 2% de sal y un 1% de mezcla de especias. La elaboración comprende la mezcla de harina de garbanzos y harina de algas, aceite y agua y amasado hasta obtener una masa homogénea, a la cual se añaden sal marina y la mezcla de especias; se hacen cubitos troquelados de la masa y se hornea hasta que exteriormente esté crujiente. La invención WO 2013177143 A1 proporciona opciones de formulación y / o parámetros de proceso para modificar la textura de los productos alimenticios cocinados por extrusión. Las interacciones entre las opciones de formulación y los parámetros del proceso pueden utilizarse de manera concertada para producir productos alimenticios cocinados de baja densidad y baja dureza. La baja densidad y la baja dureza pueden hacer que la textura de la croqueta sea más fácil o más agradable de masticar o tragar.
La invención WO 2016118479 A1 se refiere a productos proteínicos eximidos ya métodos para producir un producto proteico extraído. En particular, se describe una pieza extruida que tiene un alto contenido de proteína y que tiene una textura y un sabor deseables. Los procedimientos para fabricar una pieza extruida incluyen procesar, bajo condiciones de extrusión, una combinación de un ingrediente proteico en polvo, un ingrediente disruptivo de matriz proteica, agua y un aceite.
La invención US 20080145483 A1 describe un proceso de extrusión para producir un producto alimenticio uniforme y altamente expandido. La relación de expansión uniforme poseída por el producto extruido proporciona una textura consistente y tiene aplicación en una amplia variedad de consumibles de alimentos, que van desde aperitivos hasta cereales de desayuno.
La invención US 20160198742 A1 presenta opciones de formulación y / o los parámetros del proceso pueden usarse para modificar la textura de los productos alimenticios cocinados por extrusión. Las interacciones entre las opciones de formulación y los parámetros del proceso pueden utilizarse de manera concertada para producir productos alimenticios cocinados de baja densidad y baja dureza. La baja densidad y el arnés bajo pueden hacer que la textura de la croqueta sea más fácil o más agradable de masticar o tragar.
La invención WO 2017093868 A1 proporciona un método de producción sobre una mezcla en polvo que no contiene ningún aditivo alimentario y proporciona una sopa espesa de bajo índice glicémico añadiendo agua caliente. Las sopas de producción industrial y las sopas instantáneas están presentes en el mercado. Este tipo de sopas tienen ciertas desventajas para los consumidores. Estos tipos de sopas necesitan aditivos para dar sabor, toman mucho tiempo para estar preparados, tienen índices glucémicos altos, y pueden agruparse con agua caliente. Una sopa instantánea espesa sin separación de fases visible puede obtenerse aplicando por lo menos un proceso de humectación, dos templado y un proceso de tostado a los garbanzos en cualquier momento y agregando las sustancias de sabor necesarias y agua por encima de 80*0 al producto en polvo.
El método que se declara en US005863592A recomienda una solución para la producción de un polvo que se disuelve más fácilmente que el guisante, sin embargo no menciona una solución para sabor. Además de la patente US5863592A, los garbanzos se cocinan, se trituran y se convierten en polvo por secado. La harina no se obtiene de todo el garbanzo tratado con un proceso peculiar.
Ninguno de los métodos de la técnica anterior proporciona un procedimiento de extrusión similar al de la presente invención para preparar harinas de leguminosas.
En particular, existe una necesidad en la Industria de un producto alimenticio intermedio a base de leguminosas, que pueda ser utilizado fácilmente por un fabricante de alimentos con objeto de elaborar un producto alimenticio de alta proteína y / o alto contenido en fibra, para el beneficio de la salud dei consumidor.
OBJETO PE LA INVENCIÓN
Un objeto de la invención es proporcionar un método de producción de microgránulos de leguminosas y cereales extrudidas de alta calidad proteinica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Otros objetos y ventajas de la invención serán más evidentes a partir de un estudio de la siguiente memoria descriptiva y el dibujo adjunto, que es para el propósito de ilustración solamente, y en los que referimos: La figura no. 1 muestra el diagrama de flujo del proceso de elaboración del producto extruido. En donde todos los procesos son elaborados en base al mismo diagrama de proceso, con las mismas especificaciones de proceso en condición subsecuentes para la elaboración final del producto. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION
La presente invención proporciona un método para producir un alimento, particularmente un método para la producción de una harina a partir de leguminosas extrudidas de alto valor nutrícional,
El método de la invención incluye procesar en condiciones de extrusión, una leguminosa, particularmente un ingrediente de garbanzo en polvo. El producto molido y clasificado, denominado producto extrudido debe cumplir con las siguientes especificaciones.
Granulometrfa: Mínimo 90% del producto molido bajo malla Tyler No. 60, su equivalente en la Designación A.S.T.M. a 250 micrones, Según "united Status Bureau oí Standards Sieve Numbers Used in all Screening Tests".
Humedad: Menor de 10.0 %
Solubilidad: Ausencia de grumos.
En una realización de la presente invención, un método propuesto considera los siguientes pasos principales: a) Recepción y almacenamiento de materias primas e insumos;
b) Limpieza de granos y revisión de objetos extraños;
c) Molienda de granos de leguminosas y cereales;
d) Preparación del baten;
e) Alimentación de insumos al mezclador,
f) Dosimetría y mezclado de micronutrientes;
g) Adición de micronutrientes;
h) Mezclado;
i) Extrusión;
j) Transporte por turbinas de aire;
k) Secado de pellets;
I) Molienda de pellets y ;
m) Envasado, pesado y sellado. De acuerdo al método de la invención mostrado en la figura 1, la inspección general de condiciones sanitarias y exige los certificados de análisis de las materias primas, insumos y materiales. Cada lote de materia prima, insumo y/o material a recibir, exige el examen de las condiciones sanitarias del transporte, así como de una inspección visual de la limpieza e integridad de los envases que los contienen. En el caso que el lote no pasara esta fase evaluativa, no se permitirá la descarga. Las materias primas (leguminosas y cereales) insumos y materiales son colocados con su respectiva identificación de lote sobre tarimas y almacenados en cada una de las instalaciones refrigeradas especialmente destinadas para este fin y que llevan su nombre; las que cuentan a su vez con ventilación natural e iluminación artificial adecuada así como el control de temperatura y humedad. Las materias primas, los productos en proceso y los productos terminados deben depositarse en tarimas a no menos de 0.20 m del piso y 0.60 m del techo y el espacio libre entre filas de tarimas y entre estas y la pared no será menor a 0.50 m. La preparación de los granos antes de la molienda tiene Importantes repercusiones sobre la calidad e inocuidad del producto final. La remoción de todas las impurezas es esencial por las siguientes razones: a) Algunas impurezas son tóxicas y pueden ser dañinas para la salud.
b) La calidad e inocuidad del producto final puede verse afectada en forma negativa. Pequeñas semillas negras pueden modificar el color del producto terminado.
c) Las impurezas como piedras, hierro vagabundo, vidrio, madera, etc., pueden provocar daños considerables a los consumidores y a la maquinaria.
De acuerdo al método de la invención, se verifica la conformidad del rotulado de loa sacos y se procede a vaciar dichos sacos a la tolva de alimentación del cribador, el cual utiliza una superficie plana, ligeramente inclinada, en la cual casi todo el trabajo se hace sobre la base de la separación por tamaños de partículas y que se compone generalmente de varias mallas y/o planchas perforadas de acero inoxidable.
La separación se efectúa mediante un movimiento reciprocante (de vaivén). Los granos entran a la máquina y pasan sobre una malla o plancha perforada cuyas perforaciones son lo suficientemente grandes como para dejar pasar cualquier partícula cuyo tamaño no sea superior al grano deseado. Por lo tanto cualquier material más grande se va a quedar sobre la malla o plancha perforada, es decir partículas mayores (esto incluye espigas de cereales, palitos, ramitas, inflorescencias, piedras, tallos, restos de vida animal, etc.). La separación siguiente se hace con una malla o plancha perforada, que tiene perforaciones que dejan pasar las impurezas menores (arena, semillas pequeñas, granos dañados biológicamente y/o marchitos, etc.) mientras que el grano deseado se queda sobre la malla o plancha perforada.
El grano limpiado bruto es conducido hacia una tolva más ancha que el ducto de caída, en donde se encuentra un rodillo distribuidor que recibe el grano y lo distribuye y alimenta en corrientes poca espesas y anchas hacia la cara del imán de tipo auto limpiante (una pestaña de latón va raspando la superficie), sacando así cualquier partícula de hierro que pueda estar pegada.
En una realización de la invención, la reducción del tamaño de los granos se realiza en un molino de martillos, con el objeto de mejorar las características del mezclado de los componentes de la mezcla cruda y además, aumentar la eficiencia de la extrusión y calidad e inocuidad de los pellets.
Debe verificarse la granulometría del producto molido; de no hallarse en concordancia con lo especificado, regular el damper del ventilador y/o la canastilla del clasificador. Si la granulometría es la requerida, el producto se va descargando en bolsas de alta barrera, con un peso neto de 30.0 kg rotulados con la tarjeta de seguridad de color amarillo, cosidos y colocados sobre tarimas. Debe verificarse la humedad y granulometría del producto obtenido.
En conformidad al método de la invención, los granos previamente molidos (harina), son recibidos, previa verificación de la hermeticidad y limpieza externa de los envases en la zona de vaciado de insumos, desde donde se alimentará al mezclador de Insumos.
Los macro nutrientes (harina de granos), son vaciados en la tolva del mezclador de manera directa. Otros macro nutrientes (agua) son vaciados de forma lenta a través de un embudo de acero inoxidable, colocado en la parte extema del mezclador, a fin de evitar forzar las aspas y ocasionar que el motor se pare.
En una realización de la invención, micronutrientes tales como bicarbonato de sodio, sal u oxido de calcio, son pesados de acuerdo a la formulación de la invención y enseguida mezclados por espacio de 10 minutos en el mezclador de premix.
Dichos micronutrientes realizan 2 funciones especificas, la primera en regular el pH por encima de 7, además de mejorar el proceso de extrusión.
La mezcla obtenida es recibida en recipientes con tapas, los que son sellados, rotulados y almacenados hasta el momento de la adición en cada batch. Dicha mezcla es adicionada de manera directa al mezclador, después de iniciado el mezclador del batch.
El propósito del mezclado de cualquier ingrediente, es homogeneizar los nutrientes específicos de manera adecuada, que el consumidor pueda asimilar todos los nutrientes en cada alimentación.
En este sentido existe la necesidad de probar la exactitud del mezclado, examinando muestras de tamaño adecuado. Dichas muestras deben estar sujetas a un análisis en el cual se busque un patrón único presente en una concentración relativa baja.
De acuerdo al método de la invención, la mezcladora transporta el material de un extremo al otro mientras lo revuelve y tiene una descarga rápida, completa y está equipada con 2 aspas.
Una vez mezclado los macro nutrientes por un lapso de 2-3 min, se hace una ligera descarga, que regresará al alimentador para que la mezcla quede perfectamente uniforme, se continúa mezclando y se controla el tiempo de mezclado por espacio de 5 minutos, conservando siempre una humedad del 10%.
Finalizado el tiempo de mezclado se abre la compuerta de descarga del mezclador, luego el producto cae por gravedad hacia la tolva del tornillo elevador, que posteriormente se accionará para alimentar el extrusor.
En una realización de la invención, de acuerdo a la fórmula de la mezcla cruda a extrudir, se procede al montaje de la configuración de tornillos. Previo al inicio del proceso, debe encenderse el motor del extractor de vapor ubicado a la salida del extrusor.
Una vez verificado el funcionamiento correcto de los tornillos del extrusor se enciende el alimentador del extrusor, en el interior del cual se inducirá calor y se incrementará la humedad por efecto de la adición de vapor de agua en forma directa. La mezcla cruda, ya en el interior del extrusor es sometida a intensas fuerzas de cizalla, la cual depende del diseño interno de los barriles modulares, de la forma de los tomillos modulares, de la velocidad rotacional del eje principal del extrusor y de elevadas temperaturas originadas principalmente por la adición de vapor de agua en forma directa y el rozamiento de la mezcla cruda con la estructura interna del extrusor. De acuerdo al método de la presente invención, en el extmsor se pueden registrar los siguientes gradientes de temperatura: T1 de 50 a 55 °C, T2 de 90 a 120°C y T3 de 90 a 150°C. Donde T1 es la temperatura correspondiente a la zona de tratamiento o cocción, es decir en la punta del eje del extmsor, T2 corresponde a la temperatura de la zona de comprensión y la zona de dosificado se sitúa al final correspondiente a la temperatura T3.
La T3 tiene la función además de controlar el proceso de gelatinización de los almidones presentes en la mezcla, lo que modifica la textura del producto final.
En una realización de la invención, el producto obtenido durante el período comprendido desde el arranque hasta alcanzar T1, debe ser retirado para posteriormente ser reprocesado. Muchos cambios importantes se suscitan en el interior del producto:
- El conocimiento y desnaturalización de las proteínas.
- La hidratación y gelatinización del almidón.
- Eliminación de factores tóxicos, elementos que inhiben una buena digestión Estas modificaciones son beneficiosas e incrementan los valores nutritivos de los productos extruidos, pero una mala extrusión puede originar efectos negativos como:
- Destrucción más o menos importante de las vitaminas.
- El pardeamiento no enzimático que involucra la caramelización de los carbohidratos, la reacción de Maiilard entre los azúcares reductores y los grupos aminos libres y el efecto de los productos de la descomposición oxidativa de lípidos y proteínas .
Estas reacciones son cada vez más pronunciadas cuando las temperaturas son altas y el tiempo de acción de estas temperaturas es prolongado. De acuerdo al método de la Invención, el registro de las temperaturas es un parámetro de control en cada barril del extrusor y si es necesario se debe modificar la configuración de los tomillos del extrusor. En una realización de la invención, los parámetros más importantes durante el proceso de extrusión son: la temperatura, la presión, las RPM del eje del extrusor, la humedad, la alimentación de mezcla cruda.
El producto extruido cortado (pellets) por una cuchilla, es descargado a un contenedor de acero inoxidable, el cual por medio de una turbina de aire transporta los pellets por medio de tubos que los conduce al horno.
De acuerdo al método de la invención, se deben registrar continuamente las R.P.M. del eje del extrusor, el flujo y la presión de vapor de agua que ingresa al extrusor; flujo de agua que ingresa al extrusor; las temperaturas mostradas a lo largo de las secciones del extrusor y el flujo másico de la mezcla cruda.
En una realización de la invención, los pellets obtenidos del proceso de extrusión, son transportados por medio de turbinas de aire con tubos de acero inoxidable hasta la zona superior del homo.
El horno debe iniciar su funcionamiento de manera previa al inicio de la etapa de extrusión. Para ello se debe accionar la válvula que regula el ingreso de gas LP al quemador que transfiere el calor, hasta que el flujo de aire que atraviesa ei mismo alcance los 80°C inicialmente.
En una realización, el horno está conformado por 5 niveles de cintas transportadoras, la primera por donde ingresa el pellet húmedo, el resto de los niveles transporta los pellets por el interior del homo prolongando el tiempo de su salida para que estos pierdan la humedad excedente. Los pellets caen por gravedad hacia la banda enfriadora. De acuerdo al método, la temperatura del horno es controlada de 75 a 90 °C, a la vez que registra el porcentaje de humedad del producto extruido a la salida del molino (Menor de 10% de humedad). En una realización de la invención, los pellets se reducen de tamaño de acuerdo al método de la fabricación de alimentos instantáneos, a fin de obtener las siguientes ventajas : a) Exponer una superficie mayor para la digestión.
b) Mejorar la facilidad del manejo de algunos ingredientes.
c) Mejorar las características del mezclado de los ingredientes.
d) Satisfacer la preferencia del consumidor
En conformidad al método de la invención, las etapas de extrusión, secado de pellets y la molienda de los mismos, ventajosamente se dan de manera continua. En este sentido el flujo de pellets seco, que sale del homo, es conducido hacia una banda transportadora, que a su vez enfría los pellets, los cuales son conducidos a un contenedor de acero inoxidable con una turbina de aire que alimenta el molino, cuyo flujo másico es regulado manualmente, teniendo en cuenta la intensidad máxima de corriente que puede soportar el motor del molino.
El producto clasificado se almacena en el ciclón destinado para este fin, para luego conducirse a la tolva de empacado.
La fracción fina de la molienda es trasladada hacia el colector de finos y empacado como subproducto, posteriormente es recibido en el alimentador del tornillo elevador, que alimenta dicha mezcladora.
El producto molido y clasificado, denominado producto extruido debe cumplir con las siguientes especificaciones. Granulometría: Mínimo 90% del producto molido bajo malla Tyler No. 60, su equivalente en la Designación A.S.T.M. a 250 micrones, Según "united Status Bureau of Standards Sieve Numbers Used in all Screening Tests". Humedad: Menor de 10.0 %
Solubilidad: Ausencia de grumos.
Una vez asegurado el cumplimiento de las especificaciones anteriores se enciende la mezcladora para iniciar el empaque del producto, el cual es recibido en una bolsa transparente de alta barrera, con un peso neto de 12 Kg.
De acuerdo al método de la invención, se debe sellar térmicamente, teniendo cuidado de contener la menor cantidad de aire, esto se consigue presionando con ambas manos la parte superior del envase y se rotula con una tarjeta de seguridad de color celeste (Contiene código de fórmula, fecha de producción, fecha de vencimiento, lote de producción y cantidad contenida en el envase).
En una realización de la invención, las bolsas contenedoras del producto extruido obtenido en la etapa anterior, se almacenan en contenedores naranjas con sus respectivas tapas y posteriormente se colocan en el almacén de producto extruido por aprobar, los cuales permanecerán por el periodo equivalente al que requieran los análisis microbiológicos de los mismos.
Después de pasar por dicho mezclador final, el producto será envasado por un dosificador volumétrico de 2 Kg. (4.4 Ib) y 11.34 kg (25 Ib), en acero inoxidable. Preferentemente, las máquinas envasadoras deben estar ubicadas en un ambiente cuya temperatura se encuentre comprendida entre tos 20 + / - 4°C.
Una vez colocada la bobina del envase primario en la máquina envasadora, debe verificarse la correcta impresión de la fecha de producción, fecha de vencimiento, lote del producto y línea correspondiente al turno de proceso. La dosificación volumétrica del producto es regulado mediante la acción manual del equipo dosificador.
Los envases con producto obtenidos son colocados de manera manual en el área de llenado el producto pasara al codificador digital para ser rotulados con un número de lote, fecha de producción, fecha de vencimiento. Además se verifica el peso y la hermeticidad del mismo al 100%.
Los envases que cumplen con el peso y una buena hermeticidad son colocados de manera manual en cajas de cartón (envase secundario o empaque), los cuales también han sido rotulados con un número correlativo, la fecha de producción, fecha de vencimiento y lote del producto.
Debe evitarse la presencia de aire contenido en el interior del envase, para tal efecto regular adecuadamente las planchitas quita aire" y presionar manualmente sobre la bolsa antes del sellado. Se debe verificar el peso de bolsa, caja de cartón color blanco, sellado, hermeticidad del envase y porcentaje de rechazo. Así mismo verificar humedad, características organolépticas, análisis de proteína, actividad acuosa y análisis microbiológico c. Totales, E, Coli, hongos y Levaduras.

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por la tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas:
1. - Un método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional, caracterizado por incluir los siguientes pasos principales:
a) Recepción y almacenamiento de materias primas e insumos;
b) Limpieza de granos y revisión de objetos extraños;
c) Molienda de granos de leguminosas y cereales;
d) Preparación del baten;
e) Alimentación de insumos al mezclador;
f) Dosimetría y mezclado de micronutrientes;
g) Adición de micronutrientes;
h) Mezclado;
i) Extrusión;
j) Transporte por turbinas de aire;
k) Secado de pellets;
I) Molienda de pellets y ;
m) Envasado, pesado y sellado.
2. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado porque la reducción del tamaño de los granos se realiza en un molino de martillos, con el objeto de mejorar las características del mezclado de los componentes de la mezcla caída y además, aumentar la eficiencia de la extrusión y calidad e inocuidad de los pellets.
3. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los micronutrientes tales como la bicarbonato de sodio, sal u óxido de calcio, son añadidos para elevar el pH por encima de 7 lo que mejora el proceso de extrusión.
4. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los micronutríentes son mezclados por espacio de 10 minutos en el mezclador.
5. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los micronutríentes son se añaden no constituyen mas del 1 %.
6. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado por una mezcladora que transporta el material de un extremo al otro mientras lo revuelve y tiene una descarga rápida, completa y está equipada con 2 aspas.
7.- El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una vez mezclados los macro nutrientes por un lapso de 2-3 min, se hace una ligera descarga, que regresará al alimentador para que la mezcla quede perfectamente uniforme, se continúa mezclando y se controla el tiempo de mezclado por espacio de 5 minutos, conservando una humedad del 10%.
8.- El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutricional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque previo al inicio del proceso de extrusión, debe encenderse el motor del extractor de vapor ubicado a la salida del extrusor.
9. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutridonal de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una vez verificado el funcionamiento correcto de los tomillos del extrusor, se enciende el alimentador de dicho extrusor, en el interior del cual se inducirá calor y se incrementará la humedad por efecto de la adición de vapor de agua en forma directa.
10. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutridonal de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado por en el extrusor se pueden registrar los siguientes gradientes de temperatura: T1 de 50 a 55 °C, T2 de 90 a 120°C y T3 de 90 a 150°C. Donde T1 es la temperatura correspondiente a la zona de tratamiento o cocción, es decir en la punta del eje del extrusor, T2 corresponde a la temperatura de la zona de comprensión y T3 a la zona de dosificado.
11. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutridonal de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado por en el extrusor la T3 de 90 a 150°C controla en forma directamente proporcional la gelatinización del almidón modificando asi la textura del producto final.
12. - El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutridonal de acuerdo a las reivindicadones anteriores, caracterizado porque el producto eximido cortado (pellets) por una cuchilla, es descargado a un contenedor de acero inoxidable, el cual por medio de una turbina de aire transporta los pellets por medio de tubos que los conduce al homo.
13. - El método para produdr una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutridonal de acuerdo a las reivindicadones anteriores, caracterizado porque el homo está conformado por 5 niveles de cintas transportadoras, la primera por donde ingresa el pellet húmedo, el resto de los niveles transporta los pellets por el interior del homo prolongando el tiempo de su salida para que estos pierdan la humedad excedente anexando así vida de anaquel.
14.- El método para producir una harina a partir de leguminosas y cereales extrudidos de alto valor nutrícional de acuerdo a las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la temperatura del homo es controlada de 75 a 90 °C, a la vez que registra el porcentaje de humedad del producto extruido a la salida del molino (Menor de 10% de humedad).
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