Estabilización de las interfaces de un producto con dos o más fases con un complejo proteína-polisacárido.

Un producto seleccionado del grupo formado por una espuma, una emulsión,

una emulsión espumosa, una emulsión dispersada y una dispersión espumosa, en donde la interfaz agua-aire, agua-aceite o agua-sólido, comprende un complejo soluble formado simultáneamente con la interfaz y coacervatos formados instantáneamente los cuales forman una película estabilizante en dicha interfaz mediante la mezcla de por lo menos una proteína y por lo menos un polisacárido con una carga opuesta, o la mezcla de dos proteínas cargadas opuestamente, estando dicho producto en un margen de pH dentro del cual tiene lugar la interacción electrostática entre ambos compuestos opuestamente cargados y en donde la cantidad total de proteína y de polisacárido está comprendida entre 0,01 y 5% en peso.

Estabilización de las interfaces de un producto con dos o más fases con un complejo proteína-polisacárido La presente invención se refiere a un producto de dos o más fases con una estabilidad potenciada.

Los productos con dos fases, como por ejemplo un producto espumoso, son muy conocidos en el mercado y apreciados por el consumidor. Una emulsión, como por ejemplo una mayonesa, es también muy apreciada en el mercado. Para la estabilización de la emulsión se emplea normalmente un emulsionante, el cual está directamente presente en la fase más abundante. El principal inconveniente de esta solución es la limitación de la difusión del emulsionante desde la masa hasta la interfaz, dando como resultado una disminución de la estabilidad del producto final. En el caso de una espuma, el control y el diseño de la textura se logra principalmente mediante el ajuste de las propiedades de viscosidad de la fase de la masa líquida que rodea las burbujas de aire (Walstra P. y De Roos A.L. (1993) , Food Rev. Int., 9, 503-525) . Para solventar los problemas de formación de espuma y estabilidad de la espuma, se combinan generalmente moléculas surfactantes (fosfolípidos, ácidos grasos) juntamente con moléculas tensioactivas (proteínas) . Las primeras disminuirán inicialmente el área interfacial por adsorción en la interfaz, dando por resultado una capacidad espumante alta. Por contraste, las últimas formarán una capa viscoelástica alrededor de las burbujas, disminuyendo a continuación la tensión superficial. Esto da como resultado una estabilidad mayor de la espuma. Sin embargo, esta combinación tiene algunos inconvenientes, puesto que requiere el empleo de mezclas complejas de moléculas surfactantes y tensioactivas. Sin embargo, se ha observado que los dos tipos de moléculas son generalmente incompatibles en la interfaz, lo cual conduce a una separación y desestabilización interfacial de las fases (Mackie A.R. et al. (1999) , J. Colloid Interf. Sc., 210, 157-166) .

También es posible emplear los complejos de proteína-polisacárido para estabilizar las interfaces. Este es el caso de la patente US nº 6.197.319, en donde un complejo de proteína-polisacárido se incorpora a una composición cosmética, la cual es una emulsión. En este caso, se forma previamente el complejo y a continuación se incorpora a la masa. Lo mismo ocurre en la patente EP nº 340.035 : se forma una dispersión compleja polisacárido/proteína iónica microfragmentada, para emplear como substitutivo de la grasa en productos alimenticios, por ejemplo en helados, aliños para ensaladas, salsas, productos para untar, y salsas. La patente US nº 3.994.680 se refiere a un procedimiento para la preparación de una emulsión acuosa de aceite, con una larga vida de almacenamiento. En este caso, el complejo proteína/polisacárido se forma en la masa, por lo que se presenta un problema de difusión del complejo de la masa a la interfaz como ya se ha mencionado en el párrafo anterior.

Por lo tanto, estos complejos de proteína-polisacárido se forman por atracción electrostática, en condiciones bien definidas de pH, fuerza iónica, ratio proteína a poli-sacárido, concentración del biopolímero total, temperatura o presión (Schmitt C. et al., (1998) , Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 38, 689-753) . Adicionalmente, varios estudios han demostrado que estos complejos presentan mejores propiedades funcionales, como por ejemplo la gelación, la emulsificación, y la formación de espuma, que los biopolímeros solos. Sin embargo, es conocido también que la formación de complejos mediante atracción electrostática entre la proteína y los poli-sacáridos conduce a la fase de asociación a fenómenos de separación (Piculell L. y Lindman B. (1992) , Adv. Colloid Interf. Sci., 41, 149-178; Doublier J. L. et al., (2000) , Curr. Opinion Colloid Interf. Sci, 5, 202 214) o coacervación del complejo (Bungenberg de Jong H.G. (1936) , La coacervation complexe et son importance en biologie ("La coacervación compleja y su importancia en biología") , E. Fauré-Fremiet Ed, vol 1, Paris: Hermann et Cie) . Durante la separación de la fase asociativa que es un mecanismo dependiente del tiempo, los complejos iniciales electrostáticos proteína-polisacá-rido, interaccionan unos con otros debido a la neutralización de la carga para aumentar la entropía electrostática del sistema mediante la liberación de los iones contrarios en el medio (Tolstoguzov V.B (1997) , Protein-polysaccharide Interactions ("Interacciones proteína-polisacárido") , S. Damodaran y A. Paraf Eds, Food Proteins and their Applications ("Proteínas alimenticias y sus aplicaciones") , págs. 171-198, Nueva York: Marcel Dekker Inc.) . Estando próximo al equilibrio termodinámico, el complejo se vuelve insoluble y forma gotitas líquidas, llamadas coacervatos. Estos coacervatos forman finalmente una fase líquida concentrada en equilibrio con una fase muy diluida que contiene principalmente disolvente (Mattisson K.W. et al. (1999) , Macromol. Symp., 140, 53-76) . El tamaño de las sucesivas entidades formadas oscila desde decenas de nanometros para los complejos macromoleculares iniciales (Xia J, (1993) , Macromolecules ("Macromoléculas") , 26, 6688-6690; Bowman W. (1997) , Macromolecules ("Macromoléculas") , 30, 32622370) , hasta centenas de micrones para los coacervatos (Schmitt C. et al., (2001) , Colloids and Surf. B: Biointerf., 20, 267-280) . En términos de actividad interfacial, es bien conocido que el coeficiente de difusión de los componentes tensioactivos es muy importante. Los componentes tensioactivos de gran peso molecular (por ejemplo, los complejos de proteína-polisacárido) se desplazan muy lentamente a la interfaz, al contrario de los componentes tensioactivos de bajo peso molecular (ésteres de azúcar, triglicéridos) . Sin embargo, los primeros son mucho más efectivos para la estabilización interfacial (Dickinson E. y Galazka V.B. (1991) , Food Hydrocolloids ("Hidrocoloides alimenticios") .

Se ha demostrado que las mezclas proteína/polisacáridos aniónicos o las mezclas proteína básica/proteína ácida, son capaces de aumentar significativamente las propiedades espumantes en comparación con las proteínas empleadas solas (Ahmed & Dickinson, 1991, Food Hydrocolloids ("Hidrocoloides alimenticios") , páginas 395-402; Poole, 1989, International Journal of Food Science and Technology ("Revista internacional de la ciencia y tecnología de los alimentos") , páginas 121-137 y GB 2134117 y GB 2179043) . En los últimos documentos citados se describe claramente la estabilidad de la espuma después de la mezcla de la proteína con otras proteínas o polisacáridos. Así pues, estos documentos se refieren solamente a un incremento de la espumosidad, lo cual no predice ninguna mejora de la estabilidad. Un punto importante que no se menciona en estos documentos es el efecto del tiempo sobre las propiedades de la superficie de los complejos formados. Dado que la formación de complejos se debe principalmente a las interacciones electrostáticas entre los dos compuestos, una neutralización de la carga de los complejos aumenta con el tiempo (cualquiera que sea el ratio de mezcla inicial) . De ello se deduce que más y más complejos son capaces de interactuar uno con el otro (ninguna repulsión entre los complejos) , lo cual conduce a un aumento del tamaño de los complejos y a su progresiva insolubilización. Estos dos fenómenos son muy perjudiciales para la estabilización de una interfaz dado que las mismas reducen la capacidad de los complejos de permanecer en solución y de migrar a la interfaz. Esta es la principal razón del por qué el empleo industrial de los complejos electrostáticos es escaso. Nuestra invención permite circunvalar estos puntos críticos en el empleo de los complejos de proteína/polisacárido. Dado que estamos creando los complejos simultáneamente con la interfaz (gas/líquido) , los mismos permanecen solubles y son lo bastante pequeños para desplazarse a la interfaz (con ayuda de la entrada de energía dentro del sistema) . Una vez en la interfaz, estos complejos se reagrupan para formar coacervados que forman efectivamente una película estabilizante, y que pueden ser detectados en la interfaz dentro de productos alimenticios acabados mediante técnicas histoquímicas microscópicas.

El artículo Food Hydrocolloids ("Hidrocoloides alimenti-cios") , 13 (1999) , páginas 127-138, menciona la posibilidad de añadir caseína (proteína) y POG (nueva goma de Portulaca oleracea L., polisacárido) , en una emulsión. En este artículo, lo que se describe es un fenómeno de adsorción de multicapas, el cual figura en la página 135 de dicho artículo. En nuestro caso no tenemos una formación multicapas de esta clase, pero sí tenemos la formación de un complejo de proteína y polisacárido... [Seguir leyendo]

1. Un producto seleccionado del grupo formado por una espuma, una emulsión espumosa y una dispersión espumosa, en donde la interfaz agua-aire comprende un complejo soluble formado simultáneamente con la interfaz y coacervatos formados instantáneamente los cuales forman una película estabilizante en dicha interfaz mediante la mezcla de por lo menos una proteína y por lo menos un polisacárido con una carga opuesta, estando dicho producto en un margen de pH dentro del cual tiene lugar la interacción electrostática entre ambos compuestos opuestamente cargados y en donde la cantidad total de proteína y de polisacárido está comprendida entre 0, 01 y 5% en peso.

2. Un producto de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la proteína se selecciona del grupo formado por proteína de leche, soja, huevos, carne, pescado y vegetales.

3. Un producto de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la proteína se selecciona del grupo formado por 1lactoglobulina, proteína de suero de leche, proteína de soja, proteína de blanco de huevo, y proteína de trigo.

4. Un producto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el polisacárido se selecciona del grupo formado por gomas, hidrocoloides, y estabilizantes.

5. Un producto de acuerdo con la reivindicación 4, en donde el polisacárido es la goma de acacia, arabinogalactanos, centeno Ax, trigo Ax, carboximetilcelulosa, quitosano, goma xantano, 1-glucano.

6. Un producto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el ratio de proteína a polisacárido está comprendido entre 1:20 y 20:1.

7. El empleo del producto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el helado, mayonesa baja en grasa, culinarios, chocolate, postre, barquillos, pasteles esponjosos, productos lácteos y piensos para animales domésticos, en donde dicho producto se emplea en una cantidad comprendida entre 10 y 100 % del producto final en peso.

8. El empleo del producto de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el área cosmética y de perfumería, en donde dicho producto se emplea en una cantidad comprendida entre 10 y 100 % del producto final en peso.

9. Un procedimiento para la preparación de un producto espumoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una solución o una masa a granel de por lo menos una proteína y una solución o una masa a granel de por lo menos un polisacárido se inyecta con aire en una masa a granel o directamente en el aire.

10. Un procedimiento para la preparación de un producto espumoso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una solución de por lo menos una proteína y una solución de por lo menos un polisacárido se mezclan juntamente en presencia de aire.

11. Un procedimiento para la preparación de una emulsión de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una primera parte de una emulsión se estabiliza con por lo menos una proteína, una segunda parte de una emulsión se estabiliza con por lo menos un polisacárido, y ambas emulsiones se mezclan conjuntamente.

12. Un procedimiento para la preparación de una emulsión espumosa de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una solucion de por lo menos una proteína y una solucion de por lo menos un polisacárido se inyecta con aire en una masa de partículas dispersadas.