Procedimiento para obtener un producto prebiótico de alto contenido en fibra soluble,

dicho producto y sus aplicaciones.

La presente invención describe un procedimiento para obtener un producto prebiótico de alto contenido en fibra soluble a partir del uso de fibra insoluble proveniente de residuos vegetales y de la aplicación de altas presiones. Así sus aplicaciones son como suplemento dietético natural rico en fibra en alimentos utilizándose a residuos de soja, subproductos de zumos y néctares de frutas, subproductos de hortalizas, subproductos de vinificación, de la remolacha azucarera, al residuo de la extracción del aceite (alpechín) y de la elaboración del chocolate (cáscara del cacao)

Procedimiento para obtener un producto prebiótico de alto contenido en fibra soluble, dicho producto y sus aplicaciones.

Sector de la técnica

La presente invención se encuadra en el sector Alimentario, más concretamente en la elaboración de Alimentos funcionales, productos nutracéuticos y suplementos dietéticos.

Estado de la técnica

La OMS recomienda el aumento de la ingesta diaria de fibra hasta 25-30 g/persona, de los cuales un 30% debe proceder de fibra soluble. En España con el aporte de fibra que proporciona la dieta, no alcanzamos los 20 g/persona/día, por lo que el mercado de alimentos enriquecidos en fibra o suplementos dietéticos ricos en fibra ha aumentado considerablemente en los últimos años.

La fibra alimentaria está formada por partes comestibles de las plantas que nuestro estómago e intestino delgado son incapaces de digerir o absorber y que llegan intactas al intestino grueso. Entre ellas, se encuentran polisacáridos distintos del almidón (por ejemplo la celulosa, la hemicelulosa, las gomas y las pectinas), oligosacáridos (la inulina y oligofructanos), la lignina y otras sustancias vegetales asociadas (ceras y suberina) y otros tipos de almidón denominados almidones resistentes, presentes en legumbres, semillas y granos parcialmente molidos y algunos cereales de desayuno. Su nombre deriva de que resisten a la digestión en el intestino delgado y llegan intactos al intestino grueso.

La fibra alimentaria, o fibra total, se clasifica según su solubilidad en agua o en disoluciones acuosas, en dos tipos: fibra soluble e insoluble. Ambas clases se encuentran en distintas proporciones en los diferentes alimentos, así por ejemplo, la avena, la cebada, las frutas, las hortalizas y las legumbres son buenas fuentes de fibra soluble y sin embargo, los cereales integrales y el pan integral son fuentes ricas en fibra insoluble.

La fibra alimentaria una vez ingerida, avanza por el tubo digestivo y llega al intestino grueso, donde es fermentada parcial o totalmente por las bacterias intestinales. Durante el proceso de fermentación, se forman diversos subproductos, ácidos grasos de cadena corta y gases. Los efectos beneficiosos para la salud de la fibra alimentaria derivan de la acción combinada del proceso de fermentación y de los subproductos resultantes. Además, el efecto fisiológico que produce la fibra soluble e insoluble es distinto.

Por una parte la fibra soluble, llega al colon sin ser digerida y allí es fermentada por la microbiota produciendo ácidos grasos de cadena corta, los cuales son una fuente importante de energía para las células del colon y así mismo pueden inhibir el crecimiento y la proliferación de células cancerígenas en el intestino. También presentan otros efectos beneficiosos para la salud, como son la hipoglucemia (ralentiza la digestión y la absorción de hidratos de carbono reduciendo la subida de la glucosa en sangre después de las comidas y la respuesta insulínica asociada a ella), la hipocolesterolemia (reduce el colesterol sérico total y el nivel de colesterol LDL, previniendo de esa manera la enfermedad cardiaca coronaria o ECC), e incluso interviene en la prevención de cáncer de colon.

La fibra insoluble, como su nombre indica, es insoluble en agua y en soluciones acuosas, no siendo digerida ni apenas fermentada, pero produce efectos de saciedad y ayuda a prevenir el estreñimiento al incrementar el peso de las heces y reducir la duración del tránsito intestinal.

La fibra alimentaria se encuentra en frutas (pera, fresa, mora, frambuesa, grosella, naranja, etc), hortalizas (col de Bruselas, alcachofa, cebolla, ajo, maíz, guisantes, judías verdes y brécol, etc), legumbres (lentejas, garbanzos, alubias, etc) y los granos de cereal enteros (salvado de trigo, de avena, pan de cereales integrales o multi-cereales, etc). De esa manera los residuos vegetales procedentes de la industria alimentaria son una fuente muy rica en fibra, sobre todo de fibra insoluble.

Sin embargo, sería deseable aumentar la proporción de fibra soluble en estos tipos de residuos, por sus propiedades beneficiosas para la salud (efecto hipoglucemiante, hipocolesterolémico, prevención de cáncer de colon, etc). Así mismo, los consumidores son conocedores de los beneficios que les proporciona la ingesta de fibra para su salud y demandan por lo tanto, cada vez más productos y/o suplementos dietéticos enriquecidos en fibra, de manera que el mercado de dichos productos ha aumentado considerablemente en los últimos años.

Las estrategias utilizadas hasta la fecha para aumentar el contenido de fibra soluble en residuos vegetales con alto contenido en fibra insoluble son principalmente tratamientos químicos y/o enzimáticos. La mayoría de estos procedimientos son laboriosos, contaminantes ya que usan ácidos, bases o disolventes, o son procesos más bien caros como los métodos enzimáticos que emplean enzimas purificadas.

En el caso del tratamiento químico de la fibra insoluble se utilizan distintos tipos de ácidos (sulfúrico, clorhídrico, etc) y de álcalis (hidróxidos sódico, potásico, etc). Se trata de sustancias fuertes y corrosivas que hay que manejar con precaución y dan lugar a unos residuos de los que hay que deshacerse adecuadamente.

En el tratamiento enzimático se utilizan enzimas comerciales purificadas, que resultan muy caras en el mercado debido a su especificidad y la dificultad que presentan en su obtención.

Se han propuesto hasta la fecha métodos de micronización que mejoran las propiedades físico-químicas o funcionales de muestras vegetales, basados en la disminución considerable en el tamaño de partícula, mejorándose sobretodo las propiedades de hidratación. Los tratamientos de micronización emplean diferentes procedimientos, por ejemplo: molino de bolas, molino a propulsión y la micronización a alta presión. Este último tratamiento es más eficaz que los otros dos reduciendo el tamaño de partícula. Las fibras insolubles analizadas por el grupo de investigación han sido la celulosa comercial y los residuos industriales de la obtención de zumos de naranja, carambola y zanahoria. Estos autores inciden más en la reducción del tamaño de partícula de la muestra vegetal y sus propiedades de hidratación, que en el contenido de fibra.

Las referencias donde se describen los resultados de los tratamientos de micronización son las siguientes:

- Chau, C.H., Wen, Y.-L., Wang, Y.-T. (2006). Effects of micronisation on the characteristics and physicochemical properties of insoluble fibres. J. Sci. Food Agrio. 86: 2380-2386.

- Chau, C.H., Wen, Y.-L., Wang, Y.-T. (2006). Improvement of the functionality of a potential fruit insoluble fibre by micron technology. Int. J. Food Sci. Technol. 41: 1054-1060.

- Chau, C.H., Wang, Y.-T., Wen, Y.-L. (2007). Different micronization methods significantly improve the functionality of carrot insoluble fibre. Food Chem. 100: 1402-1408.

El procedimiento descrito en la presente invención se caracteriza porque es capaz de aumentar el contenido en fibra soluble del residuo vegetal, a expensas de la fibra insoluble del propio residuo con la única aplicación de altas presiones hidrostáticas. Es una técnica rápida, limpia y no contaminante ya que no se utiliza ácidos, ni álcalis, ni enzimas, ni disolventes orgánicos como en los anteriores métodos descritos. El líquido presurizante empleado es el agua. Al mismo tiempo, es más eficaz para aumentar la fibra soluble y mejorar sus propiedades físicoquímicas que la tecnología de micronización (con molino de bolas o molino a propulsión).

En el Estado del arte sólo se ha encontrado la siguiente referencia que en la que se obtiene un ligero aumento de la fibra total aplicando alta presión y temperatura pero no un incremento específico del contenido en fibra soluble. Las muestras utilizadas fueron dos cultivares de repollo para modificar las propiedades físicoquímicas de su fibra alimentaria. En dichas publicaciones los autores observan un ligero aumento de la fibra total, pero no un incremento del contenido en fibra soluble de la muestra de repollo tratada por alta presión (Wennberg, M., Nyman, M. (2004). On the possibility of using high pressure treatment to modify physico-chemical properties of dietary fibre in white cabbage (Brassica oleraceae var. capitata). Innovative Food Science and Emerging Technologies 5: 171-177).

El procedimiento descrito en la presente invención...

1. Procedimiento para obtener un producto prebiótico de alto contenido en fibra soluble caracterizado porque se obtiene a partir de fibra insoluble proveniente de residuos vegetales y porque comprende las siguientes etapas:

a) el residuo vegetal, ya sea húmedo en fresco o bien liofilizado, es molido y tamizado y se procede a su envasado y sellado, por ejemplo, en bolsas de plástico resistentes a la presión y al calor que permiten homogenizar el tratamiento,

b) las bolsas de a) son sometidas a tratamiento de alta presión (100-900 MPa) en condiciones controladas de temperatura entre 30-100ºC y un tiempo comprendido entre 15-30 minutos, y

c) opcionalmente, cuando el residuo de a) es húmedo en fresco, la muestra fresca tratada de b) se liofiliza o se seca en estufa a una temperatura de 60ºC hasta alcanzar peso constante.

2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el residuo vegetal de a) pertenece al siguiente grupo: residuos de soja, subproductos de zumos y néctares de frutas, subproductos de hortalizas, subproductos de vinificación (orujos, hollejos, pepitas y raspones de la uva prensada), de la remolacha azucarera, al residuo de la extracción del aceite (alpechín) y de la elaboración del chocolate (cáscara del cacao).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el residuo vegetal de a) proviene de la soja.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la presión utilizada es de 400 MPa, la temperatura es de 60ºC y el tiempo de 15 minutos.

5. Producto prebiótico obtenido por el procedimiento según las reivindicaciones 1 a la 5 caracterizado porque contiene una mayor cantidad de fibra soluble que el residual original.