Material alimenticio fibroso.

Un proceso para la preparación de estructuras alimenticias fibrosas jerárquicas,

que comprende someter una suspensión de proteínas comestibles a flujo de cizalla simple y a reticulación enzimática durante la cizalladura.

Material alimenticio fibroso.

La invención se refiere a materiales fibrosos, y especialmente a materiales alimenticios fibrosos, a procesos para la producción de estos, y al uso de dichos materiales fibrosos. En un aspecto importante, la presente invención tiene como objetivo proporcionar productos de reemplazo de carne o pescado a partir de fuentes proteicas alternativas. En otro aspecto, se usan partículas fibrosas sueltas como un ingrediente que tiene varios usos de aplicación.

En las últimas décadas, la formación de texturas de alimentos fibrosos ha recibido mucho interés por parte de la industria, así como de los científicos en alimentos. Un desafío particularmente importante fue la sustitución de productos cárnicos por productos procedentes de fuentes proteicas alternativas. Generalmente, esto implica la creación de propiedades estructurales y sensoriales similares a la carne con materiales basados en proteínas no cárnicas; es decir, a partir de fuentes basadas en proteínas no cárnicas se intentó lograr estructuras anisotrópicas en diversas escalas de longitud y en diversos regímenes de concentración.

La investigación llevada a cabo sobre materiales proteicos fibrosos a grandes rasgos puede dividirse en el auto- ensamblaje de las proteínas en fibrillas, y el ensamblaje forzado de proteínas en texturas fibrosas.

El auto-ensamblaje fibrilar de diversas proteínas, tales como las proteínas p-lactoglobulina, ovoalbúmina y albúmina sérica bovina, se ha logrado en regímenes diluidos y semi-diluidos bajo severas condiciones de pH y temperatura (ver, por ejemplo Veerman y otros, J. Rheol. 49(2) (25) 355-368). Las fibrillas producidas estaban en el orden de nm de espesor y pm de longitud.

Se publicó un caso especial de auto-ensamblaje para la formación de fibrillas amiloideas de K-caseína (Thorn y otros, Biochemistry 44(51) (25) 1727).

En contraste con el auto-ensamblaje, el ensamblaje forzado de soluciones proteicas en un régimen más concentrado (> 1% p/p de proteína) se ha abordado tradicionalmente mediante el uso de técnicas de extrusión o de hilatura, aunque se describen además otras técnicas.

La cocción por extrusión se ha usado para texturizar proteínas a partir de diversas fuentes, tales como harinas de soya, trigo, y proteínas lácteas. La plastificación, fusión y desintegración de proteínas ocurren en el barril extrusor y las texturas fibrosas pueden formarse debido a la alineación de las proteínas en troqueles largos de enfriamiento. En este sentido ver por ejemplo, Aguilera & Stanley, Food Rev. Int. 9(4) (1993) 527-55; y Cheftel y otros, Food Rev. Int. 8(2) (1992) 235-275.

En estas modalidades, el valor de la relación de la resistencia longitudinal y transversal al estiramiento es - de acuerdo con Thiebaud y otros (Food Science And Technology-Lebensmittel-Wissenschaft & Technologie 29(5-6) (1996) 526-535) - indicativo de la calidad de la fibra. Los valores típicos de la relación de la resistencia longitudinal y transversal al estiramiento son, por ejemplo, 1-5 para extruidos fibrosos a partir de harina de soya desgrasada, en dependencia de la temperatura y el pH del barril (Cheftel y otros, antes mencionado)', y 1-2 para materiales extruidos de harina de soya desgrasada y cerdo como se determina al cortar (Liu y otros, Food Se. Techn. Int. 11(6) (25) 463-47).

Los estudios referidos en los dos párrafos anteriores muestran que se necesitan mezclas de fuentes animal y vegetal para obtener un grado aceptable de fibrosidad.

Tolstoguzov (en: J.A.O.C.S., 7(4) (1993) 417-424) subrayó que se requieren biopolímeros incompatibles para formar estructuras anisotrópicas durante la extrusión.

En US-A-4,118,52, se preparan fibras proteicas, que contienen caseína y al menos una proteína termoendurecible, mediante hilatura en seco de una mezcla acuosa de proteínas que contiene iones calcio y fosfato a una temperatura por debajo del punto de gelificación de la mezcla de proteínas, seguido por secado de las fibras obtenidas.

US-A-2,83,92 y su continuación en parte US-A-2,879,163 describen que una suspensión de materia prima rica en proteínas se coagula bajo la influencia de calor para formar un gel de proteínas, el gel se conforma por extrusión mediante el uso de una prensa de macarrones.

Generalmente, las técnicas de extrusión tienen un número de deficiencias, tales como el uso de altas temperaturas para la desnaturalización de proteínas, que induce reacciones químicas no controlables; y el uso de altas fuerzas de cizalladura durante la extrusión, que pueden conducir a la desintegración de elementos estructurales (ver, por ejemplo, Peighambardoust y otros, J. Cereal Se. 43 (26) 183-197), incluso a un nivel molecular (ver Van den Einde y otros, Polymer Degradation And Stability, 85(1) (24) 589-594). Aún más, en extrusores, al igual que en

muchos otros dispositivos de mezcla o amasado, se obtienen efectos diferentes de los procesos físicos y/o químicos en dependencia de la posición en el aparato.

A fin de obtener productos fibrosos bien definidos, es evidente que debe haber una interacción sutil entre la desintegración y la inducción de textura en los elementos estructurales.La presente invención tiene como objetivo proporcionar un proceso que permita obtener productos fibrosos bien definidos.

Aún más, los productos preparados mediante cocción con extrusión generalmente se calientan a temperaturas por encima de 1°C. Tales productos pueden calentarse, pero no pueden procesarse en la cocina mediante el uso de técnicas como hornear y freír, lo que conduciría a efectos obtenidos también con pescado y carne.

La otra técnica mencionada anteriormente en la presente, a saber hilatura de biopolímeros, se basa en la alineación de macromoléculas debido a la cizalladura y al flujo de alargamiento en una tobera de hilatura y durante la coagulación (ver, por ejemplo, Gallant y otros, Food Microstructure 3 (1984) 175-183). Típicamente, las fibras resultantes (-1 pm) se coagulan en baños que contienen soluciones de ácido y sal, y luego se lavan. Hidrocoloides, tales como carragenina (Downey & Burgess, J. Food Techn. 14(1) (1979) 21-31; Downey & Burgess, J. Food Techn. 14(1) (1979) 33-4) y alginato (Antonov y otros, Die Nahrung 29(1) (1985) 39; Suchkov y otros, Nahrung-Food 24(9) (198) 893-897), o proteínas vegetales, tales como proteínas de soya (Suchkov y otros, Nahrung-Food 32(7) (1988) 669-678) o del frijol del campo (Suchkov y otros, Nahrung-Food 32(7) (1988) 679-689), se usaron en combinación con caseína en una mezcla de dos fases para disminuir la solubilidad en agua de las fibras producidas a base de caseína.

US-A-2,682,466 describe fibras proteicas comestibles fabricadas por un proceso de hilatura en húmedo. Una materia prima rica en proteínas se disuelve en un medio alcalino, y subsecuentemente se extrude en la forma de chorros finos dentro de un baño acídico de sal en que las fibras se coagulan.

Las desventajas de este método de hilatura siguen siendo las grandes corrientes de residuos de agua a partir de los baños de coagulación y lavado. Más aún, las necesidades de bajo pH y altas concentraciones de sal, y aditivos químicos para coagular las fibras hacen que el diseño de un proceso y un aparato para la producción de fibras adecuadas para el consumo sea una materia compleja. Además, la combinación de fibras obtenidas a través de hilatura para una estructura fibrosa es compleja, de ser posible en absoluto.

En NL-C-119816 se preparan productos, estos productos tienen como objetivo reemplazar carne y pescado, y pueden hornearse. Estos productos se preparan a partir de cuajada, que se mezcla con alginato y/o fosfato en agua, dicha mezcla se emulsiona y subsecuentemente se agita vigorosamente en una solución de sal. Después de eso el producto fibroso obtenido se lava y además se elimina el agua. El método descrito tiene desventajas similares a las del método de hilatura antes descrito.

Además en el documento WO 25/4624 y el documento WO 25/4625, mezclas homogéneas de proteínas (proteínas de la leche y vegetales, respectivamente) y un hidrocoloide que precipita cuando se pone en contacto con iones metálicos con una carga de al menos +2 se ponen en contacto con una solución que contiene tales Iones metálicos para formar productos alimenticios que contienen fibras conformadas.

Los productos obtenidos en los métodos de los dos párrafos anteriores obtienen una estructura basada en los hidrocoloides gelificados.

Más aún el antecedente de la técnica incluye la reticulación de proteínas con transglutaminasa, para obtener productos proteicos para diferentes usos, que no implican texturas fibrosas para el reemplazo de... [Seguir leyendo]