Productos de proteínas concentrados y métodos para producir los mismos.

Un método para preparar productos de proteínas concentrados, en el que se producen geles por medio de formación de gel en la primera etapa a partir de suspensiones acuosas de fuentes de material primario a una concentración que supera la concentración crítica de formación de gel,

y, en una segunda etapa, se someten a extracción los geles resultantes por medio de disolventes que extraen la fracción de sol para dar lugar a un producto final objetivo que es una fracción de gel que tiene un armazón de red tridimensional de moléculas de proteínas, en el que antes de la extracción el área superficial de los geles aumenta de forma adicional por medio de explosión de vapor de agua, congelación y posterior retirada de agua a partir del gel de esponja microporoso, adición de agentes de disgregación de alimentos, liberación rápida de presión o el efecto criotrópico.

Productos de proteínas concentrados y métodos para producir los mismos

Campo de la invención La presente invención se refiere a productos de proteínas concentrados y métodos para preparar los mismos a partir de fuentes de origen vegetal destinados al uso en varias industrias, preferentemente en la industria alimentaria (productos de carne y lácteos, productos enlatados, pan, pasta, repostería, y concentrados alimentarios) , industria farmacéutica para la preparación de fármacos, industria de alimentación animal mixta para la producción de piensos, productos químicos y otras industrias manufactureras.

Técnica anterior

Las semillas y los subproductos de semillas de soja, trigo, avena, cacahuete, altramuz, lino, colza, semillas de girasol y otras fuentes de materiales vegetales primarios se usan ampliamente para preparar productos de proteínas concentrados. Estos productos incluyen, por ejemplo, concentrados de proteínas (de un 60 % a un 75 % de proteínas) y fracciones aisladas (más de un 80 % de proteínas) de soja, cacahuetes, altramuz u otros cultivos de granja.

S. Berot y A. David ofrecieron una revisión de los métodos existentes para preparar productos de proteínas concentrados a partir de varias fuentes de materiales primarios en el Capítulo 9 titulado "Techniques of Extracting and Purifying Plant Protein Products" del libro "Plant Protein" (publicado por Agropromizdat, Moscú,

en 1991, editor T. P. Mikulovich, traducido al francés por V.G. Dolgopolov) . Los métodos industriales modernos más importantes para preparar productos de proteínas a partir de semilla de soja se describen en "Practical Handbook of Soybean Processing and Utilizatio" editado por D. P. Erickson, publicado por AOCS Press y United Soybean Board en 1995.

Los libros anteriormente referenciados muestran que los procesos industriales para la preparación de productos de proteínas concentrados usaron extracción a partir de las fuentes de materiales primarios anteriores por medio de disolventes acuosos.

Los concentrados se producen por medio del uso de reactivos que evitan la disolución de las proteínas de fuente, por ejemplo, ácidos que tienen un valor de pH cerca del punto isoeléctrico de las proteínas materiales, alcoholes y otros reactivos, o en condiciones de extracción específicas tales como, por ejemplo, pretratamiento o extracción a temperatura elevada usando desnaturalización de proteínas y su conversión en un estado insoluble.

Un ejemplo de un tipo de pretratamiento se describe en "Preparation of Soy Protein Concentrate and Isolate from Extruded-Expelled Soybean Meals" de H. Wang, L, A1 Johnson y T. Wang en Jounal of the American Oil Chemists Society, 2004, 81 (7) , 713-717. Los productos de proteínas concentrados se preparan por medio de pretratamiento de semillas de soja y pétalos blancos con un contenido de humedad de un 10 % a un 12 % en un extrusor-extractor durante 15 a 30 segundos a una temperatura de 135 ºC a 140 ºC y una presión de 20 a 50 atm. Posteriormente, la extracción va seguida de un procedimiento común. El pretratamiento de este tipo contribuye a expandir el intervalo de materiales primarios apropiados para la preparación de productos de proteínas concentrados.

Los reactivos tales como álcalis o sales que facilitan la conversión de proteínas en disolución en materiales que contienen proteínas altamente solubles contribuyen a la preparación de fracciones aisladas de proteínas.

El rendimiento más elevado de los concentrados de proteínas y las fracciones aisladas se logra por medio de extracción de materiales múltiples. Es más difícil, no obstante, obtener fracciones aisladas debido a que un producto con un elevado contenido en proteínas requiere una purificación directa adicional por medio, como norma, de sedimentación múltiple de las proteínas procedentes de sus disoluciones alcalinas por medio de ácidos, o por medio de otras técnicas, tales como, por ejemplo, ultra-filtración.

Debido a la necesidad de tener un material de fuente altamente dispersado para mantener una velocidad aceptable de procesos de difusión, conseguir los rendimientos justificados desde el punto de vista de rentabilidad de los productos objetivo que requieren una extracción múltiple de los materiales de fuente y proporcionar propiedades funcionales aceptables a los productos finales, los procesos para preparar los productos de proteínas concentrados se llevan a cabo sobre muchos artículos de equipos y resultan complicados y costosos.

De acuerdo con el paradigma moderno existente para la preparación de productos de proteínas concentrados, todos ellos son una mezcla de formas nativas y agregadas de proteínas y material primario usado. La rehidratación de formas de producto de proteína seco tiene como resultado, por norma, la disolución de una parte de sus proteínas.

El documento EP0459566 A1 divulga geles acuosos que contienen proteína desnaturalizada, que no está en forma de partículas, tixotrópica y traslúcida. También se divulga un proceso para la preparación de estos geles. Los geles se pueden incorporar en productos alimenticios y en productos cosméticos.

De acuerdo con el documento US 4 636 388 se puede preparar una proteína purificada particularmente adaptada para la hidrólisis enzimática por medio de la formación de gel de la proteína seguida de la ruptura del gel en partículas y lavado de las partículas en líquido suficiente para permitir que las partes del material no proteínico de la matriz de gel difundan al interior del líquido.

El documento WO 2007/073188 A1 se refiere a un proceso para preparar un sistema de gel mixto, que contiene al menos una proteína globular, al menos un polisacárido y al menos un 50 % en peso de agua, y que comprende al menos dos fases acuosas distintas que están en contacto directo, incluyendo una fase gelificada proteínica y una fase acuosa no proteínica.

El documento US 4 410554 A divulga un proceso acuoso para la producción de concentrados de proteína de soja que poseen muchos atributos funcionales de las fracciones aisladas de proteína de soja. En la producción del concentrado de soja, se controlan los parámetros en las etapas de lixiviado acuoso y la separación, neutralización, pasteurización y secado que se llevan a cabo en el orden citado.

Divulgación de la invención El resultado técnico que se logra por medio del uso de la invención consiste en simplificar, y rebajar los costes del proceso de preparación de productos de proteínas concentrados y elevar su eficacia por medio del aumento de la plenitud y velocidad de extracción, y también para obtener un producto final que tenga características organolépticas neutras, incluyendo la ausencia de sabor específico y aroma, por ejemplo, sabor y olor a soja

(amargo, sabor a semilla) .

Este efecto técnico se logra en un método para preparar productos de proteínas concentrados en los cuales se producen geles en su primera etapa a partir de suspensiones acuosas de la fuente de material principal a una concentración que supera la concentración crítica de formación de gel, por medio de métodos de formación de 15 gel y se extrae en la segunda etapa con disolventes que extraen la fracción de sol para obtener el producto objetivo que es una fracción de gel que tiene un armazón de red tri-dimensional que consiste en moléculas de proteínas. El área superficial de los geles se puede aumentar por medio de la adición de agentes de disgregación de alimentos, reducción rápida de presión, o por medio del efecto criotrópico. El rendimiento del método tiene como resultado productos de proteínas en forma de fracciones de gel, cuyo armazón de red tri

dimensional consiste en moléculas de proteínas.

La eficacia-plenitud y la velocidad de extracción se elevan aumentando el área superficial de gel por medio de etapas aceptadas en la industria alimentaria, tales como explosión con vapor de agua (a medida que la presión disminuye de forma rápida, por ejemplo, tras tratamiento en autoclave, extrusión, calentamiento super-rápido en un campo de microondas, y similares) , congelación y posterior retirada de agua a partir del gel de esponja microporosa, adición de agentes de disgregación de alimentos, tales como carbonato de amonio y otros métodos.

Los productos de proteínas concentrados preparados por medio del método reivindicado tienen una composición química próxima a la de los productos denominados tradicionalmente concentrados de proteínas y fracciones aisladas, ya que contienen entre un 60 % y un 90 % de proteínas, o más. No obstante, tienen un número de distinciones importantes con respecto a los productos tradicionales.

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1. Un método para preparar productos de proteínas concentrados, en el que se producen geles por medio de formación de gel en la primera etapa a partir de suspensiones acuosas de fuentes de material primario a una 5 concentración que supera la concentración crítica de formación de gel, y, en una segunda etapa, se someten a extracción los geles resultantes por medio de disolventes que extraen la fracción de sol para dar lugar a un producto final objetivo que es una fracción de gel que tiene un armazón de red tridimensional de moléculas de proteínas, en el que antes de la extracción el área superficial de los geles aumenta de forma adicional por medio de explosión de vapor de agua, congelación y posterior retirada de agua a partir del gel de esponja microporoso, adición de agentes de disgregación de alimentos, liberación rápida de presión o el efecto criotrópico.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el gel se prepara por medio de un método termotrópico,

cristrópico o barotermotrópico de formación de gel. 15

3. Productos de proteínas en forma de fracciones de gel que tienen un armazón de red tridimensional de moléculas de proteínas que se pueden obtener por medio del método de la reivindicación 1 o 2.