Utilización de constituyentes expandidos y fabricación de productos a partir de los mismos.

Producto que comprende una masa bioplástica que incluye un constituyente fundido,

en el que el constituyente fundido se obtiene mediante tratamiento térmico, en presencia de un componente no acuoso formador de enlaces de hidrógeno, un material que ha experimentado expansión, definiendo una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción, de manera que se funde el material y se obtiene una masa bioplástica coherente, en la que la matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se encuentra presente en una cantidad no superior a 5% en peso del producto.

Utilización de constituyentes expandidos y fabricación de productos a partir de los mismos

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere de manera general a productos bioplásticos de elevada integridad estructural. Los productos pueden incluir materiales de fabricación, así como alimentos. Más concretamente, la presente invención se refiere a productos para proporcionar materiales poliméricos biodegradables de textura controlable y materiales de producto producidos de esta manera.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El documento nº WO 01/76386 (Mars UK Ltd.) se refiere a un alimento para animales de compañía. Se prepara un producto de tipo galleta dura para animales de compañía mediante el calentamiento breve de una mezcla que comprende almidón pregelatinizado, agua y un plastificador a una presión de por lo menos 5 MPa. El documento da a conocer un producto que comprende una masa bioplástica coherente que incluye un constituyente fundido y un material expandido. El material expandido son migas de pan y el material fundido es tanto agua como glicerol.

La patente GB nº 1497090 (Uncle Bens Australia Pty) se refiere a la preparación de un producto alimentario. El producto comprende una base, que contiene proteínas y/o materiales de tipo farináceo, por lo menos un material soluble en agua que resulta adecuado para reducir la actividad acuosa en el producto a un valor inferior a 0, 88, presentando el producto un contenido de humedad comprendido en el intervalo de entre 15% y 45% en peso.

La patente GB nº 1591406 (Quaker Oats Co.) se refiere a una matriz para un producto alimentario que utiliza la matriz y a procedimientos para su fabricación. Dicho documento da a conocer una mezcla que comprende ingredientes amiláceos de entre los que 0, 5% es almidón derivatizado.

Se encuentran disponibles numerosos métodos para producir productos alimentarios y polímeros biodegradables. En el caso de los alimentos, estos métodos pueden clasificarse de manera general como métodos estáticos o dinámicos. Los métodos estáticos pueden definirse como aquellos en los que se introduce un lote de constituyentes en un recipiente de cocción y se dejan en reposo o sin movimiento mientras se someten a cocción, tal como en un procedimiento de horneado en un horno, de moldeo a presión o en un procedimiento de horneo. Entre ellos se incluyen procedimientos en los que se provoca el movimiento del lote de material en una cinta transportadora por un aparato de cocción, tal como un túnel de horneado. En éste, los constituyentes permanecen quietos en relación a la superficie o recipiente sobre o dentro del cual se están transportando.

Los procedimientos dinámicos son aquellos en los que una cantidad de los constituyentes se alimenta a un aparato, en un flujo continuo o semicontinuo o por lotes, en el que se proporciona energía mecánica a estos constituyentes para provocar el movimiento relativo dentro del lote o flujo, absorbiendo simultáneamente energía para causar la cocción. Dicho movimiento podría incluir la mezcla activa o pasiva. Un método dinámico de tratamiento térmico es la extrusión, en la que se causa la mezcla de los constituyentes unos con otros, proporcionando cizalladura dentro del barril del extrusor. Puede utilizarse la extrusión para producir una diversidad de productos alimentarios o comestibles. Las fuerzas internas de cizalladura generadas dentro del aparato proporcionan una parte sustancial del calor que se utiliza para cocinar los constituyentes. Estos productos pueden diseñarse para el consumo humano o animal, o para ambos. Otro método dinámico de cocción utiliza un mezclador continuo para causar el movimiento interno relativo de los constituyentes mientras se aplica energía térmica que resulta en la cocción.

Con respecto a los animales de compañía, se encuentra disponible una diversidad de productos alimentarios. Algunos de estos productos se producen mediante extrusión. Determinados productos extrusionados están diseñados para extender la duración de la masticación de un animal de compañía, especialmente de perros, con el objetivo de proporcionar un producto que el animal de compañía pueda masticar y disfrutar. Los propietarios de animales de compañía con frecuencia evalúan un producto alimentario o tentempié para animales de compañía a partir de su duración de la masticación. Por ejemplo, una queja frecuente de los propietarios de perros grandes es que se lo acaban de un bocado.

Los productos que facilitan la masticación prolongada pueden ayudar a mejorar la higiene dental y reducir la enfermedad periodontal, que constituye un problema generalizado para los gatos y perros domésticos. Ello se debe a que la dieta natural de los animales en el medio natural incluye muchos alimentos que requieren una masticación prolongada antes de que los trozos sean suficientemente pequeños para ser deglutidos, contribuyendo a la higiene dental y facilitando la digestión. En contraste, la dieta de los animales de compañía domésticos con frecuencia carece de alimentos naturalmente masticables, privándolos de los beneficios anteriormente indicados.

Los métodos convencionales de procesamiento de alimentos con frecuencia no producen productos que presenten texturas comparables a los alimentos naturalmente masticables. Sin embargo, se han realizado ciertos intentos para producir productos para animales de compañía con una duración de la masticación prolongada. Sin embargo, la mayoría de estos productos adolece de desventajas.

Algunos sencillamente no resultan comestibles. En el caso de que los animales de compañía mastiquen o rompan y deglutan estos productos, sufren de problemas digestivos. Algunos son excretados por el animal de compañía sin digerir y pueden contribuir a producir diarrea y un volumen fecal incrementado. La mayoría de propietarios de animales de compañía desean reducir el volumen fecal, la diarrea y las deposiciones blandas. Incluso algunos productos que afirman estar preparados a partir de constituyentes comestibles no resultan comestibles en la forma final debido a que el procesamiento no consigue garantizar la digestibilidad.

La solicitud de patente europea nº EP 0 552 897 A1 da a conocer un producto masticable animal comestible con una matriz celular flexible que contiene fibras de celulosa, por ejemplo 20% a 50% de mazorcas de maíz y aditivos para el cuidado oral. Las mazorcas de maíz y los materiales celulósicos no son fácilmente digeribles y también pueden contribuir a la diarrea y a un volumen fecal incrementado.

Sin embargo, existen productos masticables que se formulan considerando la digestibilidad. Sin embargo, algunos de estos productos masticables de la técnica anterior son ricos en calorías. Por lo tanto, resulta deseable que dichos productos se proporcionen como alimentos ocasionales o tentempiés, comprendiendo únicamente una parte reducida de la dieta del animal de compañía, de manera que no generen un desequilibrio nutricional.

Un problema adicional de algunos productos masticables de la técnica anterior es el coste de producción. Determinados productos masticables se forman con materiales flexibles que están diseñados para resistir la fuerza masticación del animal de compañía. Los materiales flexibles tienden a ser caros. Los intentos para mezclar materiales flexibles y materiales menos caros han creado un complejo sistema de equilibrado en el que con frecuencia resulta difícil garantizar que los materiales menos caros no comprometan la resistencia e integridad de los materiales flexibles más caros.

Todavía otro problema con determinados productos masticables altamente resistentes de la técnica anterior es la seguridad. Por ejemplo, un juguete para animales de compañía masticable de la técnica anterior presenta una composición termoplástica a base de proteínas con niveles de proteínas de entre 50% y 70%. Los productos ricos en proteínas, incluyendo los fabricados a partir de constituyentes ricos en proteínas no sólo resultan caros sino que también pueden comportar potenciales riesgos. Algunos expertos creen que los niveles elevados de proteínas pueden contribuir a insuficiencia renal y al bloqueo del tracto urinario en los animales de compañía que las consumen.

Algunos productos de la técnica anterior intentan incrementar la duración de la masticación mediante el incremento de la rigidez del producto. Algunos de estos productos son virtualmente duros como una piedra. Estos productos pueden astillar o romper los dientes del animal de compañía. Por ejemplo, uno de dichos productos requiere una presión operativa superior a 10 MPa para romperlo. Muchos de los productos más duros de la técnica anterior son de naturaleza vítrea y presentan... [Seguir leyendo]

1. Producto que comprende una masa bioplástica que incluye un constituyente fundido, en el que el constituyente fundido se obtiene mediante tratamiento térmico, en presencia de un componente no acuoso formador de enlaces de hidrógeno, un material que ha experimentado expansión, definiendo una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción, de manera que se funde el material y se obtiene una masa bioplástica coherente, en la que la matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se encuentra presente en una cantidad no superior a 5% en peso del producto.

2. Producto según la reivindicación 1, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es un ingrediente alimentario.

3. Producto según la reivindicación 1 ó 2, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es comestible.

4. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es un carbohidrato.

5. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que se ha sometido a 20 expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción está basado en almidón.

6. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es obtenible a partir de un recurso renovable.

7. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción ha sido fermentado.

8. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el material que se ha sometido a

expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción ha sido expandida mediante un procedimiento físico.

9. Producto según la reivindicación 8, en el que el procedimiento físico comprende someter el constituyente a una aplicación súbita de calor intenso o a una caída de presión de suficiente magnitud y de una duración inferior a 10 35 minutos para provocar la totalidad de la expansión del material antes de fundirlo.

10. Producto según la reivindicación 9, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se selecciona de entre el grupo que consiste de arroz expandido, mijo expandido, arroz expandido y trigo expandido.

11. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el constituyente ha sido tratado térmicamente bajo condiciones de cizalladura para formar la masa.

12. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el componente no acuoso formador de 45 enlaces de hidrógeno es un solvente polihídrico.

13. Producto según la reivindicación 12, en el que el solvente se selecciona de entre el gruo que consiste de etilenglicol, glicerol, propilenglicol, sorbitol y combinaciones de los mismos.

14. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la masa bioplástica comprende una matriz polimérica.

15. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que es digerible.

16. Producto según la reivindicación 15, que es un alimento para animales de compañía.

17. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la masa es suficientemente resistente a la penetración para resistir la penetración por los dientes de un perro que ejerce una fuerza de mordedura normal en la misma.

18. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, producido mediante extrusión.

19. Producto según la reivindicación 18, que presenta una textura que ha sido producida mediante manipulación de la introducción de energía en un extrusor que lo ha extrusionado.

20. Producto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo es más resistente a la 5 penetración que si el cuerpo se realiza en un material que se encuentra en un estado no expandido.

21. Procedimiento de fabricación de un producto que comprende una masa bioplástica, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- proporcionar un constituyente que presenta incluido un material que ha experimentado expansión, definiendo una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción,

- tratar térmicamente, en presencia de un componente no acuoso formador de enlaces de hidrógeno, de manera que se funde el constituyente y se proporciona una masa bioplástica coherente que no presenta más de 5% en peso del producto de la matriz porosa.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que la masa bioplástica comprende una matriz polimérica firme.

23. Procedimiento según la reivindicación 21 ó 22, en el que sustancialmente la totalidad del constituyente se funde.

24. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, realizado en ausencia de agua añadida.

25. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, realizado en ausencia de líquido añadido.

26. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, que incluye mantener el contacto entre el

componente formador de enlaces de hidrógeno y el constituyente hasta la formación de enlaces de hidrógeno en la masa.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, en el que el componente es un solvente polihídrico.

28. Producto según la reivindicación 27, en el que el solvente se selecciona de entre el gruo que consiste de etilenglicol, glicerol, propilenglicol, sorbitol y combinaciones de los mismos.

29. Producto según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 28, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es un ingrediente alimentario.

30. Producto según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 29, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es comestible.

31. Producto según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 30, en el que el material que se ha sometido a expansión 40 para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción está basado en el almidón.

32. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 29, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción es obtenible a partir de un recurso renovable.

33. Producto según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 32, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se ha expandido mediante un procedimiento físico.

34. Procedimiento según la reivindicación 33, en el que el procedimiento físico comprende someter el precursor no expandido del material a una aplicación súbita de calor intenso o a una caída de presión de suficiente magnitud y de una duración inferior a 10 minutos para provocar la totalidad de la expansión del precursor antes del tratamiento térmico del material expandido.

35. Procedimiento según la reivindicación 34, en el que el material que ha experimentado expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se selecciona de entre el grupo que consiste de arroz expandido, mijo expandido, arroz expandido y trigo expandido.

36. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 35, que incluye la etapa de formar partículas a partir

del material que ha experimentado expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción antes del tratamiento térmico del mismo.

37. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 36, que incluye la etapa de expandir un precursor no expandido del material, proporcionando el material que ha experimentado expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción.

38. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 37, en el que la etapa de tratamiento térmico del constituyente comprende introducir cizalladura en el mismo.

39. Procedimiento según la reivindicación 38, en el que la cizalladura proporcionada mediante la extrusión del

material que ha experimentado expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a 10 cocción en un extrusor.

40. Procedimiento según la reivindicación 39, que incluye la etapa de modificar la textura de la masa bioplástica mediante la modificación de por lo menos un parámetro seleccionado de entre el grupo que consiste de: modificar la energía introducida en el extrusor, modificar el material expandido, añadir por lo menos un aditivo seco al

constituyente y añadir por lo menos un líquido al constituyente.

41. Procedimiento según la reivindicación 39 ó 40, que incluye la etapa de modificar por lo menos uno de entre la velocidad del husillo del extrusor y la temperatura del calefactor del husillo.

42. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 39 a 41, que incluye la etapa de controlar la densidad del material a medida que es extrusionado.

43. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 39 a 42, que incluye la etapa de controlar la expansión del material que sale del extrusor.

44. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 43, que incluye la etapa de controlar la temperatura del material durante la etapa de tratamiento térmico.

45. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 44, que incluye la etapa de dividir la masa en trozos 30 e introducir los trozos en alimento húmedo y/o un líquido.

46. Utilización en un método de eliminación del sarro de los dientes de un animal de compañía, de un producto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20.

47. Método de operar una planta de fabricación de alimentos, que comprende las etapas de proporcionar un aparato de cocción, formar un producto que comprende una masa bioplástica mediante la provisión de un constituyente que comprende material preexpandido, operar el aparato para tratar térmicamente el constituyente, en presencia de un componente no acuoso formador de enlaces de hidrógeno, de manera que se funde el constituyente y se produce una masa bioplástica coherente que no comprende más de 5% en peso del producto de una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción, controlar el nivel de humedad y el nivel de actividad acuosa al formar la masa, de manera que la masa no requiera el secado tras la formación.

48. Método según la reivindicación 47, en el que no se añade agua al constituyente.

49. Método según la reivindicación 47 ó 48, en el que no se añade líquido al constituyente.

50. Método según cualquiera de las reivindicaciones 47 a 49, en el que el componente es un solvente polihídrico.

51. Método según cualquiera de las reivindicaciones 47 a 50, que incluye operar el aparato para proporcionar 50 cizalladura al constituyente.

52. Método según la reivindicación 51, en el que el aparato comprende un extrusor, un mezclador continuo, o ambos.

53. Método según cualquiera de las reivindicaciones 47 a 52, en el que el material que se ha sometido a expansión para definir una matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se ha expandido sometiéndolo a un procedimiento físico.

54. Procedimiento según la reivindicación 53, en el que el material que ha experimentado expansión para definir una 60 matriz porosa de uno o más biopolímeros sometidos a cocción se selecciona de entre el grupo que consiste de arroz expandido, mijo expandido y trigo expandido, y combinaciones de los mismos.

55. Utilización de un producto según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en la fabricación de un producto para controlar la obesidad en un animal de compañía.

56. Utilización de un producto fabricado según el procedimiento según la reivindicación 42 ó 43, de manera que presente una menor densidad y un menor contenido calórico que un producto fabricado a partir de una forma no expandida del material del constituyente en la fabricación de un producto para el control de la obesidad en un animal de compañía.