Aislado de arabinogalactano procedente de café verde tostado para aplicaciones alimentarias y de administración, y procedimiento para su producción.

Procedimiento para la extracción de arabinogalactanos a partir de café,

que comprende hidrolizar enzimáticamente granos de café verde o tostado enteros o molidos, obteniendo de esta manera una dispersión acuosa que comprende granos de café parcialmente hidrolizados y arabinogalactanos, comprendiendo además el procedimiento las etapas de:

a) tratar la dispersión acuosa para obtener una solución acuosa que contiene arabinogalactanos,

b) aislar los arabinogalactanos mediante concentración de la solución acuosa y precipitación del arabinogalactano, obteniendo de esta manera una dispersión de los arabinogalactanos extraídos.

Aislado de arabinogalactano procedente de café verde tostado para aplicaciones alimentarias y de administración, y procedimiento para su producción Campo de la invención La calidad sensorial de los productos alimenticios es, junto con el valor y seguridad nutricionales, el factor más importante que determina la aceptación de un producto alimentario por parte del consumidor. Por ejemplo, además de sus efectos fisiológicos, las bebidas de café son apreciadas por sus características sensoriales. Las más importantes de estas características sensoriales son el aroma y el sabor del café, aunque otras, por ejemplo la sensación en boca de la bebida y su apariencia visual, también son significativas.

En el caso del café soluble, con frecuencia se intentan recrear las características sensoriales de un café tostado y molido fresco de la manera más fidedigna posible. Ocasionalmente, durante el desarrollo y producción del café soluble, el foco principal es el desarrollo de características sensoriales diferentes de un café tostado y molido tradicional, aunque el objetivo invariablemente es optimizar el perfil sensorial del café soluble de manera que se satisfagan al máximo las preferencias del consumidor.

Las características sensoriales del café soluble dependen de un modo complejo de la mezcla de café utilizada para su fabricación, de las condiciones del tueste, de la tecnología de secado, de las condiciones de almacenamiento de los polvos, y del modo en que es preparado el café soluble por el consumidor. Los avances actuales en el café soluble se han visto facilitados recientemente por el firme establecimiento de correlaciones entre algunas de las características sensoriales del café soluble y sus propiedades químicas, estructurales y físicas.

Por ejemplo, es conocido que la sensación en boca de una bebida resulta mejorado por el ajuste fino de la viscosidad de la bebida a su valor óptimo, de modo que no sea excesivamente elevado ni excesivamente bajo. Es conocimiento reológico general que la viscosidad de una solución o dispersión se ve afectado principalmente por sus constituyentes de alto peso molecular, denominados con frecuencia hidrocoloides en los alimentos, y que con frecuencia consisten de carbohidratos.

La relación entre las características sensoriales y los parámetros físicos, estructurales y químicos relevantes no siempre resulta tan sencilla como en el caso de la sensación en boca de una bebida, aunque esta relación todavía puede especificarse cuantitativamente en muchos de los casos más complejos. Por ejemplo, la importante característica sensorial del aroma de una bebida de café soluble es el resultado del impacto de una mezcla compleja pero equilibrada de aproximadamente 800 compuestos volátiles sobre el epitelio olfativo. Muchas propiedades físicoquímicas y sensoriales de dichos 800 compuestos son conocidas, y también es conocido cómo contribuyen al carácter del aroma del café. Los compuestos de aroma volátil se forman en gran parte durante el procedimiento de tueste y se incorporan parcialmente en el café en polvo soluble final. Durante la preparación de la bebida de café soluble, se disuelven los polvos de café y los compuestos de aroma son liberados al epitelio olfativo mediante varias etapas intermedias.

Uno de los problemas fundamentales experimentados con el café soluble, tal como el café soluble puro, es que la intensidad y calidad del aroma se reducen con el tiempo de almacenamiento de los polvos. Esta pérdida de intensidad y calidad del aroma se manifiesta incluso durante el almacenamiento del café soluble bajo condiciones de almacenamiento próximas a las óptimas (bajos contenido de humedad y temperatura ambiental) y durante la vida útil habitual de un café soluble, habitualmente de entre un año y hasta 3 años. Sin embargo, esta pérdida empeora gravemente bajo condiciones de almacenamiento adversas, tales como niveles de humedad elevados o temperaturas elevadas.

Es conocido que los aromas sensibles pueden protegerse mediante encapsulado o atrapado en una matriz vítrea de carbohidrato. Esta protección generalmente no es completa, y el grado de protección puede variar de un compuesto de aroma a otro, aunque el impacto global de dicho encapsulado vítreo de aromas es que su calidad se conserva perceptiblemente mejor que la de los aromas no encapsulados. El encapsulado vítreo de aromas se consigue invariablemente utilizando carbohidratos en el estado amorfo.

Con el fin de mejorar muchas de las características sensoriales principales del café soluble puro, por ejemplo su frescura, una estrategia general sería utilizar determinados tipos de carbohidrato que optimicen la viscosidad de la bebida o que puedan utilizarse para proteger el aroma del café durante el almacenamiento. Debido a requisitos legales, durante la fabricación del café soluble puro, dichos carbohidratos no pueden originarse de fuentes vegetales generalmente aceptadas tales como el almidón, sino que deben derivarse del café mismo. Inesperadamente, los inventores han encontrado que dichos carbohidratos en efecto pueden extraerse del café y que pueden utilizarse para los fines indicados.

En conclusión, todavía existe una clara necesidad de métodos que permitan la optimización de las características sensoriales del café soluble, en particular su sensación en boca e impacto y calidad de su aroma, incluyendo la frescura del mismo. Resulta de gran importancia que dichos métodos puedan introducirse en la fabricación y comercialización del café soluble. Por lo tanto, cualquier método mediante el cual puedan extraerse carbohidratos útiles en forma relativamente pura a partir de café resultará de gran interés para la creación de nuevos tipos de productos alimenticios, en particular de café soluble, que presenten características sensoriales mejoradas.

Técnica anterior

En las solicitudes de patente WO nº 9955736 y US nº 2001/0000486 A1 se reivindican arabinogalactanos derivatizados con perfiles reológicos, de pH y de viscosidad mejorados. La derivatización induce cambios químicos que no resultan deseables desde el punto de vista alimentario.

La solicitud de patente WO nº 0044238 se refiere a un sustitutivo lácteo en polvo soluble aromatizado. La solicitud da a conocer un sustitutivo en polvo soluble que comprende una matriz que incluye un sistema de aroma que comprende componentes de aroma de café y una cantidad estabilizadora de sólidos de café solubles. La descripción da a conocer además que los componentes de aroma acuosos resultan estabilizados mediante la adición de una cantidad adecuada de sólidos de café a los mismos. Debido a que se utilizan ingredientes de origen no café, el sustitutivo lácteo en polvo soluble aromatizado claramente no puede ser utilizado en el café soluble puro. Además, resulta sorprendente la adición de sólidos de café, ya que provocarán la degradación del aroma del café.

La solicitud de patente WO nº 0025606 se refiere a sistemas de administración de sólidos para ingredientes de aroma, los cuales pueden obtenerse mediante extrusión de azúcar o derivados de azúcar o mezclas de los mismos, incluyendo, entre otros, arabinosa o galactosa. Debido a que se utilizan ingredientes de origen no café, el sistema de administración claramente no puede ser utilizado en el café soluble puro.

En la solicitud de patente WO nº 2002/26055, se reivindican composiciones de bebida que comprenden arabinogalactano y vitaminas. Se cita el café como fuente de arabinogalactanos, pero no se proporcionan ejemplos de su extracción o uso. Los arabinogalactanos se mencionan como ingrediente beneficioso para la salud que no incrementa mucho la viscosidad de la bebida. Sin embargo, inesperadamente los presentes inventores han demostrado que los arabinogalactanos derivados del café presentan propiedades reológicas poco habituales, incluyendo la potenciación de la viscosidad. Además, los métodos descritos en la presente solicitud no permiten la extracción de arabinogalactanos de café del peso molecular requerido.

En la patente US nº 5882520, se comentan sistemas acuosos de dos fases en los que por lo menos una de las fases contiene arabinogalactano. Los arabinogalactanos no se originan en el café, y el propósito declarado, es decir, la extracción de materiales biológicos, no se encuentra comprendido dentro del alcance de la presente invención.

La patente US nº 6271001 proporciona un comentario sobre gomas aisladas a partir de cultivos de células vegetales. Esta patente se refiere exclusivamente a polímeros procedentes de cultivos de células vegetales, sin establecer la naturaleza química o la composición de las gomas de células vegetales. Los presentes inventores no utilizan... [Seguir leyendo]

1.Procedimiento para la extracción de arabinogalactanos a partir de café, que comprende hidrolizar enzimáticamente granos de café verde o tostado enteros o molidos, obteniendo de esta manera una dispersión acuosa que comprende granos de café parcialmente hidrolizados y arabinogalactanos, comprendiendo además el procedimiento las etapas de: a) tratar la dispersión acuosa para obtener una solución acuosa que contiene arabinogalactanos, b) aislar los arabinogalactanos mediante concentración de la solución acuosa y precipitación del arabinogalactano, obteniendo de esta manera una dispersión de los arabinogalactanos extraídos.

2.Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además una o más de las etapas siguientes: c) hidrolizar los arabinogalactanos extraídos según la reivindicación 1, para reducir el peso molecular, d) concentrar la dispersión acuosa para obtener un líquido viscoso con una concentración elevada de arabinogalactanos derivados del café, e) secar el precipitado de arabinogalactano de la etapa b) o el líquido viscoso de la etapa d) para obtener una preparación sólida de arabinogalactanos derivados de café.

3.Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la hidrólisis enzimática comprende una o más de las etapas siguientes:

- triturar los granos de café hasta un tamaño de partícula medio de entre aproximadamente 10 micrómetro y hasta aproximadamente 2 milímetros,

- pretratar los granos de café molidos con agua a una temperatura de entre aproximadamente 10ºC y hasta aproximadamente 95ºC durante entre aproximadamente 2 horas y hasta aproximadamente 1 semana,

- incubar el café molido pretratado, a una temperatura de entre aproximadamente 30ºC y aproximadamente 80ºC con celulasa y gammanasa durante entre aproximadamente 12 horas y aproximadamente 1 semana,

- enfriar la suspensión de la etapa c) hasta la temperatura ambiente,

- eliminar el residuo de la suspensión de la etapa c) , rindiendo una fracción soluble.

4.Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa a) comprende las etapas adicionales de:

- concentrar la solución acuosa que comprende arabinogalactanos hasta 5% a 95% de su volumen original,

- centrifugar la solución acuosa concentrada, obteniendo de esta manera una capa superficial,

- eliminar la capa superficial de la solución centrifugada, rindiendo un sobrenadante que contiene los arabinogalactanos extraídos, - opcionalmente, secar el sobrenadante de la etapa b) , rindiendo un extracto en polvo enriquecido en arabinogalactanos.

5.Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa b) comprende las etapas adicionales de:

- diluir el sobrenadante o disolver el extracto seco enriquecido en arabinogalactanos en agua, proporcionando una solución acuosa, - opcionalmente dializar la solución acuosa utilizando una membrana con un valor de corte molecular de entre aproximadamente 5 kDa y aproximadamente 100 kDa,

- concentrar la solución acuosa o la solución opcionalmente dializada hasta formar un líquido viscoso,

- incubar el líquido viscoso con aproximadamente 50% a aproximadamente 90% en volumen de solventes orgánicos solubles en agua, obteniendo un precipitado, - opcionalmente lavar el precipitado con soluciones acuosas de alcohol y acetona,

- secado opcional del precipitado.

6.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5, en el que la concentración se lleva a cabo mediante evaporación o ultrafiltración.

7.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 y 6, en el que el secado se lleva a cabo mediante secado por pulverización, liofilización, secado al vacío, secado con cinta transportadora o secado en lecho fluido.

8.Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se extraen enzimáticamente arabinogalactanos de granos de café verde enteros o molidos.

9.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como ingrediente alimentario.

10.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que presenta un peso molecular medio en peso superior a aproximadamente 150 kDa, preferentemente superior a aproximadamente 500 kDa, y más preferentemente superior a aproximadamente 2.000 kDa a modo de texturizador en alimentos.

11.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como potenciador de la viscosidad en alimentos y bebidas.

12.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como potenciador de la sensación en boca para el café soluble.

13.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como texturizador en bebidas.

14.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como potenciador de espuma en alimentos y bebidas.

15.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como estabilizador de la espuma en bebidas de café.

16.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como matriz vítrea en alimentos deshidratados.

17. Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como matriz para atrapar sabores o aromas, o mezclas de los mismos, en alimentos deshidratados.

18.Utilización de arabinogalactanos derivados de café obtenidos mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, como matriz según la reivindicación 18, caracterizada porque el alimento deshidratado es una bebida.

19.Utilización de arabinogalactanos derivados de café como matriz para atrapar aroma de café.

20.Composición sólida de café que comprende aroma de café atrapado en los arabinogalactanos derivados de café, que presenta un aroma perceptiblemente más intenso y de calidad preferente tras el almacenamiento prolongado, en comparación con café soluble estándar.

21.Matriz vítrea que comprende aroma de café, caracterizada porque la matriz comprende arabinogalactanos derivados de café.

22.Matriz vítrea según la reivindicación 21, caracterizada porque los arabinogalactanos derivados de café presentan un peso molecular medio superior a aproximadamente 10 kDa.

23.Matriz vítrea según la reivindicación 21, caracterizada porque el peso molecular medio es superior a aproximadamente 30 kDa.

24.Matriz vítrea según la reivindicación 21, en la que la matriz comprende más de aproximadamente 80% en peso de arabinogalactanos derivados de café, respecto a la matriz vítrea sólida total.

25.Matriz vítrea según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizada porque los arabinogalactanos derivados de café presentan una proporción en peso de galactosa a arabinosa superior a aproximadamente 2:1.

26.Matriz vítrea según la reivindicación 25, caracterizada porque la proporción en peso de galactosa a arabinosa es superior a aproximadamente 2, 5:1.

27.Matriz vítrea según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, caracterizada porque la matriz puede obtenerse mediante la mezcla de un aroma de café con una dispersión acuosa de arabinogalactanos derivados de café, formando de esta manera una mezcla, y después procesando la mezcla obtenida para formar la matriz vítrea sólida.

28.Matriz vítrea según la reivindicación 27, caracterizada porque el procesamiento comprende el secado por pulverización, el secado por pulverización y la aglomeración, la liofilización, la extrusión de fundido, o el secado al vacío, o una combinación de los mismos.

29.Composición de café soluble puro que comprende la matriz vítrea según la reivindicación 21.

30.Composición de bebida de café soluble según la reivindicación 29, caracterizada porque comprende además un sustitutivo lácteo y opcionalmente un edulcorante.