BRPI0017565B1

BRPI0017565B1 - método para processar grãos de aveia tendo um teor de umidade inicial, método para promover reações maillard em grãos de aveia, método para produzir um sabor de torrado em grão de aveia com mínima oxidação de lipídeo e método para processar grãos de aveia tendo um teor de água inicial

Info

Publication number: BRPI0017565B1
Application number: BRPI0017565A
Authority: BR
Inventors: Alice H Hibbs; James D Hansa; Michael J Morello
Original assignee: Quaker Oats Co
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2016-12-13
Also published as: DK1053687T3; DE60029489D1; EP1053687A2; US6667069B2; BR0002682A; BR0002682B1; DE60006608D1; DE60006608T2; US20020076472A1; EP1053687A3; EP1053687B1; EP1393634B1; US6284299B1; EP1393634A1

Abstract

método para processar graos de aveia tendo um teor de umidade inicial, método para promover reações maillard em graos de aveia, método para produzir um sabor de torrado em graos de aveia com mínima oxidação de lipídeo e método para processar graos de aveia tendo um teor de água inicial. a presente invenção refere-se a processos dingidos ao aumento de mobilidade da solução, concentração da solução e/ou cinética da solução, com respeito a pelo menos açúcares simples, dentro do grão para elevar a disponibilidade dos açúcares simples para reagirem com compostos contendo nitrogênio, em particular aminoácidos. controle aperfeiçoado sobre a establiloade térmica de cada grão é proporcionado intensificando a remoção de eneigia térmica dos grãos individuais durante as reações malilard. os processos preferidos incluem a elevação do teor de umidade dos grãos até um nivel suticiente para solubilizar mediante o aquecimento a seco e a evaporação de pelo menos uma quantidade suficiente de açúcares simples presentes no grão para render, após a secagem a seco e evaporação, um mrp <242> 34 ppb aproximadamente e um valor (mrp/lop) x 100 <242> 6,0. os grãos são secados com urna atmosfera forçada tendo uma temperatura de aproximadamente <242>94<198>. a reação plena e a secagem podem ser atingidas em tão pouco tempo quanto 8 a 30 minutos. taxas de reação termicamente contíohada e de secagem podem incluir aproximadamente 0,5 a 3% em peso de perda cc umidade por minuto. grãos de aveia com sabor de torrado aperfeiçoado são feitos de acordo com estes processos, incluindo grãos de aveia tendo um valor de mrp dentro de uma faixa de aproximadamente 100 a 2300 ppb e um (mrp/lop) x 100 tendo uma faixa correspondente de aproximadamente 11 a 500.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA PROCESSAR GRÃOS DE AVEIA TENDO UM TEOR DE UMIDADE INICIAL, MÉTODO PARA PROMOVER REAÇÕES MAILLARD EM GRÃOS DE AVEIA, MÉTODO PARA PRODUZIR UM SABOR DE TORRADO EM GRÃOS DE AVEIA COM MÍNIMA OXIDAÇÃO DE LIPÍDEO E MÉTODO PARA PROCESSAR GRÃOS DE AVEIA TENDO UM TEOR DE ÁGUA INICIAL".

Pedido Dividido do PI0002682-4, depositado em 16 de junho de 2000, cuja exposição é aqui incorporada totalmente através de referência. Campo Técnico A presente invenção refere-se ao processamento de grão de aveia para conversão em um produto alimentício, ou um produto intermediário para posterior processamento em um produto alimentício, em particular ela é dirigida a métodos e aparelhos aperfeiçoados para proporcionar um sabor de torrado em grãos de aveia por meio da intensificação das reações Maillard nos grãos enquanto incorre em mínimo de oxidação de lipídeo. Fundamentos da Invenção A reação Maillard ocorre quando componentes alimentícios, como açúcares redutores e aminoácidos, reagem juntos. Esta reação ocorre na maioria dos alimentos sob aquecimento. A química da reação Maillard pode afetar sabores e cores desejáveis de uma ampla gama de alimentos e bebidas, incluindo maltes e cervejas, pão, snacks, café, produtos de frutas e vegetais aquecidos, cereais de café da manhã e carne.

Um problema com os esforços para intensificar o sabor de torrado em grãos de aveia ou seus derivados, tais como grãos cortados, grãos inchados, farinha, pasta, flocos e etc., via reações Maillard é a oxidação coincidente de lipídeos naturalmente contidos em quantidades significativas no grão de aveia. Os lipídeos oxidados podem provocar um sabor diferente in-desejado e rancidez. A oxidação de lipídeo pode ser iniciada pela mesma energia térmica empregada para ativar e conduzir as reações Maillard para produzir produtos de reação que transmitem sabores favoráveis. Uma vez iniciada, a oxidação de lipídeos se toma autocatalítica e não pode ser controlada facilmente, se o for. Para complicar as coisas, os grãos de aveia contêm enzimas naturais que devem ser desativadas para estabilizar a composição do grão (ou seus derivados) contra degradação pelas enzimas.

Convencionalmente, os grãos são tratados termicamente com vapor para desativar as enzimas, pelo menos em parte. Um processo de tratamento térmico a vapor típico varia de 12 a 15 minutos, onde a temperatura do grão atinge 99 a 105°C. Os grãos tratados termicamente são, então, processados em um fomo, onde eles são submetidos a mais calor, tipicamente variando até 116°C. Durante este processo no forno os grãos permanecem em uma atmosfera de umidade relativamente alta (vapor).

Em geral este processo é bem sucedido na desativação de enzimas, evitando a rancidez, e na produção de um sabor de "cozido". Entretanto, o processo consome tempo e energia e produz apenas um mínimo sabor de torrado. Os equipamentos de fomo convencionais também absorvem espaço substancial e impõem um gasto de capital relativamente grande.

Um problema também grandioso é a morfología de obstrução da própria semente de aveia (ou grão). Parece que não é bem compreendido como otimizar a química da reação Maiilard dentro da própria estrutura celular do grão de aveia, isto é, in situ.

Em conseqüência, em uma tentativa de proporcionar uma intensificação bem sucedida de sabor de torrado em um produto alimentício de aveia final outros convencionalmente mudaram seu foco do difícil problema imposto pela morfologia natural do grão para as suas formas derivadas mais acessíveis, a jusante do pré-processamento do grão. Por exemplo, a patente US 4.963.373, expedida para Fan et at., revela uma etapa de torrar envolvendo pasta de farinha de aveia, após um processo de formação de flocos para um produto cereal pronto para comer ("RTE"). Com respeito a oxidação de lipídeos durante as tentativas de intensificar o sabor de torrado, mesmo estes outros métodos dependem da adição de antioxidantes, tais como BHA e BHT, antes ou após torrar para retardar a oxidação dos lipídeos.

Nenhum destes enfoques apresenta uma solução para tratar da intensificação do sabor de torrado na estrutura celular bruta ou dos grãos inteiros ou dos grãos separados, cortados, rachados, inchados ou achatados. Tais formas do grão de aveia são desejadas na culinária do consumidor como o constituinte principal para fazer, por exemplo, um mingau de farinha de aveia ou um bolinho de farinha de aveia. Elas também são utilizadas em produtos consumíveis pré-preparados populares, tais como barras de cereal, barras de snack, coberturas texturizadas, etc., onde a aveia ou proporciona uma intensificação adjunta do sabor e da textura do produto ou serve como um constituinte principal do produto.

No entanto, recentemente outros tentaram aperfeiçoamentos na adição de sabor de torrado durante o processamento inicial (ou pré-processamento) de grãos de aveia. Em particular, a patente US 5.523.109, expedida para Hellweg et al., revela um método onde "grãos de aveia inteiros são vaporizados durante tempos maiores, torrados a seco durante tempos prolongados" numa tentativa de proporcionar uma farinha de aveia torrada após moagem do grão. Hellweg et al., afirma que "a mínima atividade de peroxidase e uma proporção do pico de ácido siríngico HPLC para o pico de ácido ferúlico de cerca de >2,5, cuja proporção é característica de um atributo de sabor de torrado." Entretanto, nem os ácidos Siríngico/Ferúlico, nem ácidos fenólicos em geral, são considerados pelos presentes inventores como refletindo com precisão a formação dos desejados produtos da reação Maillard. Daí, o grau de sucesso deste processo está em dúvida, ou pelo menos não demonstrado. Mais ainda, o processo de Hellweg et al. sofre de dois problemas.

Primeiro, ele emprega etapas que são intensivas em energia e tempo, em particular "vaporização durante tempos maiores" e torrado a seco durante "tempos prolongados". A colocação em fomo também está incluída entre as etapas de vaporização e torrefação a seco. Esta não é apenas uma desvantagem no custo e na eficiência de fabricação, ela também expõe o grão a energia térmica extensiva, arriscando o início da oxidação autocatalí-tica dos lipídeos.

Segundo, o processo de Hellweg et al. tem como objetivo gelati-nizar ou pré-cozer parcialmente o grão. (Ver referência de Hellweg et al. às medidas Farinográficas). Este pré-cozimento e/ou gelatinização parcial não é necessariamente desejável quando o grão vai ser usado na sua forma integral ou quase integral, por exemplo, como um grão cortado ou aveia moí-da para culinária do consumidor, em um mingau ou como um grão inteiro ou grão moído, como poderia ser usado em uma granola ou barra de snack/cereal como um texturizador intensificador ou como um constituinte principal.

Ao tratar destes problemas, os presentes inventores examinaram os atributos e as restrições singulares associados aos grãos de aveia inteiros e as reações Maillard consideradas de interesse para proporcionar um sabor de torrado. Mais notável é a restrição quanto à cinética de reação apresentada pela morfologia tridimensional apresentada pela formação biológica e celular de um grão.

Também foram consideradas as próprias reações Maillard em termos de otimizar a produção de produtos favoráveis ao proporcionar condições favoráveis aos caminhos de reação desejados ocorrendo nas três fases básicas das reações Maillard. Em particular, as reações iniciais ("reações Maillard Fase I") são condensações de aminoácidos com açúcares simples, em que cada um perde uma molécula de água para formar aldosi-laminas N-substituídas. Estas são instáveis e sofrem o re-arranjo de Amado-ri para formar 1-amino-1-desoxi-2-cetoses, também conhecidas como "ceto-saminas".

Estas cetosaminas podem, então, sofrer caminhos de reação subseqüentes complexos até os produtos da Fase III, em geral caracterizados como: reações de (1) desidratação; (2) fissão; ou (3) polimerização (reações Maillard Fase II). O primeiro caminho da Fase II é simplesmente para as cetosaminas desidratarem ainda mais (isto é, perda de duas moléculas de água) em redutonas & desidroredutonas. Redutonas e desidro redutonas, em seu estado reduzido, são antioxidantes poderosos. O segundo caminho da Fase II produz produtos de fissão hidrolí-tica de cadeia curta, tais como diacetil acetol, piruvaldeído, etc.

Em um terceiro caminho dos produtos da Fase II para produtos da Fase III, ocorre a polimerização para render furfural e melanóides. É um objetivo da presente invenção pelo menos intensificar o segundo caminho da Fase II, de modo a finalmente produzir heterociclos de nitrogênio favoráveis, em particular pirazinas e tiazolas (produtos Maillard da Fase III).

Devido à morfologia da semente de aveia (ou grão) foi proposto que os açúcares simples fossem restringidos até um grau apreciável do movimento molecular físico dentro do grão; daí fossem limitados em sua oportunidade de entrar em contato com amino ácidos para reação. Para tratar disto, foi proposto elevar a mobilidade destes açúcares simples (isto é, mono, di, tri e tetra sacarídeos) pela solubilização deles dentro do grão. A solu-bilização, acreditava-se, poderia ser atingida em grau significativo pela adição de umidade suficiente ao grão. O teor de umidade necessário para esta solubilização foi então examinado experimentalmente, conforme discutido abaixo, embora inicialmente se acreditasse que entre 1,5 a 2 vezes o teor normal de umidade contido no grão pudesse ser suficiente, isto é, 21 a 30%.

Também foi proposto que por serem as reações de desidratação um caminho desejado da Fase II, após mobilização dos açúcares simples e/ou amino ácidos, a desidratação física desta umidade adicionada pode ajudar a conduzir o equilíbrio da reação da Fase II.

Sumário da Invenção Com base em dados experimentais, acredita-se que parâmetros de processo únicos foram determinados resultando em processos aperfeiçoados para tratar grãos de aveia, grãos cortados, grãos separados, grãos moídos, grãos inchados ou similares ("grãos").

De acordo com um primeiro aspecto da invenção, os processos são dirigidos para elevar a mobilidade da solução, a concentração da solução e/ou a cinética da solução com respeito a pelo menos açúcares simples (idealmente - mono, di, tri e tetra sacarídeos) e amino ácidos dentro do grão. Estes todos essencialmente elevarão a disponibilidade pelo menos dos açúcares simples de reagirem com compostos contendo nitrogênio, em particular amino ácidos. Embora seja um objetivo elevar a disponibilidade pelo menos dos açúcares de peso molecular menor, também é contemplado que açúcares de peso molecular mais alto, tais como tetrassacarídeos, possam vantajosamente ser mais disponibilizados para reação de acordo com a invenção.

Um método preferido de elevar a disponibilidade é elevar o teor de umidade do grão acima de seu teor de água nativo ou inicial até um nível suficiente para solubilizar pelo menos um teor suficiente de pelo menos açúcares simples presentes no grão para render uma concentração total de produtos de reação Maillard selecionados ("MRP") > cerca de 34 ppb após secagem. De preferência, o teor de umidade é elevado até acima de cerca 14%, mas mais preferivelmente acima de 18 a 20% em peso.

Outro método proposto para elevar a disponibilidade via aumento da cinética da solução é direcionar energia de microondas para um grão úmido. Vantajosamente, este método também pode ser intensificado pela elevação do teor de umidade do grão conforme citado acima. De modo si-nérgico, o calor gerado pelas microondas pode fornecer a energia de ativação necessária para as reações Maillard desejadas.

De acordo com um aspecto separado da invenção, um método único de controlar o histórico térmico de um grão, pelo menos durante a reação Maillard, foi considerado benéfico. Foi observado que durante os processos convencionais, em particular a colocação no forno, o ambiente circundando cada grão inclui altos calor e umidade (por exemplo, vapor d'á-gua). Também foi notado que as reações Maillard são exotérmicas e, dessa forma, devem gerar calor dentro do grão. Foi proposto que devido tanto a este ambiente de forno convencional quanto à morfologia celular do grão a transferência de calor do grão pode ser excessivamente restrita. Isto pode proporcionar controle inadequado das temperaturas de processo da reação que ocorrem in situ. Em outras palavras, grãos em um tal ambiente convencional destinam-se a estarem equilibrados com a temperatura ambiental im- posta. Entretanto, parece que até aqui não foi levado em conta que um grão trazido até a temperatura ambiental imposta irá gerar energia térmica interna que, se não dissipada, provocará uma temperatura interna de grão mais alta do que o ambiente termicamente amortecido. Em um tal caso, a temperatura interna de um grão individual poderá se tornar excessiva com respeito a evitar oxidação de lipídeo e com respeito a formação de produtos Maillard desejáveis.

Em conseqüência, outros métodos de acordo com a invenção incluem a previsão de mais controle sobre a estabilidade térmica de cada grão. Em geral, a invenção contempla a intensificação da remoção de energia térmica dos grãos individuais para melhor correlacionar a temperatura interna do grão com o seu ambiente externo controlado. Uma maneira de atingir isto é proporcionar uma atmosfera, tal como ar, ao redor dos grãos com umidade relativa suficientemente baixa para encorajar a evaporação de água do grão, dessa forma removendo calor (de vaporização) do grão durante as reações Maillard. O movimento deste ar, tal como por meio de um ventilador, poderá proporcionar controle adicional de energia térmica no grão, uma vez que a taxa de evaporação poderá ser melhor controlada.

Uma vantagem sinérgica de tal controle térmico é que os grãos podem ser secados relativamente rápido em comparação com processos convencionais, embora ainda rendendo tantos ou mais produtos Maillard desejáveis nos grãos. Ao proporcionar calor para o ar, especialmente o ar em movimento, controle ainda mais refinado poderá ser atingido. Ao variar a temperatura, o fluxo de massa e a umidade relativa da atmosfera de secagem, um grande grau de controle é disponível. O ar aquecido não apenas auxilia na evaporação, ele também pode proporcionar a energia de ativação necessária requerida, embora direcione de modo sinérgico o grão em direção a uma temperatura interna mais isotérmica.

Deve-se entender que a energia térmica suficiente para conduzir as reações Maillard e/ou ajudar na evaporação pode ser suprida por outros meios convencionais que não ar aquecido, tais como lâmpadas infravermelhas. A importância de tal entrada térmica sendo de significado primordial em contraste com a sua fonte.

Daí, os métodos preferidos de acordo com a invenção podem incluir elevação do teor de umidade dos grãos e secagem dos grãos até um teor de água aceitável para armazenamento em cerca de 8 a 30 minutos. Por outro enfoque, a reação de açúcares simples e a desidratação ou secagem do grão podem ser atingidas de preferência a uma taxa de cerca de 0,5 a 3% em peso de umidade por minuto.

Em combinação, outro processo da invenção inclui elevar o teor de umidade dos grãos para > 20% em peso e secar os grãos com uma atmosfera tendo uma temperatura de cerca de >93°C. Além disso, o teor de umidade dos grãos pode ser elevado até >15% e, então, secagem satisfatória em cerca de <60 minutos, de preferência na faixa de 8 a 60 minutos. Outro aspecto da invenção é elevar o teor de umidade dos grãos até >20% e, então, secar os grãos enquanto seca por aproximadamente 8 a 30 minutos. De acordo com outro aspecto da invenção, o teor de umidade dos grãos é elevado até >14% em peso e, então, há aquecimento até reduzir o teor de umidade a uma taxa de cerca de 0,5 a 3% em peso de umidade por minuto.

De acordo com os métodos preferidos, concluiu-se que grãos de aveia com sabor de torrado aperfeiçoado tendo MRP >34 ppb aproximadamente e uma proporção de MRP para uma concentração de certos produtos de oxidação de lipídeos ("LOP"), que é >6,0/100 (em outras palavras, (MRP/LOP)x100=6,0)), podem ser produzidos. De preferência, os grãos de aveia podem ser feitos de acordo com os métodos da invenção tendo um valor de MRP dentro de uma faixa de cerca de 100 a 2.300 ppb e um valor correspondente de ((MRP/LOP)x100) na faixa de cerca de 7 a 500 ppb.

Também deve ser entendido que uma vez que os grãos desenvolveram os produtos Maillard desejados, os sabores e/ou aromas transmitidos dessa forma devem estar presentes em formas pós-processadas (por exemplo, moagem, trituração, etc.) ou derivadas (por exemplo, farinha) dos grãos.

Breve Descrição dos Desenhos A Figura 1 é um diagrama de blocos mostrando um processo convencional exemplificativo que trata grãos de aveia antes do pós-processamento; e A Figura 2 é um diagrama de blocos mostrando outros processos exemplificativos e opcionais de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada Embora esta invenção seja suscetível de configuração em muitas formas diferentes, são mostradas nos desenhos e serão descritas neste em detalhes modalidades preferidas da invenção com o entendimento de que a presente descrição deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar o aspecto amplo da invenção às modalidades ilustradas.

GENERALIDADES DOS PROCESSOS A Figura 1 revela um processo convencional 1 para preparar grão de aveia finalmente em flocos, que podem ser usados para cereais, alimentos rápidos e similares. A etapa de moagem 2 é onde os caroços de aveia são descascados para expor os grãos de aveia. Os grãos são aquecidos em vapor (Referência n.° 3) e colocados em forno (Referência n.° 4) em geral de acordo com os parâmetros mostrados no Exemplo 1 abaixo, como é convencional. Os grãos, após colocação no forno e esfriamento, podem ser cortados ou divididos (Referência n.° 5), depois aquecidos em vapor (Referência n.° 6) nos preparativos para transformação em flocos (Referência n. 7). A Figura 2 revela vários métodos 10, 12,14e16 para processar grãos de aveia de acordo com a invenção. Os dados relativos a estes diversos processos são revelados respectivamente nos Exemplos 2 a 8 abaixo, conforme a seguir: Processo 10 Exemplo 2;

Processo 12 Exemplos 5, 6, 7 e 8;

Processo 14 Exemplo 4;

Processo 16 Exemplo 3.

Cada um dos processos 10 a 16 inicia com um caroço de aveia moído até um grão. Em cada caso, os grãos têm um teor de água inicial va- riando de cerca de 10% a cerca de 12%. Observando os dados dos Exemplos 1 a 8, deve-se entender que de acordo com um aspecto da invenção cada um dos processos é capaz de ser efetuado para incluir em vários pontos do processo total a elevação do teor de umidade dos grãos até um nível suficiente para solubilizar pelo menos uma quantidade suficiente de açúcares simples presentes no grão para render, após aquecimento e evaporação, um MRP >34 ppb aproximadamente e um valor (MRP/LOP)x100 >6,0. Em todos os Exemplos 1,3, 4 e 6 a 8, os grãos são secados até um nível adequado para posterior armazenamento ou tratamento. Nos Exemplos 2 e 5, certa umidade foi adicionada de volta nos grãos antes do aquecimento a vapor e formação de flocos pelo processo identificado na patente US 4.957.762.

Em todos os Exemplos o embebimento foi conduzido por imersão e agitação dos grãos em água a temperatura ambiente. Então, os grãos foram secados e colocados sobre bandejas de secagem perfuradas nos preparativos para as etapas de secagem.

Notou-se que os processos revelados nos Exemplos abaixo intensificaram o produto de substancialmente todos os produtos Maillard. Entretanto, somente os compostos a seguir foram medidos (via cromatografia) para definir a quantidade de produtos de reação Maillard ("MRP") como u-sados neste: metil pirazina; 2, 5/6 dimetilpirazina; 2,3 dimetilpirazina; etil pi-razina; trimetilpírazina; 2-etil-5/6-metilpirazina; 2-etil-3-metilpirazina; n-propilpirazina; e iso-propilpirazina. Estas quantidades ou rendimentos destes compostos são consideradas indicativas da quantidade ou rendimento da maioria dos produtos Maillard. Estes compostos foram escolhidos para facilidade de análise e porque eles também são indicativos da classe de compostos responsáveis pelo desejado sabor de torrado. Conforme visto nos Exemplos abaixo, a oxidação de lipídeos em função ou como proporção para os MRPs formados é inferior para os processos de acordo com a invenção (Exemplos 2 a 8) do que para o controle, Exemplo 1. O valor "LOP", ou produto da oxidação de lipídeos, é a medida de apenas os compostos a seguir considerados ser indicativos da oxidação de lipídeos com um todo: hexanal; nonanal; e trans, trans-2,4-decadienal.

Ao fornecer a proporção MRP/LOP acredita-se que alguém versado na técnica compreenderá melhor o avanço relativo do MRP desejado versus LOP em comparação com os vários Exemplos. Também se acredita que quanto maior o valor da proporção menos provável que os produtos de oxidação de lipídeos se desviem do sabor de torrado proporcionado pelos produtos Maillard desejados.

De acordo com outro aspecto da invenção, o teor de umidade dos grãos é elevado para >20% em peso para aumentar a solubilização. Onde aplicável, os grãos foram então secados com em um forno com atmosfera forçada aquecida disponível da Aeroglide Company. Para todos os Exemplos envolvendo ar aquecido forçado, o peso da batelada de grãos era de aproximadamente 20,4 a 27,2 kg. A atmosfera usada foi ar soprado nos grãos de várias direções durante um ciclo de secagem a aproximadamente 0,31 m3/s. As temperaturas são indicadas nos Exemplos.

De acordo com outro processo da invenção, observável pelos Exemplos, o teor de umidade dos grãos é elevado até >15% em peso e, depois, secado enquanto evapora a água contida no grão durante <60 minutos. De forma similar, é revelada a elevação do teor de umidade dos grãos para >20% em peso e a secagem dos grãos enquanto evapora a água contida no grão durante pelo menos 8 a 30 minutos.

Outro aspecto da invenção inclui elevar o teor de umidade dos grãos para >14% em peso e aquecer os grãos e reduzir o teor de água a uma taxa de cerca de 0,5 a 3% em peso de umidade por minuto. Acredita-se que esta rápida taxa de evaporação possa causar um histórico térmico vantajoso, uma vez que se relaciona à oxidação de lipídeos. Por exemplo, a rápida vaporização provocaria um aumento da quantidade de energia térmica a ser utilizada para vaporizar a umidade auxiliando na prevenção do início da oxidação de lipídeos e reduzindo a água a uma taxa favorável para conduzir ao equilíbrio das reações de fissão hidrolítica. EXEMPLO 1 VAPOR FORNO ESFRIAR -> CORTE & FLOCOS (Controle) Umidade do grão após moagem =11,38% Umidade do grão após o vapor = 13.5% Tempo de vapor =10 min.

Tempo de forno = 60 min.

Temperatura do produto após forno = 100°C

Umidade após forno = 8,39% Umidade após esfriar do forno = 8,73% Umidade do floco após esfriamento =11,42% MRP total = 42,59 ppb LOP total = 690,85 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 =6,16 EXEMPLO 2 EMBEBER AQUEC. SECO ESFRIAR -> CORTE & FLOCOS Umidade do grão após moagem = 10,6% Tempo de embeber @ 29°C =120 min.

Umidade após embeber = 23,8% Temperatura do ar no aquec. seco = 177°C

Tempo de aquecimento seco =16 min.

Umidade após esfriar do aquec. seco = 7,3% Umidade após formar flocos = 10,5% MRP total = 659,8 ppb LOP total =1348,8 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 =48,9 EXEMPLO 3 EMBEBER -> FORNO -> ESFRIAR -> CORTE & FLOCOS Umidade do grão após moagem =11,55% Tempo de embeber @ 29°C =180 min.

Umidade após embeber = 24,8% Tempo de forno = 90 min.

Temperatura do produto após forno = 97°C

Umidade após forno = 13,7% Umidade após esfriar = 12,6% MRP total = 55,93 ppb LOP total = 659,74 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 =8,48 EXEMPLO 4 VAPOR -» FORNO -> ESFRIAR -> EMBEBER -» AQUEC. SECO -> ESFRIAR CORTE

Umidade do grão após moagem = 10,21 % Tempo de vapor =15 min.

Umidade do grão após o vapor =11,88% Tempo de forno = 60 min.

Temperatura do produto após fomo = 103°C

Umidade após forno =6,91% Tempo de embeber @ 29°C =120 min.

Umidade após embeber = 23,6% Temperatura do ar no aquec. seco = 93°C

Tempo de aquecimento seco = 48 min.

Umidade após esfriar do aquec. seco = 7,2% Umidade após formação de flocos = 9,74% MRP total = 55,89 ppb LOP total =595,1 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 =9,39 EXEMPLO 5 EMBEBER -> AQUEC. SECO (93°C) -> FORNO -> ESFRIAR -► CORTE & FLOCOS

Umidade do grão após moagem = 10,79% Tempo de embeber @ 29°C = 30 min.

Umidade após embeber = 21,04% Temperatura do ar no aquec. seco = 93°C

Tempo de aquecimento seco = 24 min.

Umidade após esfriar do aquec. seco = 9,08% Tempo de forno =60 min.

Temperatura do produto após forno = 108°C

Umidade após forno = 4,94% Umidade após esfriar do forno =6,10% Umidade após formação de flocos = 8,42% MRP total = 133,33 ppb LOP total = 742,61 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 =17,95 EXEMPLO 6 EMBEBER -► AQUEC. SECO (177°C) FORNO -> ESFRIAR CORTE & FLOCOS

Umidade do grão após moagem =11,11% Tempo de embeber @ 29°C =120 min.

Umidade após embeber = 28,6% Temperatura do ar no aquec. seco = 177°C

Tempo de aquecimento seco =16 min.

Umidade após esfriar do aquec. seco = 12,42% Tempo de forno = 60 min.

Temperatura do produto após forno = 105°C

Umidade após forno = 6,00% Umidade após esfriar do forno = 6,36% Umidade após formação de flocos =11,18% MRP total = 348,91 ppb LOP total = 963,89 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 =36,20 EXEMPLO 7 EMBEBER -> AQUEC. SECO (205°C) -> FORNO -> ESFRIAR -» CORTE & FLOCOS

Umidade do grão após moagem = 10,76% Tempo de embeber @ 29°C =120 min.

Umidade após embeber = 27,9% Temperatura do ar no aquec. seco = 205°C

Tempo de aquecimento seco =14 min.

Umidade após esfriar do aquec. seco =11,10% Tempo de forno =60 min.

Temperatura do produto após forno = 108°C

Umidade após forno = 5,32% Umidade após esfriar do forno = 6,02% Umidade após formação de flocos = 9,4% MRP total = 710,80 ppb LOP total = 578,22 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 = 122,93 EXEMPLO 8 EMBEBER -> AQUEC. SECO (232°C) -> FORNO -> ESFRIAR -> CORTE & FLOCOS

Umidade do grão após moagem = 10,14% Tempo de embeber @ 29°C =120 min.

Umidade após embeber = 28,9% Temperatura do ar no aquec. seco = 232°C

Tempo de aquecimento seco =12 min.

Umidade após esfriar do aquec. seco = 9,62% Tempo de forno = 60 min.

Temperatura do produto após forno =112°C

Umidade após forno = 4,44% Umidade após esfriar do forno = 5,38% Umidade após formação de flocos = 10,19% MRP total = 2283,54 ppb LOP total = 494,69 ppb Proporção (MRP/LOP)x100 = 461,60 Como deve ser aparente pelos Exemplos, os processos de a-cordo com a invenção podem ser facilmente integrados em esquemas de processos convencionais e proporcionar vantagens sobre o estado da técnica. Os processos de acordo com a invenção também podem ser empregados independentemente, como mostrado no Exemplo 2, com resultados a-perfeiçoados.

Economias de custo significativas parecem se disponibilizar para implementação de processos tais como o revelado no Exemplo 2, uma vez que fomos dispendiosos podem ser omitidos. Os fomos são mais caros no custo e na energia de operação e manutenção. Além disso, os dados mostram que uma grande parcela de tempo de processamento e de energia será economizada, com menos estrago resultante, ao praticar processos da invenção.

Também será entendido por aqueles versados na técnica que as etapas de corte, passagem pelo vapor e formação de flocos mostradas na Figura 2 são meramente etapas pós-processamento exemplificativas e podem ser omitidas, reorganizadas ou substituídas por outras etapas convencionais pós-processamento sem efeitos para os princípios da invenção.

Embora as modalidades específicas tenham sido ilustradas e descritas, numerosas modificações vêm a mente sem desviar de modo significativo do espírito da invenção e o escopo de proteção é apenas limitado pelo escopo das reivindicações em anexo.

Por exemplo, é contemplado que processos de acordo com a invenção podem ser ainda intensificados pela adição de açúcares simples, por exemplo pentose, ou modificadores de pH, ao grão durante uma etapa de embeber ou tratar termicamente, antes de aquecer e evaporar. Isto seria um processo de impregnação, tal como aqueles bem conhecidos na técnica.

Por exemplo, componentes ou reagentes não nativos, tais como aminoácidos individuais, seus produtos de degradação, outras fontes alternativas de nitrogênio e enxofre, açúcares simples e seus produtos de degradação, junto com sistemas tampão apropriados para controlar o pH, podem cada um ou em combinação com os mesmos modificar ou intensificar produtos da Reação Maillard. Vide: Thermally Generated Flavors: Maillard, Micro-wave and Extrusion Processes; T.H. Parliament, M.J. Morello and R.J. McGorrin Eds.; ACS Symposium Series 543; American Chemical Society; Washington, DC; 1994 e Amino-Carbonyl Reactions in Food and Biological Systems; M. Fujimaki, M. Namiki & H. Kato, Eds.; Developments in Food Science 13; Elsevier; 1986.

Propõe-se que estes ingredientes aditivos também devem modi- ficar ou intensificar as Reações Maillard dentro de grãos de aveia, se eles forem deixados em contato e reagirem com substâncias inerentemente similares. Uma barreira para os ingredientes aditivos que entram em contato com substâncias dentro do grão de aveia é o revestimento da semente ou pericárpio. Para vencer esta barreira e, dessa forma, promover a infusão dos ingredientes aditivos, o revestimento da semente deve ser interrompido. Maneiras possíveis para atingir isto são usar grãos cortados com aço, fre-qüentemente denominados como "Irish Oatmeal", ou bater grãos de aveia integrais. Quando o batimento for o processo de passar grãos integrais por rolos de formação de flocos ajustados logo sob o cinturão do grão.

Daí, a presente invenção deve proporcionar vantagens adicionais e intensificar a produção e o controle dos produtos da reação Maillard desejados pela incorporação de açúcares, modificadores de pH e outros constituintes pré-impregnados aos grãos que sofrem um processo de acordo com a invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para processar grãos de aveia tendo um teor de umidade inicial caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: elevar a viabilidade para reação Maillard de pelo menos açúcares simples dentro do grão elevando o teor de umidade dos grãos para uma faixa de 18% a 40% em peso, em que a temperatura quando do aumento do teor de umidade é de aproximadamente a temperatura ambiente; proporcionar energia térmica para os grãos em uma quantidade suficiente para ativar as reações de Maillard proporcionado um ambiente térmico ao redor dos grãos de modo a render, após a reação Maillard e secagem até um teor de umidade de armazenamento desejado, um MRP > 34 ppb e um valor (MRP/LOP)x 100 > 6.0, em que a secagem inclui ainda reduzir o teor de água através de uma taxa de 0,5% a 3% em peso por minuto.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de elevar a viabilidade de pelo menos açúcares simples compreende a etapa de elevar o teor de umidade dos grãos de aveia até um nível suficiente para solubilizar pelo menos uma quantidade suficiente de pelo menos açúcares simples presentes no grão para reações Maillard.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de proporcionar energia térmica inclui a etapa de direcionar uma atmosfera aquecida através dos grãos.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de controlar perdas de calor a partir dos grãos para um nível de modo que a temperatura interna dos grãos não exceda a temperatura de um ambiente térmico externo dos grãos durante as reações Maillard.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os grãos são inicialmente impregnados com um ou mais reagen-tes não nativos para reação de Maillard e um modificador de pH.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os reagentes não nativos são açúcares simples.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de: embeber os grãos em uma temperatura abaixo da temperatura de gelatinização dos grãos de aveia para aumentar o teor de umidade dos grãos para um teor de água total dentro de uma faixa de 15% a 40%, em que o método desenvolve um sabor torrado nos grãos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de controlar a temperatura dentro do grão individual durante a reação de Maillard.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar a temperatura inclui a etapa de proporcionar uma atmosfera ao redor dos grãos tendo uma umidade relativa suficientemente baixa para encorajar a evaporação da água a partir dos grãos como para remover calor a partir do grão.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende controlar a temperatura dentro do grão durante as reações de Maillard removendo energia térmica a partir dos grãos em uma taxa de modo a não exceder uma temperatura interna desejada, a temperatura desejada sendo igual ou inferior do que a temperatura do ambiente térmico proporcionado.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar a temperatura compreende a etapa de proporcionar uma atmosfera ao redor dos grãos tendo uma temperatura, um fluxo de massa e uma umidade relativa suficiente para encorajar evaporação de água a partir dos grão enquanto proporciona energia de ativação as reações Maillard no grão.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a evaporação reduz o teor de água por uma taxa de 0,5 a 3% em peso por minuto para minimizar a oxidação de lipídeos.

13. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a energia térmica proporcionada para o grão é em uma quantidade suficiente para ativar as reações Maillard assim como para produzir um MRP dentro da faixa de 100 a 2300 ppb e um valor (MRP/LOP) x 100 na faixa de 11 a 500.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de: elevar o teor de umidade através de solubilização; e controlar, depois de proporcionar energia térmica para os grãos, a temperatura interna dos grãos durante as reações Maillard removendo seletivamente a energia térmica a partir dos grãos de modo que os grãos, após a secagem a um teor de umidade de armazenamento desejado, tem um MRP dentro da faixa de 100 a 2300 ppb e um valor (MRP/LOP) x 100 na faixa de 11 a 500.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de controlar a temperatura interna dos grãos inclui contatar os grãos com uma atmosfera suficientemente baixa em umidade relativa para encorajar a evaporação de água a partir dos grãos removendo calor a partir do grão durante as reações Maillard.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a evaporação da água a partir dos grãos ocorre em uma taxa suficiente para remover calor a partir dos grãos de modo que a temperatura interna dos grãos é igual ou próxima da temperatura da atmosfera proporcionada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a atmosfera é ar em uma faixa de temperatura pré determinada e em movimento contínuo.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a faixa da temperatura da atmosfera é a partir de 37°C a 232°C.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os grãos são inicialmente impregnados com um ou mais reagentes não nativos para reação de Maillard e um modificador de pH.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que os reagentes não nativos são açúcares simples.

21. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de solubilizar o pelo menos açúcar simples inclui elevar o teor de umidade do grão de aveia para uma faixa de 30% a 40%, em que o grão tem uma taxa de água inicial de 7% a 15%.

22. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa de proporcionar energia térmica inclui a etapa de proporcionar uma atmosfera aquecida para contatar a aveia.

23. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de: conduzir as reações Maillard sob condições que são adequadas para controlar a estabilidade térmica do grão durante as reações Maillard removendo a energia térmica a partir dos grãos; as condições incluindo direcionar uma atmosfera aquecida através dos grãos tendo uma faixa de temperatura a partir de 37°C a 232°C; em que o método produz um sabor torrado nos grãos.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a atmosfera está em movimento contínuo para remover energia térmica a partir dos grãos aumentando a evaporação.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de remover pelo menos uma porção da energia térmica em uma taxa de modo que os grãos têm uma temperatura interna igual ou menor que a temperatura da atmosfera.

26. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que os grãos são inicialmente impregnados com um ou mais reagentes não nativos para reação de Maillard e um modificador de pH.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que os reagentes não nativos são açúcares simples.

28. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o MRP produzido está dentro da faixa de 100 a 2300 ppb e tem um valor (MRP/LOP) x 100 na faixa de 11 a 500.

29. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de: elevar o teor de umidade dos grãos até um nível suficiente para solubilizar pelo menos uma quantidade suficiente de açúcares simples presentes no grão para produzir, após a reação Maillard.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que os grãos são inteiros, grãos de aveia não triturados.

31. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na etapa de proporcionar energia térmica para os grãos em uma quantidade suficiente para ativar as reações Maillard, é proporcionada energia por um período de 8 a 30 minutos.

32. Método, de acordo com uma das reivindicações 1 ou 31, caracterizado por compreender uma etapa de controlar a temperatura dentro do grão durante as reações Maillard removendo calor da vaporização de modo a não exceder a temperatura desejada do grão, secando os grãos a uma taxa de 0,5 a 3% em peso de umidade por minuto.

33. Método para promover reações Maillard em grãos de aveia caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: elevar o teor de umidade dos grãos para uma faixa de 18% a 40% em peso, soiubilizando pelo menos uma quantidade suficiente dos pelo menos açúcares simples presentes no grão para reações Maillard, em que a temperatura quando do aumento do teor de umidade é de aproximadamente a temperatura ambiente; elevar a cinétíca da solução dentro do grão para elevar a viabilidade para reações Maillard de pelo menos açúcares simples dentro dos grãos direcionando energia de microondas para a estrutura interna do grão; e conduzir reações Maillard dentro do grão, sem cozinhar completa mente os grãos e produzir, após a reação Maillard e secagem até um teor de umidade de armazenamento desejado, um MRP > 34 ppb e um valor (MRP/LOP)x 100 > 6.0, em que a secagem inclui ainda reduzir o teor de água através de uma taxa de 0,5% a 3% em peso por minuto.

34. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de controlar a estabilidade térmica de cada grão removendo a energia térmica a partir de grãos individu- ais de modo que a temperatura interna dos grãos não exceda uma temperatura desejada, a temperatura desejada sendo igual ou menor que a temperatura do ambiente térmico proporcionado.

35. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a etapa de remover energia térmica compreende a etapa de proporcionar uma atmosfera ao redor dos grãos tendo uma umidade relativa suficientemente baixa para encorajar evaporação da água a partir do grão para remover calor a partir do grão.

36. Método, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que a atmosfera está em movimento contínuo ao longo dos grãos para aumentar a evaporação.

37. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que a evaporação reduz o teor de umidade em uma taxa de 0,5 a 3% em peso de umidade por minuto.

38. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que os grãos são inicialmente impregnados com um ou mais reagentes não nativos para reação de Maillard e um modificador de pH.

39. Método para produzir um sabor de torrado em grãos de aveia com mínima oxidação de lipídeo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: elevar o teor de umidade dos grão para uma faixa de 18% a 40% em peso, solubilizando pelo menos uma quantidade suficiente de pelo açúcares simples presentes no grão para produzir, após a reação Maillard, um MRP > 34 ppb e um valor (MRP/LOP)x 100 > 6.0; e proporcionar uma atmosfera ao redor dos grãos, em que a atmosfera transmite energia térmica para os grãos em uma quantidade suficiente para ativar as reações Maillard e reduzir o teor de umidade a partir dos grãos através de uma taxa de 0,5% a 3% em peso por minuto.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a atmosfera é ar em uma faixa de temperatura predeterminada e em movimento contínuo para contato com os grãos em uma maneira que auxilie na evaporação da água a partir dos grãos.

41. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a evaporação da água a partir dos grãos ocorre em uma taxa suficiente para remover calor a partir dos grãos de modo que a temperatura interna dos grãos é igual ou próxima da temperatura da atmosfera proporcionada.

42. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a faixa de temperatura da atmosfera é a partir de 37°C a 232°C.

43. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a etapa de elevar o teor de umidade inclui pelo menos um dentre: (a) contatar os grãos com uma fase de vapor em uma temperatura abaixo de sua temperatura de gelatinização; e (b) imergir os grãos em um banho de água em fase líquida, mantido a uma temperatura abaixo da temperatura de gelatinização dos grãos.