BRPI0806438A2

BRPI0806438A2 - método para a redução da formação de acrilamida em alimentos processados termicamente

Info

Publication number: BRPI0806438A2
Application number: BRPI0806438-5A
Authority: BR
Original assignee: Frito Lay North America Inc
Priority date: 2007-01-26
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2011-09-06
Also published as: TW200831008A; RU2009131996A; TWI347833B; AR065046A1; KR20090117750A; RU2415605C1; JP2010525791A; MX2009007953A; WO2008091822A1; US20070141226A1; EG25465A; EP2124623A1; CA2675516A1; CN101677599A; ZA200904985B; CL2008000216A1; AU2008208046A1

Abstract

MéTODO PARA A REDUçãO DA FORMAçãO DE ACRILAMIDA EM ALIMENTOS PROCESSADOS TERMICAMENTE. Um processo para a redução da quantidade de acrilamida em alimentos processados termicamente. Em um aspecto, o método envolve a disponibilização de um produto alimentício desidratado apresentando asparagina, reidratação do produto alimentício em uma solução e processamento térmico do produto alimentício. Em um aspecto, o método envolve a disponibilização de um produto alimentício desidratado apresentando asparagina e reidratação do produto alimentício em uma solução apresentando um agente redutor de acrilamida.

Description

MÉTODO PARA A REDUÇÃO DA FORMAÇÃO DE ACRILAMIDA EM ALIMENTOS PROCESSADOS TERMICAMENTE ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Escopo Técnico

A presente invenção está relacionada a um método para a redução da quantidade de acrilamida em alimentos processados termicamente. Esta invenção permite a produção de alimentos apresentando níveis significativamente reduzidos de acrilamida. O método se baseia ma reidratação de um alimento desidratado apresentando asparagina.

Descrição do Estado da Técnica

O produto químico acrilamida tem sido usado desde há muito tempo sob sua forma polimérica em aplicações industriais para o tratamento de água, recuperação de óleos refinados, fabricação de papel, floculantes, espessantes, processamento de minérios e tecidos que não precisam ser passados. Em tempos mais recentes, uma ampla variedade de alimentos apresentaram resultados de ensaio positivo para a presença do monômero acrilamida. A acrilamida foi especialmente encontrada em produtos alimentícios de carboidrato que foram processados sob temperaturas elevadas. Exemplos de alimentos que apresentaram resultados de ensaio positivos para acrilamida incluem café, cereais, biscoitos, petiscos de batata, bolachas, batatas fritas à francesa, pães e bisnagas, e carnes empanadas fritas. Visto que a presença de acrilamida em alimentos é um fenômeno descoberto recentemente, o seu mecanismo de formação não foi confirmado. Entretanto, como o monômero acrilamida não é desejado em produtos alimentícios, seria útil dispor de um método para a sua redução significativa ou eliminação em alimentos processados termicamente.

Sumário da Invenção

A presente invenção é um método para a redução da quantidade de acrilamida em produtos alimentícios processados termicamente compreendendo em uma incorporação um método para a redução do nível de acrilamida em um pedaço de batata compreendendo as etapas de disponibilização de um pedaço de batata desidratada, reidratação do referido pedaço de batata em uma solução de reidratação para criar um pedaço de batata deficiente em asparagina, e processamento térmico do referido pedaço de batata deficiente em asparagina.

Numa incorporação, a presente invenção proporciona um método para a redução do teor de acrilamida em alimentos processados termicamente compreendendo as etapas de disponibilização de um alimento de base vegetal apresentando uma concentração de asparagina original contida em um conjunto de paredes de células, desidratação do referido alimento de base vegetal para fabricar um alimento desidratado, e reidratação do alimento desidratado em uma solução de reidratação, tal que o alimento reidratado apresente uma concentração reduzida de asparagina compreendendo pelo menos 50% menos do que a concentração de asparagina original. Os aspectos e vantagens acima, assim como os aspectos e vantagens adicionais da presente invenção ficarão aparentes na descrição detalhada apresentada a seguir.

Descrição Detalhada da Invenção

A formação da acrilamida em alimentos processados termicamente requer uma fonte de carbono e uma fonte de nitrogênio. Apresenta-se a hipótese de que o carbono seja disponibilizado por uma fonte de carboidrato e o nitrogênio seja disponibilizado por uma fonte de proteína ou uma fonte de aminoácido. Muitos ingredientes alimentícios derivados de plantas tais como arroz, trigo, milho, cevada, soja, batata e aveias contém asparagina e são fundamentalmente carboidratos apresentando aminoácidos como componentes secundárias. Tipicamente, tais ingredientes alimentícios apresentam uma pequena variedade de aminoácidos, que contém outros aminoácidos além da asparagina. Existem vinte aminoácidos padrão que constituem os blocos de construção das proteínas e podem ser encontrados nestes ingredientes alimentícios incluindo, embora não limitado a, lisina, alanina, asparagina, glutamina, arginina, histidina, glicina e ácido aspártico.

No contexto da presente invenção, o termo "processado termicamente" designa alimentos ou ingredientes alimentícios nos quais os componentes do alimento, tais como uma mistura de ingredientes alimentícios, são aquecidos até uma temperatura de alimento de pelo menos 80 °C. Preferencialmente o processamento térmico do alimento ou dos ingredientes alimentícios ocorre sob temperaturas de alimento entre cerca de 100 °C e 205 °C. Numa incorporação, um alimento processado termicamente é aquecido até uma temperatura de alimento de mais de cerca de 120 °C. Numa incorporação, o alimento de base vegetal é frito em óleo quente apresentando uma temperatura de óleo quente entre cerca de 300 0F (148 °C) e cerca de 375 0F (190 °C) e mais preferencialmente entre cerca de 350 °F (177 °C) e cerca de 360 0F (182 °C). Numa incorporação, o alimento de base vegetal é frito em óleo quente até um teor de umidade de menos de cerca de 4% e mais preferencialmente entre cerca de 1% e cerca de 3% em massa. O ingrediente alimentício pode ser processado separadamente sob uma temperatura elevada antes da formação do produto alimentício final.

Conforme descrito no presente documento, um alimento processado termicamente pode ser formado a partir de um ingrediente alimentício processado termicamente, e/ou um ingrediente alimentício cru. Um exemplo de um ingrediente alimentício processado termicamente são os flocos de batata, que são formados a partir de batatas cruas em um processo que expões a batata a temperaturas elevadas da ordem de 200 °C. Exemplos de outros ingredientes alimentícios processados termicamente incluem aveias processadas, arros pré-cozido e seco, produtos de soja cozidos, massa de milho, grãos de café torrados e grãos de cacau torrados. Ingredientes alimentícios crus exemplares incluem fatias de batata crua, que podem ser aquecidas termicamente para produzir petiscos de batata ou batatas fritas à francesa, por exemplo, através da fritura das fatias de batata crua sob uma temperatura de cerca de 100 0C até cerca de 205 °C.

O aquecimento de aminoácidos tais como lisina e alanina em presença de um açúcar simples tal como a glicose não conduz a formação de acrilamida. (Ver por exemplo os Exemplos 1 e 2). Entretanto, observou-se uma formação significativa de acrilamida quando o aminoácido asparagina é aquecido em presença de um açúcar simples. (Ver por exemplo o Exemplo 3). No entanto, surpreendentemente, a presença de asparagina com um outro aminoácido, tal como a lisina, em presença de um açúcar simples causa um aumento na formação de acrilamida que é muito maior do que quando a asparagina é o único aminoácido presente. (Ver por exemplo o Exemplo 4).

Tendo estabelecido que a acrilamida se forma quando a asparagina é aquecida em presença de um açúcar simples, uma redução do teor de acrilamida em alimentos processados termicamente pode ser obtida desativando-se a asparagina. Por "desativando" se pretende indicar a remoção da asparagina do alimento ou a transformação da mesma em asparagina não-reativa ao longo da rota de formação da acrilamida por meio de conversão ou ligação com um outro produto químico que interfere com a formação de acrilamida a partir da asparagina. Por exemplo, a asparagina pode ser desativada por meio de lixiviamento. A solubilidade da asparagina em uma solução aquosa será facilitada quando o pH da solução for mantido ligeiramente ácido ou ligeiramente básico, preferencialmente entre um pH de 5 e 9. A asparagina também pode ser desativada por meio de fermentação. Mais ainda, a asparagina pode ser desativada por incorporação em proteínas. A asparagina também pode ser desativada por meio da adição de um cátion bivalente tal como cálcio sob a forma de lactato de cálcio, citrato de cálcio ou maleato de cálcio.

Um método adicional para o desativamento é a colocação em contato da asparagina com a enzima asparaginase. A asparaginase decompões a asparagina em ácido aspártico e amônia. Uma incorporação exemplar do uso da asparaginase se encontra ilustrada no Exemplo 5. Ainda outro método para desativamento da asparagina compreende o tratamento do alimento por desidratação, seguida de reidratação, que resulta no alimento tratado apresentando uma concentração mais baixa de asparagina do que o mesmo alimento não tratado. O referido método se encontra ilustrado nos Exemplos 6 - 8, e também na descrição a seguir.

De acordo com um dos referidos métodos exemplares, o alimento compreende pedaços de batata crua feitos de batatas que, antes da desidratação, são opcionalmente descascadas e fatiadas numa espessura adequada para fabricar petiscos de batata. Os referidos pedaços de batata crua podem ser alvejados ou deixados sem alvejar antes da desidratação.

Pedaços de batata desidratadas adequados são disponibilizados comercialmente por fornecedores tais como Harmony House Foods de Winterville, North Carolina. Como alternativa, pedaços de batata crua, que tipicamente apresentam um teor original de umidade de cerca de 70% a cerca de 80%, podem ser desidratados seguindo um ou mais métodos para remoção de umidade bem conhecidos no estado da técnica incluindo, embora não limitado a, fornos infra-vermelho, fornos de microondas e fornos de convecção. Aqueles versados na técnica têm conhecimento de métodos para desidratação de pedaços de comida. Conforme utilizado no presente documento, a desidratação está definida como um processo para a remoção de água em um meio não-oleoso que remove água suficiente tal que quando o pedaço de alimento desidratado é reidratado, apresenta cerca de 50% a menos de asparagina do que o pedaço de alimento apresentava antes da desidratação. Conforme utilizado no presente documento, um pedaço de alimento desidratado é qualquer pedaço de alimento que é desidratado tal que quando da reidratação subsequente o pedaço de alimento compreende uma deficiência em asparagina. Conforme utilizado no presente documento, um alimento deficiente em asparagina compreende cerca de 50% menos e mais preferencialmente cerca de 70% menos e mais preferencialmente ainda cerca de 90% menos de concentração de asparagina do pedaço de alimento antes da desidratação.

Foi descoberto de maneira surpreendente que os pedaços de batata tratados, que estão definidos como pedaços de batatas desidratadas que foram reidratadas, apresentam uma concentração de asparagina mais baixa do que os pedaços de batata não-tratados. Conforme utilizado no presente documento, um pedaço de alimento não-tratado é um pedaço de alimento fresco que não tenha sido desidratado.

Qualquer método de desidratação adequado e perfil de temperatura/tempo pode ser usado desde que o nível de asparagina após a reidratação seja de pelo menos cerca de 50% menos do que o nível de asparagina original. Numa incorporação, a etapa de desidratação ocorre sob pressões iguais ou menores à pressão ambiente numa etapa de secagem sob congelamento. Numa incorporação, a desidratação ocorre sob pressão ambiente sob condições de calor relativamente baixas, por exemplo numa temperatura de forno de menos de cerca de 165 0F (74 °C), e numa incorporação, entre cerca de 71 0C e cerca de 74 0C durante entre cerca de 45 minutos a cerca de uma hora até que o teor de umidade seja de menos de cerca de 5% em massa, mais preferencialmente menos de cerca de 4% em massa, ainda mais preferencialmente menos de cerca de 3% em massa, e o mais preferencialmente entre cerca de 1% e cerca de 2% em massa. Naturalmente os números acima são disponibilizados para fins de ilustração e não de limitação. O método acima constitui simplesmente um mero exemplo de um método de desidratação adequado e um perfil de temperatura/tempo adequado. Aqueles versados na técnica, cientes das informações aqui reveladas, seriam indubitavelmente capazes de descobrir outros métodos adequados para desidratação com vários meios incluindo microondas, infra-vermelho, convecção e outros conhecidos no estado da técnica sob pressão ambiente ou outra pressão e apresentando perfis de temperatura/tempo que podem reduzir o nível de asparagina para cerca de 50% do nível original em um produto alimentício quando da reidratação subsequente.

Numa incorporação, o pedaço de alimento é desidratado sob condições de calor baixo e sob pressão ambiente. Consequentemente, sob pressões ambientes uma condição de calor baixo está definida como a desidratação de um pedaço de alimento numa temperatura de forno de entre cerca de 110 0F (43°C) e cerca de 165 0F (74°C) até um nível de desidratação desejado. Temperaturas de forno acima de 165 0F (74°C) sob pressões ambientes podem fazer com que as paredes das células sofram ruptura indesejada. Conforme utilizado no presente documento, o termo condição de calor baixo se refere a um perfil de desidratação que resulta em um pedaço de alimento desidratado sem que se cozinhe o pedaço de alimento. Tal condição de calor baixo pode gelatinizar parcialmente o amido dentro das células de batata, porém falha em romper as ligações intracelulares entre as células de batata ou romper as paredes das células.

De acordo com um exemplo da presente incorporação, pedaços de batata desidratada são reidratados em uma solução de reidratação. A solução de reidratação pode ser mantida sob qualquer faixa de temperatura adequada e os pedaços de batata podem ser mantidos dentro da solução durante uma quantidade de tempo requerida para resultar em um pedaço de batata deficiente em asparagina. Numa incorporação, a solução de reidratação compreende uma faixa de temperatura da solução de reidratação de entre cerca de 1 °C e cerca de 18 °C e mais preferencialmente entre cerca de 7 °C e cerca de 12 °C. Descobriu-se que tal faixa de temperatura apresenta a vantagem de proporcionar fatias de batata crocantes e firmes após a reidratação. Durante a reidratação é teorizado que o precursor de acrilamida denominado asparagina é lixiviado do pedaço de batata. Consequentemente, o pedaço de batata deveria ser reidratado pelo menos até que o pedaço de batata compreenda cerca de 50% menos e mais preferencialmente cerca de 70% menos e mais preferencialmente ainda cerca de 90% menos do nível original de asparagina do pedaço de batata não tratado. Numa incorporação, os pedaços de batata desidratada são reidratados até atingir um teor de umidade de entre cerca de 30% de umidade em massa e cerca de 80% de umidade em massa.

De acordo com uma incorporação, a solução de reidratação compreende água. De acordo com uma outra incorporação, a solução de reidratação compreende adicionalmente um ou mais agentes redutores de acrilamida. Como a asparagina é um precursor da acrilamida, um agente redutor de asparagina é sinônimo de um agente redutor de acrilamida, visto que aqueles tratamentos físicos ou químicos que reduzem o teor de asparagina também resultarão em um nível ou concentração reduzida de acrilamida porque existe menos asparagina disponível para ser convertida em acrilamida. Entretanto, deve ser observado que o inverso pode não ser verdade, por exemplo, alguns agentes redutores de acrilamida podem destruir a molécula de acrilamida após a formação da molécula de acrilamida.

Uma vez compreendido isto, em determinadas incorporações a solução de reidratação compreende um ou mais agentes redutores de acrilamida selecionados do grupo composto por asparaginase, um ou mais tióis livres, opcionalmente com um agente redutor, sendo os referidos tióis livres selecionados do grupo composto por cisteína, N-acetil-L-cisteína, N-acetil-cisteamina, glutationa reduzida, ditiotreitol e caseína; um ou mais aminoácidos selecionados do grupo composto por cisteína, lisina, glicina, histidina, alanina, metionina, ácido glutâmico, ácido aspártico, prolina, fenilalanina, valina e arginina; e um ou mais sais redutores de pH apresentando um pKa de menos de cerca de 6.0. Tais sais incluem, embora não estejam limitados a, cloreto de cálcio, lactato de cálcio, maleato de cálcio, gluconato de cálcio, fosfato de cálcio monobásico, acetato de cálcio, lactobionato de cálcio, propionato de cálcio, estearol lactato de cálcio, cloreto de magnésio, citrato de magnésio, lactato de magnésio, maleato de magnésio, gluconato de magnésio, fosfato de magnésio, sulfato de magnésio, hexaidrato de cloreto de alumínio, cloreto de alumínio, alume de amônia, alume de potássio, alume de sódio, sulfato de alumínio, cloreto férrico, gluconato ferroso, fumarato férrico, lactato ferroso, sulfato ferroso, cloreto de cobre, gluconato de cobre, sulfato de cobre, gluconato de zinco e sulfato de zinco. Estes agentes redutores de acrilamida estão discutidos no Pedido de Patente dos Estados Unidos da América do Norte com Número de Série 11/033,364, aqui incorporado a título de referência. Na hipótese de que exista qualquer conflito entre o pedido de patente incorporado como referência e o presente relatório descritivo, o que estiver descrito no presente relatório descritivo deverá prevalecer.

Diversas incorporações da presente invenção se encontram ilustradas nos exemplos apresentados abaixo:

Exemplo 1:

Este exemplo demonstra que a acrilamida não é formada em presença de um açúcar simples e do aminoácido lisina. Cerca de 0,2 gramas de glicose foram combinados com cerca de 0,1 gramas do aminoácido hidrato de L-Iisina e 0,2 ml de água dentro de um frasco de espaço vazio de 20 ml. O frasco foi recoberto com folha de papel alumínio e aquecido em um forno de cromatografia gasosa com o perfil de temperatura descrito a seguir: ajuste de temperatura inicial de 40°C; a temperatura foi então aumentada em 20°C por minuto até 200°C; ocorreu um intervalo de dois minutos em que a temperatura foi mantida a 200°C; depois do que o frasco foi deixado esfriando até 40°C. Após o aquecimento, a mistura havia secado e se tornado negra. A mistura de reação foi extraída com cem mililitros de água e o teor de acrilamida na água foi medido por meio de cromatografia gasosa-MS. Quando a glicose foi aquecida com hidrato de L-lisina, não ocorreu detecção de acrilamida (o limite para detecção era de menos de 50 partes por bilhão). Se a reação de Maillard era a fonte de acrilamida, então a mistura de reação de lisina deveria haver contido acrilamida porque a mistura de reação se apresentava extensamente dourada.

Exemplo 2:

Este exemplo demonstra que a acrilamida não é formada em presença de um açúcar simples e do aminoácido alanina. O método do Exemplo 1 foi repetido exceto pelo fato de que o aminoácido usado foi a L-alanina. Novamente, a acrilamida não pode ser medida acima do limite de detecção de 50 partes por bilhão.

Exemplo 3:

Este exemplo demonstra a formação de acrilamida em presença de um açúcar simples e asparagina. O Exemplo 1 foi novamente repetido exceto pelo fato de que o aminoácido era o monoidrato de L-asparagina. Quando a mistura de reação foi extraída com água e o teor de acrilamida foi medido por cromatografía gasosa-MS, a medida do teor de acrilamida na mistura de reação resultou em 55,106 partes por bilhão. Com base na carga inicial de 0,1 grama de asparagina, isto representa um rendimento de cerca de 9% de acrilamida.

Exemplo 4:

Este exemplo demonstra a formação de acrilamida em presença de um açúcar simples, asparagina e um segundo aminoácido. O Exemplo 1 foi repetido exceto pelo fato de que partes iguais de hidrato de L-Iisina e monoidrato de L-asparagina estavam cada um presente numa quantidade de 0,1 gramas. A mistura de reação foi testada quanto à presença de acrilamida e esta foi detectada num nível de 214,842 partes por bilhão. Com base no carregamento inicial de asparagina e lisina, isto representa um rendimento de cerca de 37% de acrilamida.

Exemplo 5:

Este exemplo ilustra a redução da formação de acrilamida quando asparagina e glicose são aquecidas em presença da enzima asparaginase. A enzima asparaginase foi dissolvida em uma solução tampão de ácido tris-hidroclórico 0.05 M num ph 8.6 para fabricar uma solução de asparaginase ativa. Uma solução de controle de asparaginase também foi fabricada por meio do aquecimento de uma porção da solução de asparaginase ativa a cerca de IOO0C durante cerca de 20 minutos para desativar a enzima. Na solução de controle, cerca de 0,2 gramas de glicose, cerca de 0,1 gramas de asparagina e cerca de 20 mililitros da solução de asparaginase aquecida foram combinados dentro de um frasco de espaço vazio de 20 ml. No experimento com a enzima ativa, 0,2 gramas de glicose, 0,1 gramas de asparagina e 20 mililitros da solução de asparaginase ativa foram combinados dentro de um frasco de espaço vazio de 20 ml. A quantidade de enzima dentro do frasco era de 250 unidades de enzima. As misturas de controle e de enzima ativa foram processadas juntas em duplicado. Os frascos foram mantidos numa temperatura de cerca de 37°C durante cerca de 2 horas, sendo então colocados dentro de um forno a 80°C durante cerca de 40 horas para evaporar até secagem completa. Após o aquecimento, 0,2 ml de água foram adicionados a cada frasco. Os frascos foram então aquecidos dentro de um forno de cromatografía gasosa com o perfil de temperatura descrito a seguir: prosseguindo de uma temperatura inicial de 40°C; aquecimento num ritmo de 20°C por minuto até cerca de 200°C; e manutenção da temperatura em cerca de 200°C durante cerca de 2 minutos antes do resfriamento até cerca de 40°C. As misturas de reação foram então extraídas com 50 ml de água e o teor de acrilamida presente na água foi medido através de cromatografía gasosa- MS. Os valores medidos estão ilustrados na Tabela 1 abaixo: <table>table see original document page 10</column></row><table>

Tabela 1. Formação de Acrilamida em presença de Asparaginase ε Glicose

Conforme pode ser visto, o tratamento do sistema com uma enzima que decompões a asparagina em ácido aspártico e amônia reduziu a formação de acrilamida em mais de 99.9%. Este experimento estabelece que a redução da concentração de asparagina, ou a natureza reativa ou asparagina, irão reduzir a formação de acrilamida.

Exemplo 6

Este exemplo demonstra que a redução na concentração de asparagina para uma fatia de batata (desidratada/reidratada) tratada é muito maior do que aquela de uma fatia de batata não- tratada. Batatas frescas foram descascadas e fatiadas numa espessura total de cerca de 0,070 polegadas (0,178 centímetros). Dois conjuntos de fatias de batata desidratada apresentando uma espessura de fatia pré-desidratação de cerca de 0,070 polegadas (0,178 centímetros) e apresentando um teor de umidade inicial de cerca de 3,7% em massa fornecidos por Harmony House Foods foram reidratados em cerca de 4 litros de uma solução de reidratação numa temperatura de cerca de 48 0F (9 °C) durante cerca de 24 horas e alcançaram um teor de umidade de cerca de 71% em massa. O primeiro conjunto consistia de cerca de 200 gramas de fatias desidratadas reidratadas em cerca de 4 litros de água que não apresentavam a enzima e o segundo conjunto consistia de cerca de 200 gramas de fatias desidratadas reidratadas em cerca de 4 litros de água apresentando cerca de 40,000 unidades da enzima asparaginase.

Duas amostras de cada um dos três lotes foram analisadas quanto ao teor de asparagina. Os valores médios para cada lote medido estão ilustrados na Tabela 2 abaixo.

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Tabela 2:Níveis de Asparagina de Fatias de Batata Reidratada

Conforme demonstrado pelos resultados de testes, fatias de batata desidratada numa solução de água reduziram a concentração de asparagina em cerca de 86% mais do que a mesma quantidade de fatias de batata não-tratadas embebidas na mesma quantidade de solução de água. A reidratação das fatias de batata desidratada em uma solução de asparaginase reduziu a concentração de asparagina em cerca de 99% mais do que a mesma quantidade das fatias de batata não-tratadas embebidas na mesma quantidade de solução de água.

Exemplo 7

Este exemplo demonstra que a redução na concentração de asparagina durante a etapa de reidratação é muito maior para uma fatia de batata desidratada do que para uma fatia de batata não- tratada. Além disso, o Exemplo também demonstra que níveis de acrilamida não-detectada em uma fatia de batata frita podem ser alcançados de acordo com uma incorporação da presente invenção.

Cerca de 200 gramas de batatas não tratadas foram fatiadas numa espessura de cerca de 0,053 polegadas (0,135 centímetros) e embebidas em cerca de 7 litros de água que não apresentavam enzima sob uma temperatura de cerca de 45 0F (7 °C) durante cerca de 5 horas. Tanto a fatia de batata quanto a água foram então ensaiadas para a detecção do nível de asparagina. A água revelou uma concentração de asparagina de 15,46 nmol/g e a fatia de batata revelou uma concentração de asparagina de 355,9 nmol/g, indicando que um nível relativamente baixo de asparagina é lixiviado das fatias de batata crua quando as fatias de batata crua são embebidas em uma solução resfriada.

Fatias desidratadas foram preparadas por meio de aquecimento das fatias apresentando uma espessura inicial de cerca de 0,053 polegadas (0,135 centímetros) numa temperatura de forno de cerca de 165 0F (74 °C) durante cerca de 50 minutos até alcançar um teor de umidade de cerca de 2- 3% em massa. Para propósitos de comparação algumas destas fatias foram reidratadas em uma solução de água e algumas foram reidratadas em uma solução de enzima. Cerca de 200 gramas das fatias de batata desidratada apresentando uma espessura original ou pré-desidratação de cerca de 0,053 polegadas (0,135 centímetros) foram reidratadas até um teor de umidade de cerca de 68% até cerca de 70% em massa em cerca de 7 litros de água que não apresentava enzima sob uma temperatura de cerca de 45 0F (7 0C) durante cerca de 5 horas. Tanto a fatia de batata reidratada quanto a água foram então ensaiadas para a detecção de asparagina. A água revelou uma concentração de asparagina de 202,51 nmol/g e a fatia de batata reidratada revelou uma

concentração de asparagina de 64.88 nmol/g indicando que um nível muito mais alto de asparagina é 300 lixiviado das fatias de batata desidratada do que das fatias de batata crua sob as mesmas condições de embebimento.

A seguir, cerca de 200 gramas de fatias de batata desidratada foram reidratadas até atingir um teor de umidade de cerca de 68% até cerca de 70% em massa em uma solução de enzima que compreendia cerca de 40,000 unidades de enzima em cerca de 7 litros de água a cerca de 45 0F (7 305 °C) durante cerca de 5 horas até atingir um teor de umidade de cerca de 68% a cerca de 70% em massa. As fatias de batata resultantes revelaram uma concentração de asparagina de 0,17 nmol/grama. As fatias de batata resultantes foram a seguir fritas a cerca de 353°F (178 °C) em óleo de milho durante dois minutos e dez segundos (2:10) até alcançar um teor de umidade de cerca de 2.1% e foram então ensaiadas para detectar o teor de acrílamida. O nível de acrilamida se revelou 310 abaixo do limite de detecção de cerca de 10 partes por bilhão. Todos os resultados do Exemplo 7 estão ilustrados na Tabela 3 abaixo, onde "-" indica que a medida não foi tomada e "ND" indica menos de cerca de 10 partes por bilhão.

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Tabela 3. Níveis de ASN ε AA das Fatias de batata reidratadas ε da Solução de

Reidratação

Na incorporação ilustrada, o nível de asparagina lixiviada das fatias de batata colocadas numa solução de água é de uma ordem de magnitude maior com as fatias de batata desidratada do que com as fatias de batata não-tratadas (202,51 ν. 15,46). Consequentemente, o nível de asparagina remanescente numa fatia de batata reidratada que foi embebida numa solução de água é muito inferior ao de uma batata não tratada embebida na mesma solução de água. A reidratação de fatias de batata desidratada numa solução de asparaginase reduziu a concentração de asparagina em mais de 99.9% do que a mesma quantidade de fatias de batata crua embebidas na mesma quantidade de solução de água. Além disso, quando as fatias de batata reidratadas numa solução de batata foram fritas a cerca de 353°F (178°C) até alcançar um teor de umidade de cerca de 2,1%, o nível de acrilamida estava abaixo dos limites detectáveis de 10 ppb. Este experimento estabelece que a reidratação de uma fatia de batata desidratada seja em água ou em asparaginase irá reduzir a formação de acrilamida.

Exemplo 8

Este exemplo demonstra a redução comparativa dos níveis de asparagina em fatias de batata desidratada reidratadas por diversas vezes em uma solução redutora de água e acrilamida apresentando asparaginase. Este exemplo ilustra ainda a redução simultânea da concentração de acrilamida para uma fatia de batata frita feita a partir de uma fatia de batata tratada (reidratada desidratada).

Para fabricar fatias de batata tratadas, fatias de batata fresca apresentando uma espessura de fatia de cerca de 0,053 polegadas (0,135 centímetros) foram desidratadas numa temperatura de forno de cerca de 165 0F (~74 ºC) durante uma hora até alcançar um teor de umidade de cerca de 4% a cerca de 5% em massa. As fatias de batata desidratada foram reidratadas durante diversos incrementos de tempo (5 minutos, 30 minutos, 60 minutos e 2 horas) em 14 litros de solução (uma solução apenas de água e uma solução de enzima apresentando cerca de 40.000 unidades de asparaginase) numa temperatura de cerca de 43°F (6 °C). Após a reidratação, tanto as fatias de batata quanto a solução de reidratação foram ensaiadas para a detecção dos níveis de asparagina. Algumas das fatias de batata tratada resultantes foram fritas a cerca de 353°F (178 0C) em óleo de milho durante cerca de dois minutos e trinta segundos a dois minutos e quarenta segundos (2:30 a 2:40) até alcançar teores de umidade de cerca de 1,3% a cerca de 1,4% em massa e ensaiadas para a detecção do teor de acrilamida. Os resultados estão ilustrados na Tabela 4 abaixo.

<table>table see original document page 13</column></row><table> Tabela 4 :Níveis de Asparagina ε Acrilamida das Fatias de batata reidratadas

Conforme pode ser visto na Tabela 4 acima, a disponibilização de fatias de batata desidratada que são subseqüentemente reidratadas lixivia a asparagina para dentro da solução de reidratação numa taxa bastante rápida em água relativamente fria a cerca de 43°F (6°C). Este experimento estabelece que a reidratação de uma fatia de batata desidratada em água ou em asparaginase reduz a formação de acrilamida. Por exemplo, petiscos de batata frita de acordo com o estado da técnica tipicamente apresentam uma concentração de acrilamida de cerca de 250 ppb a cerca de 800 ppb. Este experimento estabelece que, através da fritura de uma fatia de batata tratada, o teor de acrilamida pode ser reduzido em quase 80% reidratando-se primeiramente as fatias de batata desidratada em uma solução fria de asparaginase durante apenas 30 minutos. Isto assumindo que uma fatia de batata não-tratada similar apresente uma concentração de acrilamida de apenas 250 ppb. ([250-50,8]/250). Além disso, o teor de acrilamida pode ser reduzido em mais de 90% reidratando-se a fatia de batata numa solução de água relativamente fria durante apenas 60 minutos. A colocação de um composto redutor de asparagina, tal como asparaginase, numa solução de reidratação pode aumentar adicionalmente a lixiviação preferencial da asparagina do pedaço de batata para dentro da solução de reidratação. Uma fatia de batata não-tratada similar apresenta uma concentração de acrilamida de apenas 250 ppb. ([250-20,6]/250). Estas reduções são conservadoras visto que elas se baseiam em reduções assumindo um controle de 250 ppb. Concentrações mais altas de acrilamida em petiscos de batata são comuns. (Ver por exemplo, http://www.cfsan.fda.gov/~dms/acrydata.html). Além disso, numa incorporação, por exemplo a reidratação em uma solução de enzima relativamente fria durante 60 minutos, a presente invenção proporciona uma maneira de fabricar um petisco de batata frita apresentando um nível de acrilamida que não é detectável utilizando-se a instrumentação atualmente disponível e que apresenta um teor de acrilamida de menos do que 10 partes por bilhão.

Sem estar limitado ou restrito pela teoria, acredita-se que a estrutura celular seja enfraquecida (embora não rompida) durante a desidratação. O enfraquecimento das paredes de célula facilita a lixiviação da asparagina durante a subsequente reidratação. Assim, os níveis de asparagina são muito mais elevados numa solução de reidratação onde as fatias de batata desidratada são reidratadas do que na solução de reidratação onde batatas cruas não tratadas são reidratadas. Independentemente de qual seja o mecanismo, a presente invenção proporciona uma maneira para se fabricar um pedaço de alimento deficiente em asparagina a partir de um pedaço de alimento contendo asparagina.

Numa incorporação, a presente invenção está direcionada para a redução do teor de acrilamida em produtos alimentícios não-fabricados feitos a partir de alimentos crus não-esmagados que são opcionalmente descascados e cortados em fatias (por exemplo fatias de batata), cubos, cunhas ou palitos similares às batata frita à francesa de tamanho adequado. Conforme utilizado no presente documento, o termo pedaço de alimento não-esmagado se refere a um pedaço de alimento que não foi submetido a filtragem, fragmentação ou esmagamento do pedaço de alimento antes da etapa de reidratação. Numa incorporação, palitos similares à batatas fritas à francesa apresentam larguras de seção transversal de cerca de 5 milímetros (mm) a cerca de 6 mm. em ainda outra incorporação, pedaços de batata compreendem batatas cortadas em placas de, por exemplo, cerca de 1 mm a cerca de 3 mm de profundidade, cerca de 50 mm a cerca de 100 mm de extensão e cerca de 20 mm a cerca de 50 mm de largura ou outro tamanho adequado conhecido do estado da técnica. Como os palitos similares à batatas fritas à francesa, cunhas e placas apresentam diferentes geometrias, proporções entre área de superfície e volume, etc. do que fatias, os tempos de desidratação e reidratação revelados em cada operação unitária abaixo podem requerer ajustes.

Uma vantagem proporcionada por uma ou mais incorporações da presente invenção é a temperatura relativamente baixa (por exemplo entre cerca de 1°C e cerca de 18 0C) na qual pode ocorrer o lixiviamento efetivo. Antes desta descoberta, acreditava-se que as temperaturas elevadas, por exemplo temperaturas acima da ambiente eram requeridas para lixiviar a asparagina de forma eficaz.

Outras técnicas ficarão evidentes para aqueles versados na técnica para efetuar a inativação da asparagina de uma maneira que interfere com a formação de acrilamida. Com níveis mais baixos de asparagina no ingrediente alimentício ou no produto alimentício antes do processamento térmico, o nível de acrilamida no alimento processado final ficará dramaticamente reduzido.

Além de desativar a asparagina, os ingredientes alimentícios derivados de plantas também podem ser obtidos de plantas que são cultivadas e selecionadas para apresentar níveis de asparagina que são mais baixos do que aqueles de outras plantas similares. A redução da quantidade de asparagina no ingrediente alimentício de origem vegetal será refletida numa quantidade de acrilamida que é formada sob as mesmas condições de tratamento térmico.

Embora a presente invenção tenha sido particularmente ilustrada e descrita fazendo referência a uma incorporação, deverá ser compreendido por aqueles versados na técnica que diversas outras abordagens para a redução de acrilamida podem ser feitas sem abandonar o espírito e o escopo da presente invenção. A presente invenção pode ser aplicada a qualquer alimento de base vegetal ou consumível, tal como café, apresentando asparagina.

Claims

1. MÉTODO PARA A REDUÇÃO DO NÍVEL DE ACRILAMIDA EM UM PEDAÇO DE BATATA caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) disponibilização de um pedaço de batata desidratada não-esmagada; (b) reidratação do referido pedaço de batata em uma solução de reidratação para criar um pedaço de batata reidratada; e (c) processamento térmico do referido pedaço de batata reidratada.

2. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido pedaço de batata reidratada da etapa (a) compreende uma batata fatiada.

3. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido pedaço de batata reidratada da etapa (a) compreende palitos similares à batatas fritas à francesa.

4. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido pedaço de batata reidratada compreende um pedaço de batata crua que é desidratado sob condições de baixo calor e sob pressão ambiente.

5. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido pedaço de batata reidratada é desidratado numa temperatura de forno de menos de cerca de

6. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido pedaço de batata reidratada compreende um teor de umidade de menos de cerca de 3% em massa.

7. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (b) compreende asparaginase.

8. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (b) compreende um ou mais aminoácidos livres selecionados do grupo composto por cisteína, lisina, glicina, histidina, alanina, metionina, ácido glutâmico, ácido aspártico, prolina, fenilalanina, valina e arginina.

9. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (b) compreende um ou mais tióis livres selecionados do grupo composto por cisteína, N-acetil-L-cisteína, N-acetil-cisteamina, glutationa reduzida, ditiotreitol e caseína.

10. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 9 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (b) compreende adicionalmente um agente redutor.

11. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (b) compreende adicionalmente um ou mais sais redutores de pH apresentando um pKa de menos de cerca de 6,0.

12. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação compreende uma temperatura de entre cerca de 7 0C e cerca de 18 °C.

13. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido processamento térmico da etapa (c) compreende a fritura em óleo quente.

14. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o referido processamento térmico da etapa (c) compreende o aquecimento do pedaço de batata reidratado até uma temperatura de pedaço de batata de entre cerca de 120 0C e cerca de 205 °C.

15. MÉTODO PARA A REDUÇÃO DO NÍVEL DE ACRILAMIDA EM ALIMENTOS PROCESSADOS TERMICAMENTE caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: a) disponibilização de um alimento de base vegetal apresentando uma concentração de asparagina original; b) desidratação do referido alimento de base vegetal para fabricar um alimento desidratado tal que uma concentração reduzida de asparagina após a etapa (c) compreende pelo menos 50% menos do que a referida concentração de asparagina original; e c) reidratação do referido alimento desidratado em uma solução de reidratação para fabricar um alimento reidratado onde a referida solução de reidratação compreende pelo menos um agente redutor de acrilamida.

16. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o alimento de base vegetal na etapa (a) compreende batata.

17. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida desidratação da etapa (b) ocorre sob condições de baixo calor e sob pressão ambiente.

18. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida desidratação na etapa (b) ocorre sob uma temperatura de alimento de menos de cerca de 74 °C.

19. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que o referido alimento desidratado da etapa (b) compreende um teor de umidade de menos de cerca de 3% em massa.

20. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (c) compreende asparaginase.

21. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (c) compreende um ou mais aminoácidos livres selecionados do grupo composto por cisteína, lisina, glicina, histidina, alanina, metionina, ácido glutâmico, ácido aspártico, prolina, fenilalanina, valina e arginina.

22. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (c) compreende um ou mais tióis livres selecionados do grupo composto por cisteína, N-acetil-L-cisteína, N-acetil-cisteamina, glutationa reduzida, ditiotreitol e caseína.

23. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (c) compreende adicionalmente um agente redutor.

24. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação da etapa (c) compreende adicionalmente um ou mais sais redutores de pH apresentando um pKa de menos de cerca de 6,0.

25. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de que a referida solução de reidratação compreende uma temperatura de entre cerca de 1°C e cerca de 18 °C.

26. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de frituras do referido alimento reidratado em óleo quente.

27. MÉTODO de acordo com a Reivindicação 15 caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de processamento térmico do referido alimento reidratado numa temperatura de alimento de entre cerca de 120 °C e cerca de 205 °C.