ES2213870T3 - Procedimiento para la preparacion de concentrados de frutas y verduras. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de concentrados de frutas y verduras.Info
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Abstract
Procedimiento para la preparación de concentrados de frutas y verduras con un enriquecimiento en flavonoides y/o antocianidas y contenido reducido en azúcares y ácidos, mediante el empleo de una ultrafiltración, caracterizado porque, para la preparación de un producto primario un jugo de frutas y verduras o un concentrado correspondiente que contenga flavonoides y/o antocianidas, que se diluye con agua en una relación de 1:2 a 1:9, se trata enzimáticamente con una mezcla de pectinasas y celulasas, hemicelulasas y/o proteasas durante un periodo de tiempo de una hora y de 40º a 55º C, filtrándose las sustancias que provocan turbidez formadas una vez sediementadas, y porque el producto primario obtenido se somete al menos a una ultrafiltración para la consecución del concentrado de frutas o verduras, en la que los límites de
Description
Procedimiento para la preparación de concentrados
de frutas y verduras.
La invención se refiere a un procedimiento para
la preparación de concentrados de frutas y verduras de acuerdo con
el preámbulo de la reivindicación 1.
Los jugos de frutas y verduras o sus concentrados
contienen una multitud de constituyentes diferentes, que actúan
sobre la salud primordialmente de forma positiva. A este respecto
son de especial interés los polifenoles, entre los que se encuentran
las antocianidas y los flavonoides y se han descrito sus efectos
antioxidantes entre otros. Por otro lado frecuentemente en los jugos
de frutas y verduras se encuentra una muy alta concentración en
azúcares y ácidos, los cuales pueden repercutir de forma negativa
sobre la salud, como por ejemplo en caries, diabetes y
similares.
El documento
DE-A-32 29 345 describe la
preparación de un concentrado de jugo de remolacha roja con una
composición mejorada de constituyentes, esto es, una mayor
concentración de sustancias colorantes (betalaínas) de jugo de
remolacha roja con una reducción al mismo tiempo del contenido de
azúcares, nitratos y sustancias olorosas, para obtener un producto
con consistencia superior entre otros. El jugo que se prevé someter
a ultrafiltración se obtiene mediante exprimido o mediante
extracción de bulbos blanqueados y triturados. Para la disminución
de la viscosidad del jugo se prevé un tratamiento del material
triturado con pectinasas. Como tratamiento enzimático se prevé un
tratamiento con pectinasas durante una hora a 30ºC. A continuación
el jugo se pasteuriza para la desnaturalización de las enzimas que
destruyen el color durante 3 minutos a 65ºC o se calienta durante un
periodo breve. Después de esto se separan por filtración los
materiales no disueltos y se lleva a cabo una ultrafiltración. Aquí
el jugo de remolacha roja se ultrafiltra en módulos de
ultrafiltración disponibles comercialmente con membranas con límites
de separación nominales entre un peso molares de 1000 y 6000 y a
temperaturas de entre 1º y 25ºC a presiones entre 1 y 20 bares,
preferiblemente entre 4 y 10 bares. Este procedimiento no lleva a un
aumento de la concentración de flavonoides y/o antocianidas con
reducción al mismo tiempo de azúcares y ácidos.
El documento WO 91 06 226 A describe un
procedimiento para la preparación de un concentrado de frutas o
verduras en el que el producto desaromatizado tratado de la
centrifugación se filtra con un filtro usual, con lo que se
concentra el filtrado. En relación con este procedimiento se debe
emplear un filtro usual, el cual es mucho más económico, como el
equipo de ultrafiltración empleado hasta este momento. Este
procedimiento no opera con la ultrafiltración.
El documento bibliográfico de GÖKMEN, V. y col.;
"Improved Ultrafiltration for Color Reduction and Stabilization of
Appel Juice" ("Ultrafiltración mejorada para la reducción del
color y estabilización de jugo de manzana"), JOURNAL OF FOOD
SCIENCE, 1998, tomo 63, nº 3, páginas 504 - 507 trata de la
disminución del color y estabilización con ultrafiltración
perfeccionada de jugo de manzana. La meta de este perfeccionamiento
es el separar de forma selectiva mediante un procedimiento de
ultrafiltración los polifenoles, los cuales son responsables de un
enturbiamiento y empardecimiento durante el almacenamiento del jugo
de manzana y concentrados claros, mediante el empleo de membranas de
polietersulfona y polivinilpirrolidona. Los resultados contenidos en
este documento se comparan con los que se han obtenido con las
membranas de ultrafiltración comercialmente disponibles de acetato
de celulosa regenerado. También se investiga en este documento las
consecuencias de un tratamiento de Laccase en cuanto a la separación
de polifenoles y coloreamiento del jugo de manzana. Se demuestra que
las membranas individuales fueron totalmente efectivas en la
reducción de la cantidad de polifenoles. Se podría conseguir
igualmente una eliminación notable de la coloración deseada del jugo
de manzana con el empleo de esta membrana. Los productos obtenidos
fueron estables en cuanto a la coloración y claridad a 50ºC hasta
seis semanas.
Es por tanto objetivo de la invención el
conseguir un procedimiento que haga posible la preparación de
concentrados de frutas y verduras con un enriquecimiento en
flavonoides y/o antocianidas, que posean una composición de
constituyentes mejorada frente a los jugos o concentrados de frutas
y verduras naturales, es decir, un aumento de la concentración de
polifenoles al mismo tiempo que una reducción de azúcares y
ácidos.
Este objetivo se consigue mediante las
características de la reivindicación 1.
Con esto se proporciona un procedimiento según la
invención que permite un enriquecimiento mediante ultrafiltración de
constituyentes de alto peso molecular, con un peso molecular >
500, o bien de constituyentes polifenólicos, que incluyen las
sustancias colorantes de antucianos, al mismo tiempo que la
disminución de constituyentes de bajo peso molecular, con un peso
molecular < 200, o del contenido de azúcar total y de ácidos en
los jugos de frutas o verduras.
Según lo anterior el procedimiento de acuerdo con
la invención consiste en que para la preparación de un producto
primario, un jugo de frutas o verduras o un concentrado respectivo
que contenga flavonoides y/o antocianidas, que se diluye con agua en
una proporción de 1:2 a 1:9, se trata enzimáticamente con una mezcla
de pectinasas y celulasas, hemicelulasas y/o proteasas durante un
periodo de una hora de 40ºC a 55ºC, filtrándose las sustancias que
provocan turbidez formadas una vez que sedimentadas, y el producto
primario obtenido se somete al menos a una ultrafiltración para la
obtención del concentrado de jugo de frutas o verduras, en donde los
límites de separación del filtro se encuentran entre 2.000 y 20.000
Dalton.
Para llevar a cabo el procedimiento se diluye con
agua el jugo o un concentrado correspondiente de frutas o verduras
para la preparación de un producto primario. Para disminuir la
viscosidad del concentrado diluido se lleva a cabo un tratamiento
enzimático. Para esto se emplean preparados pectolíticos altamente
concentrados líquidos, que presentan preferiblemente pectinasas y
celulasas, hemicelulasas y/o proteasas, en donde las pectinasas
desarrollan la actividad principal y las enzimas restantes
desarrollan actividades secundarias útiles. Los preparados
pectolíticos de este tipo se pueden obtener comercialmente para el
procesamiento de jugos de frutas. El tratamiento enzimático se lleva
a cabo bajo calentamiento. Tras la finalización del tratamiento se
enfría el concentrado diluido hasta temperatura ambiente, y a
continuación se deja que las sustancias que provocan turbidez
sedimenten. Las sustancias que provocan turbidez se separan mediante
una filtración convencional, por ejemplo filtración en bolsa,
filtración con cartucho o nanofiltración. El producto primario
filtrado se pasteuriza a continuación. Luego, de acuerdo con la
invención se lleva a cabo con el producto primario una
ultrafiltración, mediante la que los polifenoles se enriquecen en el
rechazo, mientras que los azúcares y los ácidos se separan con el
filtrado.
La ultrafiltración consiste en un procedimiento
por membranas que opera a presión, en el que el caudal debería ser
lo más alto posible. En esto se emplean de acuerdo con la invención
membranas de ultrafiltración poliméricas asimétricas. Son adecuadas,
por ejemplo, las membranas de polisulfona, las membranas de
polietersulfona y sus variantes hidrófilas, las membranas de
poliaramidas y sus variantes hidrófilas. Con las membranas empleadas
de acuerdo con la invención quedan rechazos los polifenoles de mayor
peso molecular y pueden pasar la membrana los compuestos de menor
peso molecular, tal como los azúcares y los ácidos.
Para que durante el proceso los polifenoles no
sufran oxidación, la ultrafiltración tiene lugar a una temperatura
poco por encima de la temperatura ambiente. Con la consecución de la
concentración de polifenoles deseada en el rechazo finaliza la
ultrafiltración, representado el rechazo da lugar el producto final
de la invención.
El procedimiento de acuerdo con la invención se
lleva a cabo según una forma de realización preferida tal como
sigue:
- 1.
- Preparación del producto primario a partir de concentrados de frutas o verduras, por ejemplo con un 30 a un 40% de contenido en agua.
- -
- dilución del concentrado con agua en una relación de 1:2 a 1:9, preferiblemente en una relación de 1:4.
- -
- Preparación de soluciones acuosas de enzimas a partir de preparados enzimáticos comercialmente disponibles, que contienen pectinasas y celulasas, hemicelulasas y/o proteasas.
- -
- Tratamiento enzimático del concentrado diluido con la solución de enzima durante una hora a 40º - 55ºC, en donde la concentración de enzima alcanza desde el doble al triple de la dosificación recomendada por el fabricante.
- -
- Enfriamiento del producto hasta 20ºC.
- -
- Sedimentación de las sustancias que provocan turbidez durante un periodo de 10 a 20 horas.
- -
- Separación de las sustancias que provocan turbidez mediante filtración con un filtro tradicional, cuyo límite de separación es de 0,2 a 3 \mum.
- -
- Pasteurización del producto primario con un tiempo de retención de entre 15 - 20 segundos a 97ºC.
- 2.
- Ultrafiltración del producto primario para el enriquecimiento de los polifenoles y disminución de los azúcares y ácidos usando una membrana de ultrafiltración asimétrica, donde las membranas apropiadas presentan un flujo de agua (celdas tubulares, 3 bares, 20ºC) de 20 - 300 l/m^{2}h, y se consigue un rechazo (celdas tubulares, 3 bares, 20ºC) para la sustancia de prueba PVP K30 de al menos un 94%. Para la ultrafiltración a escala de producción se emplean módulos de placas o elementos en espiral. Las membranas presentan un límite de separación de entre 2.000 - 20.000 Dalton. La diferencia de presión llega hasta 10 - 20 bares. El caudal alcanza de 1,4 a 1,6 veces el caudal mínimo dado por el fabricante. La temperatura de proceso es de 20 - 30ºC.
- -
- Disposición de un 10 a un 30% del producto primario en un recipiente de trabajo y comienzo de la ultrafiltración, introduciéndose el 70 -90% restante del producto primario de forma continua al tanque de trabajo conforme al flujo de filtrado. El flujo de filtrado alcanza en la fase inicial de 10 - 15 l/m^{2} h y disminuye durante el proceso hasta los 4 - 6 l/m^{2} h.
- -
- Dado el caso nueva ultrafiltración del rechazo.
- -
- Finalización de la ultrafiltración con la consecución de una concentración en polifenol de un 7 a un 15%.
- -
- Pasteurización del rechazo o del producto final con un tiempo de retención de entre 15 - 60 segundos a 97ºC.
Los concentrados de jugo de frutas y verduras
preparados según el procedimiento de acuerdo con la invención se
caracterizan por una concentración de antucianos de un 2,5 a un 5%,
es decir, presentan un enriquecimiento en un factor de 2 - 5. La
proporción de mono y disacáridos se encuentra en < 5%, lo cual
constituye una disminución en un factor de 5 - 20. El contenido en
agua alcanza de un 50 a un 70%, lo que ha aumentado frente al
producto de partida en un factor de 1,3 a 2,3. Además dieron lugar a
un aumento del contenido en polifenol en un factor de 1,5 - 3,0.
Los jugos de frutas y verduras preparados de
acuerdo con la invención son por tanto adecuados, en virtud de su
composición mejorada, por ejemplo, para ser empleados como aditivos
de alimentos de alto valor en el campo de "health food/ functional
food" ("alimentos saludables / alimentos funcionales").
Otras realizaciones ventajosas se señalan en las
reivindicaciones.
A continuación se aclara adicionalmente la
invención a partir de los ejemplos.
Se emplea como producto de partida un concentrado
de frutas (por ejemplo, a partir de bayas aronia o bayas de Johannis
negras) con 65 Brix, un contenido en agua (K.F.) de un 30 a un 40%,
un contenido en sustancias colorantes (antucianos) de un 0,8 a un
1,0%, un contenido en polifenol de 50 - 55 g/l.
El concentrado de jugo de frutas se diluye a 1:4
con agua y a continuación se trata enzimáticamente con un producto
enzimático (actividad principal: pectinasas / actividad secundaria:
celulasas, hemicelulasas) así como con otro producto enzimático
(actividad principal: pectinasas, actividad secundaria: proteasas),
siendo la composición del concentrado de jugo de frutas mezclado con
enzimas como sigue:
| Concentrado de jugo de frutas | 20,00% |
| Agua | 79,92% |
| Mezcla de enzimas | 0,08% |
Se preparan para el tratamiento diluciones
acuosas del preparado enzimático al 10%. El concentrado se agita en
agua y se calienta hasta 40ºC. Luego se añaden lentamente las
soluciones de enzimas y se agita la mezcla durante 1 hora a 40ºC y a
continuación se enfría hasta 20ºC.
Para la sedimentación de las sustancias que
provocan turbidez se deja reposar durante la noche el producto
primario. Al día siguiente tiene lugar una filtración en bolsa
(tamaño de poro: 0,5 my) para la separación de las sustancias que
provocan turbidez.
El producto primario claro se pasteuriza a
continuación, ascendiendo el tiempo de retención a 15 segundos a
97ºC.
Se emplea una membrana de polietersulfona
asimétrica en una configuración de elementos en espiral de 6,1'' x
38''. Se emplean dos tubos de presión de 6,2'' conectados en
paralelo cada uno con tres espirales conectadas en serie. La
disposición es vertical. La superficie de membrana por elemento
alcanza los 14,4 m^{2}, de modo que se consigue una superficie de
membrana total de 86,4 m^{2}. Los parámetros del proceso son los
siguientes:
| Presión: | 11 bar |
| Temperatura: | < 25^{o}C |
| Caudal: | 20 m^{3}/h |
| Introducción de alimentación: | continua |
| (capacidad de la bomba de membrana doble: 1 m^{3}/h) | |
| Flujo de filtrado | Fase inicial: 1,0 m^{3}/h |
| Fase final: 0,3 m^{3}/h |
El producto primario obtenido de acuerdo con el
punto 1 se somete a ultrafiltración, la cual se finaliza con la
consecución de una concentración en antucianos de un 3 a un 4%. A
continuación se pasteuriza el rechazo con un tiempo de retención de
45 segundos a 97ºC. El producto pasteurizado representa el producto
final.
| Concentración de antucianos: | 3 - 4% |
| Azúcares: | < 5% |
| Contenido en agua: | 60 - 65% |
| Contenido en polifenoles: | 9 - 10% |
Claims (12)
1. Procedimiento para la preparación de
concentrados de frutas y verduras con un enriquecimiento en
flavonoides y/o antocianidas y contenido reducido en azúcares y
ácidos, mediante el empleo de una ultrafiltración,
caracterizado porque,
para la preparación de un producto primario un
jugo de frutas y verduras o un concentrado correspondiente que
contenga flavonoides y/o antocianidas, que se diluye con agua en una
relación de 1:2 a 1:9, se trata enzimáticamente con una mezcla de
pectinasas y celulasas, hemicelulasas y/o proteasas durante un
periodo de tiempo de una hora y de 40º a 55ºC, filtrándose las
sustancias que provocan turbidez formadas una vez sediementadas, y
porque el producto primario obtenido se somete al menos a una
ultrafiltración para la consecución del concentrado de frutas o
verduras, en la que los límites de separación del filtro se
encuentran entre 2.000 y 20.000 Dalton.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1,
caracterizado porque,
tras el tratamiento con enzimas el producto
primario se enfría hasta temperatura ambiente.
3. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 y 2,
caracterizado porque,
la filtración de las sustancias que provocan
turbidez se lleva a cabo con un filtro usual, cuyo límite de
separación se encuentra en 0,2 - 3 \mum.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque,
el producto final, es decir el concentrado de
frutas o verduras, y dado el caso, el producto primario se
pasteurizan.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque,
para la ultrafiltración se emplea una membrana de
ultrafiltración polimérica asimétrica.
6. Procedimiento de acuerdo la reivindicación
5
caracterizado porque,
como membrana de ultrafiltración polimérica
asimétrica se emplean membranas de polisulfona, membranas de
polietersulfona y sus variantes hidrófilas, membranas de poliaramida
y sus variantes hidrófilas.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque,
el procedimiento de membrana para la
ultrafiltración opera a presión.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque,
la temperatura de proceso de la ultrafiltración
se encuentra entre 20 y 30ºC.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque,
la ultrafiltración se lleva a cabo varias
veces.
10. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque,
la finalización de la ultrafiltración tiene lugar
con la consecución de una concentración en polifenol de un 7 -
15%.
11. Concentrado de frutas o verduras,
caracterizado porque,
el concentrado de frutas o verduras presenta un
contenido en polifenol de 70 a 150 g/l, una concentración de
antucianos de un 2,5 - 5%, una proporción de mono y disacáridos <
5% y un contenido en agua de un 50 - 70%.
12. Uso como aditivo de alimentos de los
concentrados de frutas y verduras con un enriquecimiento de
flavonoides y/o antocianidas y reducción del contenido en azúcares y
ácidos, que se preparan de modo que para la preparación de un
producto primario un jugo de frutas y verduras o un concentrado
correspondiente que contenga flavonoides y/o antocianidas, que se
diluye con agua en una relación de 1:2 a 1:9, se trata
enzimáticamente con una mezcla de pectinasas y celulasas,
hemicelulasas y/o proteasas durante un periodo de tiempo de una hora
y de 40º a 55ºC, filtrándose las sustancias que provocan turbidez
formadas una vez sedimentadas, y porque el producto primario
obtenido se somete al menos a una ultrafiltración para la
consecución del concentrado de frutas o verduras, en la que los
límites de separación del filtro se encuentran entre 2.000 y 20.000
Dalton.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98122956A EP1005795B1 (de) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Verfahren zur Herstellung von Frucht- und Gemüsesaftkonzentraten |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2213870T3 true ES2213870T3 (es) | 2004-09-01 |
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ID=8233084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98122956T Expired - Lifetime ES2213870T3 (es) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Procedimiento para la preparacion de concentrados de frutas y verduras. |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP1005795B1 (es) |
| AT (1) | ATE260569T1 (es) |
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| ES (1) | ES2213870T3 (es) |
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