ES2249711T3 - Procedimiento para la obtencion de productos basados en jugo de patata conforme a la tecnica alimentaria. - Google Patents
Procedimiento para la obtencion de productos basados en jugo de patata conforme a la tecnica alimentaria.Info
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Abstract
Procedimiento para la obtención de productos basados en jugo de patata conforme a la técnica alimentaria, caracterizado por los siguientes pasos: Preparación de un jugo de patata exprimido, eliminación de los residuos fibrosos o de almidón por filtración a través de microfiltros, preferentemente ultrafiltración del filtrado, electrodiálisis del micro- y ultrafiltrado y dado el caso secado del electrodializado añadiendo vehículos con contenido en silicato.
Description
Procedimiento para la obtención de productos
basados en jugo de patata conforme a la técnica alimentaria.
La invención se refiere a un procedimiento para
la obtención de productos basados en jugo de patata conforme a la
técnica alimentaria.
El equilibrio ácido/base del organismo humano
tiene la función, como sistema vital, de eliminar permanentemente
del metabolismo el exceso de ácidos generado en el interior de las
células. Mientras que el CO_{2}, generado en una cantidad diaria
de aproximadamente 13.000 mmoles, es eliminado como ácido volátil a
través de la respiración, se generan cada día adicionalmente 40 a 60
mmoles de protones procedentes de ácidos no volátiles. En un
organismo sano, estos ácidos (pero también el CO_{2}) se regulan
mediante diferentes sistemas de tampón para mantener el pH en el
espacio extracelular y en la sangre lo más constante posible.
Desviaciones respiratorias y/o metabólicas de los intervalos de pH
fisiológicos (acidosis o alcalosis) constituyen estados de riesgo
para la vida y, por lo tanto, se han de tratar de forma
correspondiente dentro del marco de la medicina aguda.
En cambio, la "acidosis latente del tejido
conjuntivo", una hiperacidificación relativa del intersticio y/o
una sobrecarga de las capacidades tamponadoras básicas del tejido
conjuntivo causada por ácidos metabólicos generados de forma
endógena y/o exógena, se considera menos amenazante para la vida
pero "causa ambiental" de numerosas enfermedades. Con las
acidosis latentes del tejido conjuntivo se asocian enfermedades del
tracto gastrointestinal, enfermedades hepáticas y pancreáticas,
enfermedades cardiocirculatorias, asma bronquial, diabetes
mellitus, migraña, osteoporosis, enfermedades reumáticas, alopecia,
enfermedades inmunológicas tales como cáncer, insuficiencia renal,
dermatosis, trastornos neurológicos, vómito del embarazo,
trastornos circulatorios, así como un rendimiento limitado en el
deporte y en trabajos rudos.
Solanum tuberosum (patata, papa) se
importó originalmente de Sudamérica a Europa, y entretanto se cuenta
aquí entre los alimentos básicos más importantes. El tubérculo de la
patata se aprecia sobre todo por su contenido en almidón fácilmente
digerible, por su patrón de aminoácidos de alta calidad y por el
contenido en vitaminas naturales. Menos conocido es el contenido en
electrolitos (iones potasio, magnesio y calcio), los cuales están
presentes en el tubérculo de la patata sobre todo en forma de sales
orgánicas. Por su elevado contenido en electrolitos "básicos o
formadores de bases", la patata se cuenta entre los alimentos
básicos formadores de bases. Los alimentos formadores de bases
sirven, por una parte, para reducir la producción endógena de ácidos
no volátiles y, por otra, para neutralizar los ácidos metabólicos
generados y, con ello, producir su eliminación renal.
Sin embargo, durante el procedimiento de
elaboración de jugo de patata (exprimido) a partir de patatas se
han de observar y controlar varios procesos perturbadores: Así, las
fenoloxidasas son capaces de oxidar compuestos fenólicos presentes
en el jugo de patata, tales como antocianidinas, flavonas y
flavonoles, a polímeros pardos grisáceos y, por tanto, de producir
una decoloración enzimática perturbadora del producto.
Además, la actividad de los ingredientes de la
patata importantes desde el punto de vista bromatológico disminuye
en parte considerablemente durante el almacenamiento: Así, también
el contenido de vitamina C en las patatas depende mucho del momento
de su cosecha y de las condiciones de almacenamiento; por ejemplo,
una patata que se hierve en marzo sin piel después de un periodo de
almacenamiento de seis meses tan sólo presenta 2 a 3 mg de vitamina
C por 100 g, lo que equivale a no más de aproximadamente una décima
parte del valor original en fresco.
El objetivo de la presente invención era, por lo
tanto, proporcionar un procedimiento que se pudiera aplicar en la
técnica alimentaria para la obtención de productos basados en jugo
de patata y con el que se obtuviera un producto con un alto
contenido en electrolitos básicos o formadores de bases, siendo el
producto estable y presentando también, además de un alto contenido
en electrolitos, una elevada proporción de compuestos de carbono
orgánicos disueltos.
La presente invención se refiere, por lo tanto, a
un procedimiento para la obtención de productos basados en jugo de
patata conforme a la técnica alimentaria, caracterizado por los
siguientes pasos:
- Preparación de un jugo de patata exprimido
- eliminación de los residuos fibrosos o de
almidón por filtración a través de microfiltros
- preferentemente ultrafiltración del
filtrado
- electrodiálisis del micro- y ultrafiltrado
y
- dado el caso secado del electrodializado
añadiendo vehículos con contenido en silicato.
Con la combinación de pasos de procedimiento en
el procedimiento de acuerdo con la invención sorprendentemente se
pudo separar de forma eficaz la proporción electrolítica del jugo de
patata fresco de los componentes principales del tubérculo de la
patata, a saber, de carbohidratos y almidón (aproximadamente 86% de
la sustancia seca), así como de proteínas y aminoácidos libres
(aproximadamente 12 a 13% de la sustancia seca). Para ello se
prepara primero el jugo de patata exprimido (o jugo de patata
fresco). La manera en la que se prepara este jugo no es crítica; el
experto dispone para ello de numerosos procedimientos aptos también
para la industria. También se conocen procedimientos apropiados para
la escala de laboratorio. Por ejemplo, las patatas lavadas y peladas
se pueden triturar mecánicamente y exprimir en un exprimidor
comercial. Los sólidos producidos en la preparación del jugo,
especialmente el almidón de patata como cantidad principal, se
separan en general primero mediante una simple sedimentación
(normalmente bajo refrigeración, por ejemplo a 4ºC). El jugo de
patata exprimido generado se purifica primero de acuerdo con la
invención mediante una microfiltración conocida en sí para eliminar
los residuos finos dado el caso todavía presentes, tales como
residuos fibrosos o de almidón.
A continuación resulta especialmente adecuado en
el procedimiento de acuerdo con la invención prever una
ultrafiltración, puesto que con ella se pueden evitar en la
electrodiálisis siguiente los problemas causados por la obstrucción
de las membranas, es decir, los denominados "fenómenos de
bioincrustación". Con la ayuda de la ultrafiltración se pueden
separar componentes de alto peso molecular ya antes de la
electrodiálisis.
En el presente procedimiento, la microfiltración
prevista de acuerdo con la invención y la ultrafiltración preferida
preceden al paso de electrodiálisis.
Al contrario que en la micro- o ultrafiltración,
en la que las sustancias disueltas se separan exclusivamente en
función de su tamaño de partícula e independientemente de sus
propiedades químicas y electroquímicas, en la electrodiálisis se
lleva a cabo una separación de las sustancias en función de su
carga. La electrodiálisis es un procedimiento de membranas en el que
se ven afectados todos los componentes ionógenos por la acción del
campo eléctrico. Éstos se pueden separar, pues, específicamente en
función de su carga. Los diferentes iones se pueden separar en
cationes y aniones mediante membranas de intercambio iónico
selectivas, actuando como fuerza motriz una diferencia de potencial
eléctrico. A consecuencia del potencial eléctrico aplicado, los
iones disueltos migran a través de las membranas hacia el electrodo
correspondiente, de manera que a un lado de la membrana queda una
solución diluida, el denominado diluido, y al otro lado se
enriquecen los iones en el denominado concentrado.
Preferentemente se usa una pila de membranas en
la que las membranas individuales están separadas mediante
espaciadores y los espacios así generados se mantienen separados
entre sí y de la cámara de electrodos con la ayuda de marcos de
obturación. Mediante el uso alternante de membranas de intercambio
catiónico y aniónico se produce un enriquecimiento de los iones en
la denominada circulación del concentrado y una disminución
correspondiente de vehículos de carga en la denominada circulación
del diluido.
El documento JP 53-115660 A se
refiere a un procedimiento para el tratamiento de un jugo que
presenta proteínas, sales inorgánicas e ingredientes similares, en
el que el jugo se hace pasar a través de un separador de paso
inverso y un microfiltro. Se obtiene una fracción de jugo
enriquecida en proteínas que está desenriquecida en sales
inorgánicas. En este caso no se menciona que este procedimiento se
pueda usar para la preparación de jugo de patata o de productos
basados en jugo de patata ni que se efectúe una electrodiálisis del
jugo obtenido. Tampoco se menciona en este documento una
ultrafiltración o un secado del electrodializado añadiendo vehículos
con contenido en silicato.
El desenriquecimiento de sales inorgánicas de
acuerdo con el documento JP 53-115660 A representa
incluso exactamente lo contrario del efecto que se logra con el
procedimiento de acuerdo con la invención, en el que los pasos de
procedimiento tecnológicos se conectan en serie de tal manera que
los electrolitos (básicos o formadores de bases) (que también
incluyen sales inorgánicas) se enriquezcan a partir de las patatas.
De este modo, aquel procedimiento no sólo se diferencia claramente
del procedimiento de acuerdo con la invención en cuanto a la
tecnología, sino que el efecto logrado con el procedimiento es
justamente el contrario del efecto de acuerdo con la invención.
El documento JP 58-051880 A se
refiere a un procedimiento para la preparación de zumos de fruta, en
el que el zumo se hace pasar a través de una membrana de
ultrafiltración. No se describe, sin embargo, que este procedimiento
se pueda aplicar al jugo de patata. No se menciona la filtración a
través de microfiltros ni una electrodiálisis siguiente del
microfiltrado, así como tampoco el secado del electrodializado
mediante la adición de vehículos con contenido en silicato.
El objetivo del procedimiento de acuerdo con el
documento JP-58-051880 A consiste
en fraccionar los jugos (especialmente los zumos de fruta) por
ultrafiltración de tal manera que se minimice así la sedimentación
de sustancias en suspensión y se obtengan de este modo concentrados
de zumo de fruta fácilmente solubles. Por lo tanto, tampoco este
procedimiento tiene el objetivo de obtener electrolitos básicos y
formadores de bases a partir de patatas (que precisamente no se
cuentan entre las frutas que se pueden usar según la definición del
procedimiento allí descrito).
El documento DE 19755426 A describe un
procedimiento para la obtención de ácidos orgánicos presentes en la
naturaleza a partir de extracto de ruibarbo filtrado. No se propone
el uso de jugo de patata.
Finalmente, el documento JP
03-239701 A se refiere a un procedimiento para la
preparación de almidón de patata, en el que se desproteiniza un
material de partida de patata ("ground potato milk") mediante
intercambiadores aniónicos con grupos amino terciarios o amonio
cuaternarios. Por el contrario, el procedimiento de acuerdo con la
presente invención no constituye un procedimiento para la
preparación de almidón de patata sino un procedimiento para la
preparación de productos basados en jugo de patata en los que debe
mantenerse precisamente la proporción de proteínas, que según este
documento se ha de eliminar, para poder realizar los objetivos de la
fisiología de nutrición con los productos basados en jugo de patata
de acuerdo con la invención. Esta solicitud japonesa, pues, toma
claramente una dirección totalmente distinta, puesto que de acuerdo
con el presente procedimiento se separa, además de las proteínas,
sobre todo la fracción de almidón para enriquecer de forma óptima el
contenido en electrolitos básicos y oligoelementos, mientras que el
procedimiento dado a conocer en este documento únicamente sirve para
la obtención de concentrados líquidos de almidón de patata como base
alimentaria para aromatizar y conferir consistencia a los
alimentos.
Después, el electrodializado obtenido de acuerdo
con la invención se puede elaborar, si se desea, inmediatamente como
jugo de patata conforme a la técnica alimentaria para dar los
productos alimenticios correspondientes o bien se puede procesar
adicionalmente o almacenar, dado el caso, en forma de producto
intermedio. Para fines de almacenamiento se recomienda, sin embargo,
secar el jugo. Para evitar la generación de una masa amorfa durante
este proceso de secado, preferentemente se añaden durante el secado
vehículos, que obviamente deben ser apropiados para la técnica
alimentaria, es decir, que no originen en los alimentos propiedades
no deseadas. Han resultado especialmente útiles los vehículos con
contenido en silicato, especialmente los silicatos altamente
dispersos que contienen dióxido de silicio. Por silicatos altamente
dispersos se entienden vehículos con contenido en silicato con una
superficie grande (por ejemplo, con una superficie superior a 50
m^{2}/g, superior a 100 m^{2}/g o superior a 150 m^{2}/g),
como, por ejemplo, Aerosil 200 (superficie de 200 m^{2}/g) o
Aerosil 380 (superficie de 380 m^{2}/g).
De acuerdo con una forma de realización
preferida, se añaden estabilizadores al jugo de patata exprimido. Es
conveniente añadirlos después o durante el exprimido. Ha resultado
especialmente útil el uso de limones o de zumo de limón (exprimido)
o productos basados en zumo de limón, puesto que éstos, como
antioxidantes naturales, son capaces de inhibir actividades
enzimáticas no deseadas en el jugo de patata, especialmente las
causadas por oxidasas. En el marco del procedimiento de acuerdo con
la invención también se obtienen muy buenos resultados con ácido
ascórbico, zumo de grosellas negras, extracto de flor de saúco, zumo
de espino amarillo, limones enteros o pimientos rojos enteros. Entre
los antioxidantes, especialmente los naturales, que se pueden usar
como estabilizador se prefieren especialmente, como se mencionó,
sobre todo el zumo de limón o productos basados en zumo de limón,
pero la optimización del estabilizador en el caso individual
también depende de la variedad de patata concreta y/o de la forma
de crecimiento y de almacenamiento.
El jugo de patata exprimido se prepara
preferentemente a partir de patatas que presentan una relación entre
los componentes formadores de bases y los formadores de ácidos de al
menos 1,5, preferentemente superior a 3,5. Cualquier experto puede
hallar esta relación mediante una simple analítica del material de
partida. De acuerdo con la invención se prefieren especialmente los
jugos de patata exprimidos de las variedades Desiree y Ackersegen.
Otras variedades preferidas son Bintje, Desiree, Ostara y Planta. No
obstante, también son adecuadas para el procedimiento de acuerdo con
la invención otras patatas rojas (carnosas), blancas o harinosas. En
general, sin embargo, los productos de partida deben analizarse y
seleccionarse previamente, también por lotes, sobre todo en función
de sus contenidos en electrolitos (básicos), debiéndose considerar
la relación antes mencionada entre los componentes formadores de
bases y los formadores de ácidos. Esta relación se caracteriza con
frecuencia mediante la relación de calcio/fósforo, aunque es más
exacta la determinación de un cociente de las concentraciones
molares de los componentes formadores de ácidos dividas por la suma
de las concentraciones molares de los componentes formadores de
bases. Entre los componentes formadores de ácidos se cuentan
sulfato, fosfato, cloruro, nitrato, malato, lactato, tartrato,
citrato, isocitrato y L-ascorbato. Entre los
componentes formadores de bases se cuentan, entre otros, potasio,
magnesio, calcio, sodio, amonio, hierro, cinc, manganeso, cobre,
selenio, níquel y cromo.
Como se mencionó, se pueden evitar eventuales
problemas (bioincrustaciones, obstrucción de las membra-
nas, ...) en la electrodiálisis previendo un paso de ultrafiltración. Preferentemente se usa un ultrafiltro con un límite de exclusión inferior a 100.000 Da, preferentemente inferior a 10.000 Da, en especial de aproximadamente 1.000 Da, trabajándose en general a sobrepresión, preferentemente entre 1,1 y 10 bar, en especial a aproximadamente 2 bar.
nas, ...) en la electrodiálisis previendo un paso de ultrafiltración. Preferentemente se usa un ultrafiltro con un límite de exclusión inferior a 100.000 Da, preferentemente inferior a 10.000 Da, en especial de aproximadamente 1.000 Da, trabajándose en general a sobrepresión, preferentemente entre 1,1 y 10 bar, en especial a aproximadamente 2 bar.
En la electrodiálisis ha resultado especialmente
útil de acuerdo con la invención el uso de membranas de baja
difusión, por medio del cual se pueden evitar en su mayoría (también
sin ultrafiltración) la obstrucción y el hinchamiento de la membrana
de electrodiálisis, así como también eventuales procesos de
bioincrustación.
Como se mencionó, el jugo de patata exprimido
obtenido de acuerdo con la invención se puede seguir elaborando
inmediatamente conforme a la técnica alimentaria. Sin embargo, en el
caso de grandes cantidades (industriales), no siempre se desea un
almacenamiento o un transporte en estado líquido, de manera que
preferentemente se añade un proceso de secado al proceso de acuerdo
con la invención. Puesto que, cuando se seca de forma convencional,
el jugo de patata se convierte tan sólo en una masa amorfa que es
difícil de manejar a escala industrial, preferentemente se añade de
acuerdo con la invención durante el proceso de secado dióxido de
silicio altamente disperso.
Preferentemente se añaden al producto basado en
jugo de patata obtenido y, dado el caso, secado uno o varios agentes
adicionales, preferentemente al menos un zumo de verdura o de fruta
adicional, uno o varios estabilizadores, en especial antioxidantes
naturales, uno o varios saborizantes o colorantes, en especial
naturales, uno o varios espesantes, agentes de reconstitución o
electrolíticos o combinaciones de estos agentes. Asimismo se pueden
añadir al producto basado en jugo de patata secado, solos o en
combinación, vitaminas, minerales, oligoelementos o sustancias
vegetales secundarias de cualquier calidad y cantidad. Los agentes
de reconstitución sirven para restablecer rápida y completamente el
estado líquido; los agentes electrolíticos proporcionan electrolitos
adicionales al jugo de patata en polvo que se ha de
reconstituir.
El secado se efectúa preferentemente mediante un
secado por pulverización o de tambor. Una ventaja de la adición de
preparados de dióxido de silicio reside también en que se pueden
usar instalaciones de secado convencionales utilizables en la
industria.
De acuerdo con otro aspecto, la presente
invención se refiere también a un producto basado en jugo de patata
que se puede obtener según el procedimiento de acuerdo con la
invención.
Dependiendo de la concentración del jugo y/o del
contenido en el material de partida, el producto basado en jugo de
patata de acuerdo con la invención contiene preferentemente 1.000
mg/l o más de componentes orgánicos, preferentemente 2.000 mg/l o
más, en especial 4.000 mg/l o más, determinados preferentemente en
forma de carbono orgánico no vaporizable.
Un producto basado en jugo de patata de acuerdo
con la invención especialmente preferido se caracteriza porque
presenta una relación entre los componentes formadores de bases y
los formadores de ácidos de al menos 2,5, preferentemente mayor que
4, en especial mayor que 6.
La presente invención se refiere también al uso
de los productos basados en jugo de patata de acuerdo con la
invención con electrolitos básicos o formadores de bases para (la
preparación de un agente para) la regulación del equilibrio
ácido/base en el organismo humano o animal. El agente se puede
administrar en una dosis adecuada para normalizar el equilibrio
ácido/base en el ser humano o en el animal.
La invención se explica con más detalle mediante
los siguientes ejemplos y figuras del dibujo, a los cuales
naturalmente no debe estar limitada. Muestran:
La Fig. 1 un resumen de un procedimiento
preferido de acuerdo con la invención,
la Fig. 2 el principio de funcionamiento de la
electrodiálisis, en la que AEM designa la membrana de intercambio
aniónico y CEM la membrana de intercambio catiónico, y
la Fig. 3 a la Fig. 5 la conductividad en función
del tiempo en el diluido y el concentrado de la electrodiálisis en
los ejemplos 1 a 3.
Partiendo de la estrategia convencional de usar
antioxidantes autorizados para la estabilización del jugo de patata
exprimido, se analizó si la adición de material vegetal
seleccionado (fruta, verdura) es adecuada para la inhibición de la
actividad de la fenoloxidasa. La selección de estos aditivos se
lleva a cabo según criterios sanitarios, ecológicos, tecnológicos y
económicos.
En caso de poder adquirirse, se usó fruta/verdura
procedente de cultivos biológicos controlados; si no estaban
disponibles las calidades cbc, se recurrió en parte a jugos
vegetales comerciales normalizados (cbc).
- AGATA
- austríacas nuevas de agricultura biológica, cosecha 2001, rojas
- FRIESLANDER
- austríacas nuevas de agricultura biológica, cosecha 2001, blancas
- BINTJE
- de agricultura biológica austríaca, cosecha 2000, blancas
- \bullet Galato de octilo E311
- \bullet Ácido ascórbico E300
- \bullet Gaseado con CO_{2}
- \bullet Jugo de brécol exprimido
- \bullet Extracto de flor de saúco (producto comercial normalizado)
- \bullet Jugo de berza exprimido
- \bullet Jugo de pimiento verde exprimido
- \bullet Pimiento rojo entero
- \bullet Zumo de espino amarillo (producto comercial normalizado)
- \bullet Zumo de grosellas negras (producto comercial, normalizado)
- \bullet Limón entero
- \bullet Zumo de limón
- Pelapatatas de acero noble
- Centrífuga exprimidora ELIN
- Probetas de vidrio convencionales, Parafilm
- Tabla de la gama de colores normalizada
- Cámara digital Canon, lámpara halógena
A partir de las patatas peladas y lavadas se
obtuvo un jugo de patata usando la centrífuga exprimidora y haciendo
pasar rápidamente el material de muestra. Inmediatamente después el
jugo se transfirió a los recipientes de ensayo y se añadió el
aditivo estabilizador correspondiente en diferentes
concentraciones.
Las patatas peladas, lavadas y troceadas
(partidas en dos o en cuartos) se mezclaron lo más homogéneamente
posible con el aditivo correspondiente (trocitos de verdura de
aproximadamente 1 cm^{3}). Los aditivos líquidos se dosificaron
uniformemente durante el exprimido en la centrífuga. Bajo un rápido
paso se obtuvieron las mezclas de jugo de patata + aditivo. Las
muestras se transfirieron inmediatamente a probetas.
- \bullet
- Las mezclas de jugo de patata + aditivo se disponen en probetas de vidrio cerradas de igual tamaño y calidad.
- \bullet
- Los valores cromáticos de las mezclas de jugo de patata + aditivo, así como las muestras de referencia (sin aditivo), se documentaron por comparación con tablas de colores bajo luz de laboratorio, así como mediante una cámara digital bajo luz de una lámpara halógena.
- \bullet
- Registro de los valores cromáticos: Por primera vez inmediatamente después de la preparación de la muestra, después a intervalos diarios.
- \bullet
- Periodo de observación: 1 semana.
Los valores cromáticos registrados al comienzo
del ensayo se compararon con los valores observados al cabo de una
semana.
| +++ ningún o muy ligero cambio de color | - inhibición no significativa de la coloración |
| ++ coloración moderada | - - coloración fuerte |
| + inhibición aún significativa de la coloración | - - - coloración muy fuerte (marrón oscuro) |
Los resultados de los ensayos de estabilización
se representan en la siguiente Tabla 1.
Puesto que se ha de partir de la base de que las
diferentes especies de patata (harinosas, carnosas, etc.) y las
peculiaridades regionales específicas influyen considerablemente en
el patrón de distribución de los ingredientes, se analizaron
diferentes variedades cultivadas en Austria respecto a los
electrolitos obtenibles potasio, magnesio, calcio, sodio, hierro,
cinc, manganeso, cobre, selenio, níquel, cromo, amonio, los aniones
inorgánicos sulfato, fosfato, cloruro y nitrato, así como los
aniones orgánicos ascorbato, malato, lactato, tartrato, citrato e
isocitrato.
| Código | Solanum tuberosum | Procedencia | Cosecha | Tipo |
| L1 | Ostara | Lungau | 2000 | blancas |
| L2 | Desiree | Lungau | 2000 | blancas |
| S3 | Planta | Stainz | 2000 | blancas |
| S4 | Desiree | Stainz | 2000 | blancas |
| B5 | Bintje | Gratkorn | 2000 | blancas |
| 01 | Ostara | Lungau | 2001 | blancas |
| D1 | Desiree | Lungau | 2001 | blancas |
| A1 | Ackersegen | Lungau | 2001 | harinosa |
Todo el material de muestra usado cumplía al
menos los criterios especificados para las patatas de consumo según
la ley BGBl. nº 76/1994, última actualización por la ley BGBl. nº
240/1997, ordenanza del ministro federal de agricultura y
explotación forestal sobre las categorías de calidad para patatas de
consumo, es decir, exteriormente frescas y visualmente sanas,
blancas o harinosas. Según el artículo 3 de esta ordenanza, las
patatas usadas en este caso estaban:
- 1.
- enteras,
- 2.
- sanas, en especial exentas de podredumbre húmeda, parda y seca, de roña superficial superior al 25% de la superficie del tubérculo, de roña profunda superior al 10% de la superficie del tubérculo, de lesiones causadas por calor o heladas, clorosis férrica, corazón hueco o negro, intensa formación de injertos, fuerte aspecto vítreo, muchas manchas amargas y muchas manchas negras,
- 3.
- limpias, es decir, prácticamente exentas de tierra o arena,
- 4.
- duras, es decir, sin traqueoverticiliosis ni arrugadas,
- 5.
- exentas de humedad exterior anómala,
- 6.
- exentas de olor o sabor extraño,
- 7.
- exentas de grandes heridas, oquedades o graves magulladuras,
- 8.
- exentas de tubérculos claramente verdeados y
- 9.
- exentas de tubérculos deformados (crecimiento bifurcado, formación de ojos, etc.).
Asimismo, los paquetes estaban exentos de
componentes extraños, tales como tierra, arena o gérmenes sueltos,
y esencialmente de piel firme.
Las patatas usadas presentaban asimismo las
siguientes características de calidad (categoría I):
Las patatas eran típicas de su variedad. No
obstante, se admitían los siguientes defectos:
- a)
- Ligera coloración verde en, como máximo, 1/8 de la superficie del tubérculo;
- b)
- lesiones superficiales leves que se pueden eliminar mediante el pelado normal;
- c)
- lesiones o manchas negras que no penetren a más de 5 mm y cuya eliminación no requiera más del 10% del peso del tubérculo y
- d)
- gérmenes con una longitud máxima de 3 mm.
La división de las patatas de consumo según su
comportamiento de cocción se realizó de la siguiente manera:
- 1.
- Patatas rojas (carnosas):
- Agata*), Ditta, Evita, Exquisa, Julia, Linzer Delikatess, Naglemer Kipfler, Nicola, Novita, Punika, Sieglinde, Sigma, Sonja
- 2.
- Patatas blancas:
- Accent, Adora*), Berber*), Bettina, Bintje, Bionta, Celeste*), Christa*), Cinja, Desiree, Erstling*'), Frieslander*), Gina*), Goldsegen, Impala*), Isola, Jaerla*), Jetta, Linzer Gelbe, Minerva*), Ostara*), Planta, Platina, Quarta, Romina, Rosella, Rubinia*), Salenta, Sirtema*), Timate, Ukama*).
- 3.
- Patatas harinosas:
- Ackersegen, Agria, Ares, Asterix, Aula, Cosima, Donald, Erntestolz, Fambo, Hermes, Mondial, Remarka, Russet Burbank, Satuma, Signal, Solara, Treff, VanGogh, Welsa.
*) Patatas que maduran muy
pronto.
Para la selección de las variedades se realizó
una analítica detallada de los ingredientes determinantes de la
calidad del producto de acuerdo con la invención.
Las patatas lavadas y peladas se trituraron
mecánicamente y se exprimieron en un exprimidor comercial. La mayor
parte del almidón de patata se separó mediante una sedimentación de
varias horas a +4ºC. El jugo de patata exprimido, pobre en almidón,
así obtenido se analizó de la siguiente manera:
- Los cationes (potasio, magnesio, calcio, sodio,
hierro, cinc, manganeso, cobre, selenio, níquel y cromo) se
cuantificaron después de una digestión ácida con ácido sulfúrico
mediante ICP-MS (espectrometría de masas con plasma
de acoplamiento inducido).
- El amonio se detectó fotométricamente mediante
el reactivo de Nessler tras una filtración.
- Los iones inorgánicos (sulfato, fosfato,
cloruro y nitrato) se determinaron tras una filtración mediante una
IC (cromatografía iónica) y la detección de la conductividad.
- Los aniones orgánicos (malato, lactato,
tartrato, citrato e isocitrato) se determinaron igualmente tras una
filtración mediante una IC (cromatografía iónica) y la detección de
la conductividad.
- El ascorbato se determinó fotométricamente
antes y después de una oxidación enzimática con la ascorbato
oxidasa.
- Como parámetro suma para componentes orgánicos
se determinó el DOC (carbono orgánico disuelto) en forma de NPOC
(carbono orgánico no vaporizable).
Partiendo del procedimiento de caracterización de
las propiedades formadoras de ácido o de base de los alimentos
mediante la relación calcio/fósforo, que se encuentra con frecuencia
en la bibliografía, esta variante de cálculo se amplió a los
valores acumulativos de la analítica:
Para la valoración, se relacionaron las
concentraciones molares de los aniones formadores de ácidos con las
de los cationes formadores de bases. El cociente así obtenido se usó
como criterio decisivo para la selección de las variedades.
Q = \frac{\sum \text{de las
concentraciones molares de los componentes formadores de
ácidos}}{\sum \text{de las concentraciones molares de los
componentes formadores de
bases}}
A los valores < 1 se les asigna la propiedad
fisiológica de "formador de ácidos" y a los valores > 1, la
de "formador de bases". Cuanto más elevado sea el valor, tanto
más formadora de bases es la muestra.
Los primeros estudios se realizaron en primavera
de 2001 con las variedades de patata Ostara y Desiree procedentes de
Lungau, Planta y Desiree procedentes de Stainz y Bintje procedente
de Gratkorn, cosecha 2000, es decir, después de un periodo de
almacenamiento de aproximadamente 6 meses. Los resultados de estos
estudios se representan en forma de tablas en la página siguiente
(Tabla 2a, b y c).
Asimismo se estudiaron, también inmediatamente
después de la cosecha de 2001, las variedades Ostara, Desiree y
Ackersegen, cosechadas en Lungau.
Los resultados muestran claramente que, aunque la
concentración absoluta de los iones aumenta durante el
almacenamiento debido a la pérdida de agua, la relación entre la
suma de los iones formadores de ácidos y los formadores de bases,
que determina la calidad del producto que se ha de elaborar, no se
ve afectada significativamente.
En vista del material de patata presente, la
variedad seleccionada para los ensayos posteriores fue la variedad
Desiree. En cuanto al cociente determinante de la calidad, las
variedades Desiree y Ackersegen resultaron equivalentes, pero se
prefirió la variedad Desiree debido a factores técnicos de cultivo y
cosecha.
En principio, entraban en consideración dos
procedimientos de obtención alternativos de acuerdo con el estado de
la técnica para el aislamiento de los electrolitos básicos en forma
lo más pura posible.
Por una parte, se ponderó una única separación de
los componentes no deseados en función del parámetro de separación
del tamaño usando diversos procedimientos de filtración (micro-,
ultra- y nanofiltración). Sin embargo, puesto que la matriz,
extremadamente compleja, de un jugo de patata exprimido presenta
muchos componentes, también de bajo peso molecular, como, por
ejemplo, carbohidratos en diferentes grados de polimerización
(monómeros, dímeros, oligómeros), aminoácidos libres, péptidos de
bajo peso molecular y ácidos grasos, finalmente resultó ventajosa
una combinación de dos procedimientos de separación diferentes: Un
procedimiento de filtración (ultrafiltración), que aprovecha el
parámetro de separación del tamaño, seguido de una electrodiálisis,
que, en primer lugar, aprovecha la carga de los electrolitos que se
han de aislar pero también permite, a través de la elección de las
membranas, una cierta selección en función de la relación entre la
carga y el tamaño (véase la Fig. 1).
En virtud de los resultados de los análisis
realizados para la selección de las variedades, se eligió la
variedad Desiree para los ensayos piloto:
\vskip1.000000\baselineskip
Patatas de consumo de Lungau
Productor nº 22
Variedad Desiree
Fecha de empaquetado 28.09.01
Almacén de patatas A-5580
Tamsweg
\vskip1.000000\baselineskip
Las patatas lavadas y peladas se trituraron
mecánicamente y se exprimieron en un exprimidor comercial. La mayor
parte del almidón de patata se separó mediante una sedimentación de
varias horas a +4ºC. El jugo de patata exprimido, pobre en almidón,
así obtenido se filtró en un filtro de cartucho con un tamaño de
poro de 1 \mum (microfiltración) para eliminar eventuales
residuos fibrosos y de almidón y se usó para los ensayos de
ultrafiltración y/o de electro-
diálisis.
diálisis.
Puesto que los primeros ensayos de
electrodiálisis, descritos detalladamente en el siguiente capítulo,
pueden presentar problemas por obstrucción de las membranas, los
denominados "fenómenos de bioincrustación", se dispuso
previamente, según un procedimiento de electrodiálisis mejorado, una
ultrafiltración del jugo de patata exprimido pobre en almidón para
separar los componentes de alto peso molecular con una eficacia aún
mayor.
Para un ensayo preliminar que debía mostrar si a
causa de este paso de procedimiento se pierden iones determinantes
de la calidad, se usó una célula agitadora de la empresa Amicon que
presentaba una membrana de polisulfona con un límite de exclusión de
1.000 Da y funcionaba a una presión de trabajo de 2 bar. Puesto que
los resultados mostraron claramente que no se pierde ningún
electrolito determinante de la calidad, se realizó un ensayo piloto
con un módulo de placas, dotado igualmente de las membranas de
polisulfona antes mencionadas con un límite de exclusión de 1.000
Da, a una presión de trabajo de 2 bar y bajo lavado periódico.
\newpage
Las membranas técnicas que se usan en los
procedimientos conocidos de micro- y ultrafiltración separan las
sustancias disueltas exclusivamente en función de su tamaño de
partícula, independientemente de sus propiedades químicas y
electroquímicas.
Por el contrario, la electrodiálisis es un
procedimiento de membranas en el que actúa un campo eléctrico. Este
campo actúa sobre todos los componentes ionógenos y se puede usar
para la separación de sustancias.
También en este caso sirven como elementos
separadores membranas que, sin embargo, no usan para la selección el
parámetro de separación del tamaño sino la carga de las moléculas.
Los diferentes iones se separan en cationes y aniones mediante
membranas selectivas de intercambio iónico, actuando como fuerza
motriz un gradiente de potencial eléctrico. Como consecuencia del
potencial eléctrico aplicado, los iones disueltos migran a través
de las membranas hacia el electrodo correspondiente, de manera que a
un lado de la membrana queda una solución diluida, el denominado
diluido, y al otro lado se enriquecen los iones en el denominado
concentrado.
El principio de funcionamiento de este
procedimiento está representado breve y esquemáticamente en la Fig.
2 por la electrodiálisis de una solución de cloruro sódico.
La realización técnica de este procedimiento usa
pilas de membranas en las que las membranas individuales están
separadas mediante espaciadores y los espacios así generados se
mantienen separados entre sí y de la cámara de electrodos con la
ayuda de marcos de obturación. Mediante el uso alternante de
membranas de intercambio catiónico y aniónico se produce un
enriquecimiento de los iones en la denominada circulación del
concentrado y una disminución correspondiente de vehículos de carga
en la denominada circulación del diluido.
Los ensayos piloto se realizaron usando una
célula de electrólisis de membranas, tipo de pila 36 con una
superficie de membrana efectiva/membrana de 36 cm^{2}, 10 pares
de células, en total una superficie de membrana efectiva de 0,0756
m^{2}.
En la primera fase de los ensayos piloto (ensayos
1 y 2) se debía analizar qué membranas presentan unas propiedades de
separación adecuadas para alcanzar el objetivo planteado. En primer
lugar se estudiaron 2 tipos de membrana diferentes: Por una parte,
las membranas convencionales normales y, por otra, un tipo de
membrana que dificulta tanto la difusión inespecífica de partículas
no cargadas como la migración de electrolitos de mayor peso
molecular (como, por ejemplo, aniones orgánicos, aminoácidos libres,
...), la denominada "membrana de baja difusión" (Low
Diffusion-Membrane).
\vskip1.000000\baselineskip
| Material de muestra | Jugo de patata exprimido de la variedad Desiree, elaborado como se describió |
| en el punto 3.2.1: | |
| \blacklozenge Sedimentación | |
| \blacklozenge Microfiltración con un tamaño de poro de 1 \mum | |
| Célula de electrólisis | \blacklozenge Tipo de pila 36 |
| \blacklozenge Superficie de membrana efectiva/membrana 36 cm^{2} | |
| Membranas | \blacklozenge Membranas convencionales |
| \blacklozenge 10 pares de células | |
| \blacklozenge en total una superficie de membrana efectiva de 0,0756 cm^{2} | |
(Continuación)
| Soluciones al comienzo del ensayo | Volumen | Caudal | |
| Lado del diluido | Jugo de patata exprimido | 3 l | 70 l/h |
| Lado del concentrado | Agua del grifo | 3 l | 70 l/h |
| Lavado de electrodos | Na_{2}SO_{4} 8,3 mS/cm | 2 l | 300 l/h |
| Condiciones de ensayo | \blacklozenge Tensión de servicio constante de 21 V | ||
| \blacklozenge Inversión de polaridad durante 30 segundos cada 30 minutos | |||
| Toma de muestras | \blacklozenge Cada 30 minutos | ||
Para la documentación de la migración de iones
durante el ensayo se registraron, por una parte, los datos de
medición representativos, tales como la intensidad de corriente (I,
[A]) y las conductividades tanto en el diluido como en el
concentrado (C, [mS/cm]), y, por otra, el valor de pH. Como
ilustración se han representado gráficamente en el dibujo adjunto
las conductividades del diluido y del concentrado a lo largo de todo
el ensayo.
Por otra parte se tomaron muestras en función del
tiempo (6 muestras a intervalos de 30 minutos) y se estudiaron en
este ensayo preliminar respecto al DOC (medido en forma de NPOC),
que se ha de interpretar como parámetro suma para los componentes
orgánicos como se describió anteriormente (resultados: Tabla 3).
\vskip1.000000\baselineskip
| Agua del | Ensayo 1 | Ensayo 1 | Ensayo 1 | Ensayo 1 | Ensayo 1 | Ensayo 1 | Material de | |
| grifo, | 30 min | 60 min | 90 min | 120 min | 150 min | 180 min | muestra | |
| mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | |
| DOC | 1,1 | 245 | 576 | 792 | 850 | 1530 | 1450 | 9490 |
En este tipo de membrana (membrana convencional)
resultó llamativo el hecho de que las membranas de intercambio
aniónico estaban masivamente obstruidas y se habían hinchado con la
formación de estrías. El sedimento sólo se pudo eliminar
parcialmente con los procesos de limpieza normales.
\vskip1.000000\baselineskip
| Material de muestra | Jugo de patata exprimido de la variedad Desiree, elaborado como se describió |
| en el punto 3.2.1: | |
| \blacklozenge Sedimentación | |
| \blacklozenge Microfiltración con un tamaño de poro de 1 \mum | |
| Célula de electrólisis | \blacklozenge Tipo de pila 36 |
| \blacklozenge Superficie de membrana efectiva/membrana 36 cm^{2} | |
(Continuación)
| Membranas | \blacklozenge Membranas convencionales | ||
| \blacklozenge 10 pares de células | |||
| \blacklozenge en total una superficie de membrana efectiva de 0,0756 cm^{2} | |||
| Soluciones al comienzo del ensayo | Volumen | Caudal | |
| Lado del diluido | Jugo de patata exprimido | 3 l | 70 l/h |
| Lado del concentrado | Agua del grifo | 3 l | 70 l/h |
| Lavado de electrodos | Na_{2}SO_{4} 8,3 mS/cm | 2 l | 300 l/h |
| Condiciones de ensayo | \blacklozenge Tensión de servicio constante de 21 V | ||
| \blacklozenge Inversión de polaridad durante 30 segundos cada 30 minutos | |||
| Toma de muestras | \blacklozenge Cada 30 minutos | ||
También en este ensayo se registraron la
intensidad de corriente, las conductividades tanto en el diluido
como en el concentrado y el valor de pH. La representación en la
Fig. 4 de los cambios en las conductividades del diluido y del
concentrado en función del tiempo muestra ya un perfil marcadamente
diferente de la migración de iones en comparación con el primer
ensayo.
También en este ensayo se tomaron muestras en
función del tiempo a intervalos de 30 minutos y se estudiaron
respecto a su composición. Puesto que ya era perceptible en el
transcurso del ensayo que las membranas de baja difusión eran
claramente más adecuadas, se realizó en estas muestras una analítica
detallada tanto de los componentes orgánicos como de los cationes y
aniones inorgánicos (véase la Tabla 4).
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
El proceso de bioincrustación observado en el
primer ensayo, es decir, la obstrucción de las membranas de
intercambio aniónico, se observó en un grado mucho menor cuando se
usaron las membranas de baja difusión. Además, esta obstrucción se
pudo eliminar simplemente con los procedimientos de limpieza
convencionales, y el proceso de hinchamiento, que altera la forma,
no se detectó en absoluto.
- Las membranas de baja difusión usadas en el
segundo ensayo muestran para este problema concreto un mejor
comportamiento de separación, puesto que dificultan
significativamente el transporte de partes orgánicas no deseadas al
concentrado. Cuando se usan las membranas convencionales, el DOC,
como parámetro suma para estas partes, se encuentra en 1.450 mg/l en
el ensayo de 180 minutos de duración, con las membranas de baja
difusión, en cambio, en 351 mg/l en el ensayo de igual duración y en
condiciones por lo demás idénticas. El del jugo de patata exprimido
usado como comparación se encontraba en 9.490 mg/l.
- También respecto al comportamiento de
bioincrustación no deseado se prefieren claramente las membranas de
baja difusión. Por una parte, no se observa ningún tipo de
alteración de la forma debida a procesos de hinchamiento y, por
otra, la obstrucción de las membranas se produce en un grado mucho
menor.
- Si se observa ahora el análisis detallado de
las sustancias ionógenas en el concentrado del segundo ensayo,
destacan los siguientes hechos:
- La migración de los iones inorgánicos
corresponde prácticamente al patrón esperado según la teoría de que
los iones monovalentes migran más rápidamente que los divalentes y
éstos últimos a su vez más rápidamente que los trivalentes. En
comparación con el jugo de patata exprimido usado, el fosfato ha
migrado en un 62% y el sulfato en un 70% en el ensayo de 180 minutos
de duración. Por el contrario, las concentraciones detectadas de
cloruro se encuentran muy por encima de las esperadas y son incluso
mayores que las del jugo de patata exprimido original, a saber, de
un exceso de 3,6 mmol/l. Como se expone en el capítulo siguiente,
que se refiere a los cationes, se detecta asimismo un exceso
significativo de sodio (5,3 mmol/l) en el concentrado. Estos hechos,
que a primera vista parecen contradictorios, se explican, sin
embargo, mediante un intercambio iónico en las membranas usadas. La
capacidad de intercambio iónico de las membranas asciende, según los
datos del fabricante, a 1,5 mmol/g de membranas secas. Suponiendo
que 1 membrana posee un peso seco de aproximadamente 1 g y que en el
diseño experimental se usaron 10 membranas para cationes y otras 10
para aniones, resulta posible una entrada potencial de 15 mmoles de
cada uno de los contraiones sodio y cloruro unidos a la membrana y,
considerando el volumen total del concentrado de 3 l, también en el
orden de magnitud del exceso detectado. Se puede imaginar un
fenómeno de este tipo de separación de los iones unidos a las
superficies de intercambio iónico por parte del fabricante en el
supuesto, totalmente plausible, de que, a lo largo del ensayo, los
sitios de unión fueron ocupados por posibles partes de mayor peso
molecular, que también se pudieron observar visualmente como
sedimento.
- Si se contempla el comportamiento de migración
de los cationes, resulta llamativo, aparte del exceso de sodio ya
comentado, que todos los cationes son inhibidos significativamente
en su difusión a través de la membrana. Por ejemplo, el potasio, que
debido a su monovalencia debería migrar de forma relativamente
completa, se encuentra en el concentrado en tan solo 37%. En el caso
de los cationes polivalentes, en primer lugar de los iones calcio y
magnesio determinantes de la calidad pero también muy claramente en
el caso de los oligoelementos hierro, cobre, manganeso, níquel y
cinc, las relaciones son aún más drásticas. El calcio y el magnesio
detectables proceden en su totalidad del agua del grifo usado al
comienzo del ensayo y reflejan obviamente el hecho de que los
cationes monovalentes migran poco y los polivalentes nada en
absoluto.
- Los fenómenos de este tipo son conocidos en la
electrodiálisis y, en casos especiales, incluso deseados. Por
ejemplo, se usan membranas recubiertas de forma especial como
"membranas de intercambio iónico selectivas" para separar
selectivamente iones monovalentes de los polivalentes. Puesto que en
el presente ensayo la propiedad de separación de las membranas
obviamente se alteró de manera similar mediante la obstrucción con
sustancias acompañantes procedentes del jugo de patata exprimido, se
incluyó en el ensayo siguiente otro paso de filtración adicional
para la purificación previa del jugo, a saber, una ultrafiltración
con un límite de exclusión de 1.000 Da.
Como ya se expuso, los dos primeros ensayos
piloto han demostrado que el jugo de patata exprimido, purificado
hasta ahora previamente mediante una sedimentación y una
microfiltración con un tamaño de poro de 1 \mum, se ha de procesar
aún más para inhibir, en la medida de lo posible, el fenómeno de la
bioincrustación no deseado que altera las propiedades de
separación.
Por este motivo, el material de muestra para el
ensayo piloto de electrodiálisis siguiente se filtró previamente
mediante una ultrafiltración con un límite de exclusión de 1.000
Da.
Se realizó un ensayo preliminar para este paso de
filtración en una célula agitadora como se describió anteriormente,
para determinar si mediante este paso de procedimiento se pierden
iones determinantes de la calidad. Se debía verificar la posibilidad
de una pérdida de, sobre todo, los cationes divalentes magnesio y
calcio por formación de complejos con moléculas con grupos OH
viscerales, como ocurre en los carbohidratos.
Sin embargo, puesto que los resultados mostraron
claramente que no se pierde ningún tipo de electrolito determinante
de la calidad (como se puede apreciar en la tabla de resultados del
tercer ensayo piloto (Tabla 5)), se filtró la cantidad necesaria
para un paso de electrodiálisis posterior en un módulo de placas,
dotado igualmente de las membranas de polisulfona antes mencionadas
con un límite de exclusión de 1.000 Da.
También en este procedimiento de membranas se
detectaron los fenómenos de bioincrustación ya observados en la
electrodiálisis. Se requirió un lavado periódico durante la
filtración.
El tercer ensayo piloto de la
electrodiálisis se realizó finalmente con el filtrado de la
ultrafiltración en las condiciones marco optimizadas en los dos
primeros ensayos (uso de membranas de baja difusión, inversión
periódica de la polaridad) de la siguiente manera:
| Material demuestra | Jugo de patata exprimido de la Variedad Desiree, elaborado como se describió | ||
| en el punto 3.2.1 y 3.2.2: | |||
| \blacklozenge Sedimentación | |||
| \blacklozenge Microfiltración con un tamaño de poro de 1 \mum | |||
| \blacklozenge Ultrafiltración con un límite de exclusión de 1 Da | |||
| Célula de electrólisis | \blacklozenge Tipo de pila 36 | ||
| \blacklozenge Superficie de membrana efectiva/membrana 36 cm^{2} | |||
| Membranas | \blacklozenge Membranas de baja difusión | ||
| \blacklozenge 10 pares de células | |||
| \blacklozenge en total una superficie de membrana efectiva de 0,0756 cm^{2} | |||
| Soluciones al comienzo del ensayo | Volumen | Caudal | |
| Lado del diluido | Jugo de patata exprimido | 2 l | 75 l/h |
| Lado del concentrado | Agua del grifo | 2 l | 75 l/h |
| Lavado de electrodos | Na_{2}SO_{4} 8,3 mS/cm | 2 l | 200 l/h |
| Condiciones de ensayo | \blacklozenge Tensión de servicio constante de 21 V | ||
| \blacklozenge Inversión de polaridad durante 30 segundos cada 30 minutos | |||
| Duración del ensayo | \blacklozenge 180 minutos | ||
Al igual que en los ensayos anteriores, también
aquí se registraron la intensidad de corriente y las conductividades
tanto en el diluido como en el concentrado, y éstas últimas se
representaron gráficamente (Fig. 5).
Resulta llamativo en este ensayo el curso
sigmoidal de la curva en comparación con los otros dos ensayos, que
proporcionaron más bien un curso hiperbólico. Este fenómeno se puede
explicar por el agua de distinta calidad y conductividad usada al
comienzo del ensayo en el lado del concentrado. En los ensayos 1 y 2
se dializó contra agua del grifo, que contiene la composición iónica
conocida según el análisis y a causa de la cual ya existe una
conductividad en el tiempo 0. Por el contrario, el último ensayo se
inició con agua DI (agua desionizada), que al comienzo del ensayo no
presenta conductividad alguna y produce el retraso en el comienzo de
la electrodiálisis que se observa en el gráfico.
Por una parte, el concentrado de este ensayo
piloto se analizó respecto a la composición iónica y, por otra, se
concentró mediante evaporación rotativa superficial. En las
condiciones de ensayo de las instalaciones de laboratorio (40ºC y un
vacío de hasta 30 mbar) se obtuvieron 9,96 g de producto amorfo a
partir de 360 ml de concentrado.
Cabe señalar que este procedimiento de secado
concreto, elegido para la escala de laboratorio, naturalmente no es
adecuado para la aplicación a escala industrial. En este caso
evidentemente se ha de pilotar y optimizar un procedimiento como,
por ejemplo, el secado por pulverización o de tambor.
Si se observan ahora los resultados analíticos
del ensayo piloto 3, que ha incluido, antes de la electrodiálisis,
una purificación previa adicional por ultrafiltración del jugo de
patata exprimido, destacan los siguientes hechos:
- Los problemas surgidos en el segundo ensayo por
obstrucción de las membranas de intercambio iónico se pudieron
resolver prácticamente por completo mediante una purificación previa
del jugo por ultrafiltración con un límite de exclusión de 1.000 Da.
Evidentemente, mediante este paso de procedimiento se eliminaron
eficazmente de la matriz de la muestra aquellas partes de alto peso
molecular que en los dos primeros ensayos condujeron a los fenómenos
de bioincrustación problemáticos y, en consecuencia, a las
alteraciones de las propiedades de separación de las membranas, que
repercutieron masivamente en la migración de los cationes.
- Al contrario que en el segundo ensayo piloto,
tampoco se observa ya, gracias a la ultrafiltración del jugo, el
problema del intercambio iónico ni la separación, condicionada por
éste, de los contraiones cloruro y sodio de las membranas por
componentes de la matriz de la muestra. En este ensayo la migración
de los aniones inorgánicos corresponde más bien a lo esperado. Por
ejemplo, el sulfato ha migrado en un 74%, el fosfato en un 79% y el
cloruro en un 93%. También los aniones orgánicos migran en función
de su carga y tamaño; el malato, el más pequeño de los aniones
estudiados, en un 91%, el citrato y el isocitrato, en un 62 y 72%
respectivamente, y el ascorbato, en un 42%.
- La migración mejorada de los iones naturalmente
también ha repercutido en los componentes orgánicos de la matriz de
la muestra, incluidos en el parámetro suma del DOC. Así, el DOC se
encuentra esta vez en 4.000 mg/l en el concentrado y, por lo tanto,
es claramente mayor que en el segundo ensayo piloto. Sin embargo,
cabe señalar que este valor incluye también los aniones orgánicos
cuantificados en detalle. Entre los componentes no incluidos
cualitativa y cuantitativamente, que se encuentran también en el
concentrado y que contribuyen a este parámetro suma, se encuentran
presumiblemente en primer lugar el aspartato y el glutamato.
- Si se contempla el comportamiento de migración
de los cationes, se puede apreciar claramente que el paso de
procedimiento adicional de ultrafiltración ha resuelto los problemas
causados por el comportamiento de bioincrustación en el segundo
ensayo. Los cationes determinantes de la calidad del producto que se
ha de elaborar migran muy satisfactoriamente gracias a la
combinación de pasos de procedimiento finalmente usada. Incluso los
cationes divalentes magnesio y calcio migran en un 85%, o incluso en
su totalidad. El potasio migra en un 87%, el sodio en un 84% y los
iones menos dominantes en cantidad, tales como hierro, cinc y
manganeso, migran entre el 70 y el 84%.
- Esta mejora, extremadamente satisfactoria, del
rendimiento de la electrodiálisis se refleja también en los
cocientes, definidos ya al principio, entre la suma de los
electrolitos formadores de bases y los formadores de ácidos. Si se
compara, por ejemplo, el cociente entre el segundo y tercer ensayo,
se registra mediante esta innovación un incremento de 2,10 a 4,98,
es decir, un incremento del 237%. Cabe señalar que los
cocientes antes mencionados se refieren a los aniones inorgánicos
puesto que en el ensayo 2 no se analizaron en detalle los aniones
orgánicos.
- Si se compara el cociente que también considera
los aniones orgánicos analizados, el producto final muestra un valor
de 3,52 en comparación con el jugo de patata no procesado, que, en
el caso de la variedad usada Desiree, presenta un valor de 1,55.
Así, pues, se registra un aumento del 227%.
Claims (12)
1. Procedimiento para la obtención de productos
basados en jugo de patata conforme a la técnica alimentaria,
caracterizado por los siguientes pasos:
- Preparación de un jugo de patata exprimido,
- eliminación de los residuos fibrosos o de
almidón por filtración a través de microfiltros,
- preferentemente ultrafiltración del
filtrado,
- electrodiálisis del micro- y ultrafiltrado
y
- dado el caso secado del electrodializado
añadiendo vehículos con contenido en silicato.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque al jugo de patata exprimido se le añaden
estabilizadores, preferentemente antioxidantes naturales,
concretamente zumo de limón o productos basados en zumo de
limón.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el jugo de patata exprimido se prepara a
partir de patatas que presentan una relación entre los componentes
formadores de bases y los formadores de ácidos de al menos 1,5,
preferentemente superior a 3,5, concretamente jugo de patata
exprimido procedente de las variedades Desiree y Ackersegen.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la
ultrafiltración se realiza con un ultrafiltro con un límite de
exclusión inferior a 100.000 Da, preferentemente inferior a 10.000
Da, en especial de aproximadamente 1.000 Da.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la
electrodiálisis se realiza usando una pila de membranas, en especial
una pila de membranas de baja difusión.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el secado se
realiza bajo la adición de dióxido de silicio altamente
disperso.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque al producto
basado en jugo de patata obtenido y, dado el caso, secado se le
añaden agentes adicionales, preferentemente al menos un zumo de
verdura o de fruta adicional, uno o varios estabilizadores, en
especial antioxidantes naturales, uno o varios saborizantes o
colorantes, en especial naturales, uno o varios espesantes, agentes
de reconstitución o electrolíticos, o combinaciones de estos
agentes, así como vitaminas, minerales, oligoelementos, sustancias
vegetales secundarias o combinaciones de estos agentes.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el secado se
lleva a cabo mediante secado por pulverización o de tambor.
9. Producto basado en jugo de patata que se pueda
obtener según una de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Producto basado en jugo de patata según la
reivindicación 9, caracterizado porque contiene 1.000 mg/l o
más, preferentemente 2.000 mg/l o más, en especial 4.000 mg/l o más,
de componentes orgánicos, determinados como carbono orgánico no
vaporizable.
11. Producto basado en jugo de patata según la
reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque presenta una
relación entre los componentes formadores de bases y los formadores
de ácidos de al menos 2,5, preferentemente superior a 4, en especial
superior a 6.
12. Uso de un producto basado en el jugo de
patata según una de las reivindicaciones 9 a 11 para la preparación
de un agente para la regulación del equilibrio ácido/base.
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