ES2271432T3 - Suero en polvo con sabor mejorado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción de polvo de suero o polvo de permeato de suero que contiene al menos un 60% en peso de a-lactosa, por las etapas de (i) ajuste del pH del suero y del permeato de suero, respectivamente, a un valor de aproximadamente 9 (ii) opcionalmente, desmineralización parcial del producto obtenido en la etapa (i), y (iii) secado del producto de la etapa (ii) antes de que tenga lugar la cristalización
Description
Suero en polvo con sabor mejorado.
La presente invención se refiere a suero en
polvo y a polvos de permeato de suero de sabor mejorado en cuanto a
salinidad, sensación al paladar y dulzor, a un procedimiento para su
producción, a la utilización de estos polvos en aplicaciones
alimenticias y a productos, especialmente dulces y chocolate hechos
con la utilización de los citados polvos.
El suero se obtiene como subproducto en la
fabricación de queso o caseína. Se puede utilizar como tal o
después de ultrafiltración como permeato de suero para producir
suero en polvo o polvos de permeato de suero que se utilizan a su
vez en aplicaciones alimenticias El suero contiene normalmente
aproximadamente 11 a 12% en peso de proteínas que se separan por
ultrafiltración. El permeato de suero contiene de 0 a
aproximadamente 3% en peso de proteínas.
El procedimiento convencional para producir
suero en polvo y polvos de permeato de suero a partir del suero y
del permeato de suero consiste en el enfriamiento de las
suspensiones a no menos de 15ºC, preferiblemente 30 a 40ºC para
iniciar la cristalización de lactosa (Véase A. Topel, "Chemie und
Physik der Milch", VEB Fachbuchvertrag, Leipzig 1981, páginas
47-54) y las suspensiones obtenidas se secan
subsiguientemente por pulverización, para dar suero en polvo y
polvos de permeato de suero respectivamente.
El polvo de suero y el polvo de permeato de
suero se utilizan como un ingrediente barato en aplicaciones
alimenticias. Se utilizan como sustitutos de ingredientes más
caros. Sin embargo el suero en polvo y los polvos de permeato de
suero producidos por los procedimientos convencionales antes
descritos presentan varios atributos sensoriales negativos.Tienen
sabor salado, metálico o amargo y producen sensación pulverulenta y
seca al paladar cuando se emplean en cantidades significativas en
ciertas aplicaciones alimenticias especialmente chocolate. Además
su dulzor es
bajo.
bajo.
El objeto de la presente invención es
proporcionar un suero en polvo y polvos de permeato de suero con
sabor mejorado.
La presente invención proporciona suero en polvo
y polvos de permeato de suero mejorados que contienen al menos 60,
preferiblemente al menos 70 y lo más preferiblemente al menos 80% en
peso de \beta-lactosa
La presente invención proporciona además suero
en polvo y polvos de permeato de suero que contienen al menos 60%
en peso de \beta-lactosa que se pueden obtener por
las etapas de:
- (i)
- ajuste del pH del suero y del permeato de suero, respectivamente a un valor de aproximadamente 9
- (ii)
- opcionalmente, desmineralización parcial del producto obtenido en la etapa (i), y
- (iii)
- secado del producto de la etapa (ii) antes de que tenga lugar la cristalización
La invención se refiere además al
correspondiente procedimiento para producir este suero en polvo y
polvos de permeato de suero y a la utilización de tales polvos como
un sustituto de reemplazamiento del suero en polvo y polvo de
permeato de suero convencionales, sacarosa o cualquier otro hidrato
de carbono en productos de confitería y chocolate.
La invención se refiere, por último, a
productos, especialmente productos alimenticios, productos de
confitería y chocolate que han sido confeccionados utilizando el
suero en polvo y polvos de permeatos de suero mejorados.
En el procedimiento convencional para la
producción de suero en polvo y polvos de pemeato de suero, el suero
y el permeato de suero, respectivamente, se enfrían no menos de 15ºC
para iniciar la cristalización de la lactosa. Las suspensiones se
secan subsiguientemente, para dar suero en polvo y polvos de
permeato de suero respectivamente. Ambos procesos proporcionan
principalmente lactosa en su forma \alpha, polvo de suero que
contiene aproximadamente un 70% en peso de
\alpha-lactosa y polvo de permeato de suero que
contiene aproximadamente 80% en peso de
\alpha-lactosa. En contraste con esto, la
manufactura de suero o permeato de suero según la presente
invención proporciona un polvo mejorado en cuanto a sabor y que
contiene al menos 60% en peso de \beta-lactosa.
El sabor seco, harinoso, de los polvos convencionales que tienen
\alpha-lactosa se reduce en los polvos de la
presente invención que contienen \beta-lactosa y
los polvos según la invención tienen un dulzor incrementado y mejor
solubilidad.
La conversión de la lactosa, principalmente a su
\beta-isómero, se consigue por secado sin
cristalización precedente. El suero en polvo y los polvos de
permeato de suero que contienen al menos un 60% en peso de
\beta-lactosa se pueden preparar por secado de
pulverización sin cristalización precedente. Un procedimiento
preferido para secado del suero y permeato de suero respectivamente
es el efectuado por secado con rodillo o tecnología similar. El
suero en polvo y el polvo de permeato de suero que contienen más del
80% en peso de \beta-lactosa se pueden preparar
con esta técnica de secado. La técnica de secado con rodillo está
descrita, por ejemplo, en la Patente estadounidense 1.954.602 y
Patente británica 1.036.368.
La Patente estadounidense 4088791 describe la
obtención de suero en polvo neutralizado mediante un procedimiento
similar.
En la técnica, se sabe que la
\alpha-lactosa se puede transformar en
\beta-lactosa, por ejemplo por cristalización de
solución en metanol (Patente
US-A-3.511.226) por adición de
pequeñas cantidades de agua a \alpha-lactosa y
extrusión (Patente US-A-4.083.733 y
Patente JP 62115300) o por tratamiento de la
\alpha-lactosa a una temperatura por encima de
120ºC, bajo presión y en presencia de alcoholes (Patente
US-A-4.799.966), sin embargo, en la
técnica no se conoce la producción de suero en polvo y polvos de
permeato de suero con un contenido de al menos 60% en peso de
\beta-
lactosa.
lactosa.
Una mejora significativa del sabor se consigue
por incremento del valor del pH sin separar físicamente los
minerales.
Un procedimiento preferido para preparar el
suero en polvo y polvos de permeato de suero mejorados, el suero
o permeato de suero (obtenidos como sub-producto por
ultrafiltración del suero convencional) se somete a las siguientes
etapas:
- (i)
- ajuste del pH del suero y permeato del suero, respectivamente, a un valor de aproximadamente 9
- (ii)
- opcionalmente, desmineralizción parcial del producto obtenido en la etapa i), y
- (iii)
- secado del producto de la etapa ii) antes de que tenga lugar la cristalización
En contraste con el procedimiento convencional,
no es necesaria una etapa dedicada a cristalización
La secuencia de las etapas i) y ii) se puede
invertir, es decir, el suero y el permeato de suero se puede
primero desmineralizar y ajustar entonces el pH. La etapa ii) es
opcional o el grado de desmineralización puede ser 0.
El ajuste del pH o alcalinización se puede
efectuar por adición de material alcalino, preferiblemente
soluciones acuosas de hidróxido de sodio, hidróxido de potasio,
carbonato de sodio, carbonato de potasio e hidróxido de calcio. El
pH se ajusta a un valor de aproximadamente 9,0. El ajuste del pH
mejora considerablemente la calidad del
sabor.
sabor.
El ajuste de pH del suero y permeato de suero es
un proceso conocido de técnicas anteriores pero para diferentes
propósitos. Se utiliza neutralización/precipitación (a veces en
combinación con un tratamiento térmico y/o tratamiento de fosfato y
separación) para separar ciertas fracciones tales como proteínas y/o
minerales (véase, por ejemplo
US-A-5.639.501 y Patente
US-A-3.864.506). La neutralización
por compuestos de calcio o magnesio está descrita en la Patente
europea EP-A-0.619.075 para mejorar
el secado por pulverización específicamente de suero/permeato de
suero ácidos. El control de neutralización y acidez está descrito en
la Patente US-A-2,232.248 para
mejorar el secado. La Patente
US-A-5.185.174 describe la adición
de CaO y fosfato para producir un polvo no higroscópico. La Patente
GB-A-2.293.825 describe un
procedimiento para la manufactura de suero de caseína ácido donde
el suero líquido concentrado de partida se trata con una base para
elevar el pH de 6,0 a 6,9 y después se concentra por
nanofiltración. El propósito del ajuste del pH no se menciona en
esta Patente. Además, la primera etapa de concentración se hace por
ultrafiltración con lo que se separa la lactosa. La utilización de
permeato de suero no está descrito en esta
patente.
patente.
El suero o permeato de suero con el pH ajustado
se desmineraliza opcionalmente parcialmente entonces. Esto se puede
hacer por electrodiálisis, intercambio de iones o preferiblemente
por nanofiltración o cristalización. Este tratamiento, como se ha
mencionado antes, se puede efectuar en primer lugar, antes de
ajustar el pH del suero o permeato de suero. En las Patentes
US-A-5.639.501,
EP-A-0.408.756,
EP-A-0.536.612 y
JP-A-63087944, por ejemplo, se
describe la desmineralización del suero por diferentes técnicas. La
técnica de nanofiltración, que es la preferida está descrita por
Kelly P.M. y col. en IDF, Número especial 9201 (1992)
130-140 o en van der Horst H.C. y col., IDF
Bulletin 311 (1996) 9-11.
Antes o después del ajuste del pH, se concentra
el suero o el permeato de suero por evaporación hasta un contenido
de sólidos preferiblemente de aproximadamente 70%. Con este
propósito, se calienta el suero o el permeato de suero a una
temperatura en el intervalo de 50ºC a 80ºC y la humedad se separa
parcialmente bajo vacío, por ejemplo en un evaporador de película
descendente multiefecto como describe, por ejemplo, Spellacy J- R-
en "Caseína, suero secado y condensado" Lithotype Process Co,
S. Francisco (1953), página 489 y sig. o en la Patente
estadounidense
6.335.045.
6.335.045.
El suero, concentrado, con el pH ajustado y,
opcionalmente, parcialmente desmineralizado, o polvo de suero se
seca por último (antes de que tenga lugar la cristalización de la
lactosa a \alpha-lactosa) por cualquier técnica
conveniente, preferiblemente por secado por pulverización o incluso
más preferiblemente por secado con rodillo. El secado por
pulverización da lugar a un polvo de suero o polvo de permeato de
suero que contiene al menos 60% en peso de
\beta-lactosa. Por el secado preferido por rodillo
se pueden obtener contenidos más altos, de, por ejemplo más del 80%
en peso de \beta-lactosa. La técnica de secado por
rodillo está descrita, por ejemplo, en la Patente estadounidense
1.954.602 y Patente británica 1.036.368. Una temperatura del
rodillo preferida es, por ejemplo, 140ºC. Un ajuste óptimo de
temperatura es importante para conseguir un rendimiento óptimo
durante el secado que está gobernado por factores tales como
contenido de minerales y grado de oscurecimiento. Sin embargo, se
pueden utilizar temperaturas en el intervalo de 110 a 180ºC. La
temperatura y velocidad del rodillo se pueden ajustar según el
contenido mineral del material de suero.
La combinación del ajuste de pH,
desmineralización parcial opcional y secado específico, que da
lactosa en su forma \beta en lugar de su forma \alpha,
proporciona por último un polvo de suero o polvo de permeato de
suero que es superior en cuanto a sabor. Los componentes típicos de
suero de leche de vaca son lactosa, proteínas, minerales y grasa de
leche. Los minerales son responsables del sabor salado, metálico de
los polvos de suero. Su contenido está típicamente en el intervalo
de aproximadamente 7 a 11% en peso. El cloruro de magnesio y de
calcio son los mayores contribuyentes. Ha sido identificado que la
intensidad del sabor global se reduce significativamente si se
hace aumentar el valor del pH. Un reactivo preferido es hidróxido
de sodio, pero el mismo efecto se alcanza también utilizando
hidróxido de potasio o carbonato de sodio o de potasio o hidróxido
de calcio. Se puede conseguir también empleando otros
procedimientos, por ejemplo electrodiálisis, intercambio de iones o
cristalización. La significación de la invención se debe al hecho
de que se alcanza una fuerte reducción del sabor salado aunque los
minerales no se separan físicamente, evitándose así la generación
de indeseadas corrientes secundarias. Se ha demostrado que se reduce
la solubilidad de varias sales responsables de la salinidad. Esto
es aplicable, por ejemplo, al magnesio que está unido como
hidróxido a valores de pH más altos, mientras que está libremente
disponible para las células receptoras de la lengua a valores de pH
más bajos. Un segundo efecto puede estar directamente relacionado
con valores de pH incrementados mientras es reducida la acidez. La
acidez o percepción del sabor ácido no está solamente relacionada
con iones H^{+} libres sino también con ácidos HA que son especies
predominantes en ácidos
débiles.
débiles.
En contraste con un procedimiento convencional
no se contempla realizar etapa de cristalización. El polvo de suero
y el polvo de permeato de suero se pre-cristaliza
convencionalmente antes del secado por pulverización. En el
procedimiento descrito por esta invención, se necesita evitar la
cristalización con el fin de obtener un alto rendimiento en
\beta-lactosa. Para el secado con rodillo, la
cristalización es convencional y en este procedimiento no es
relevante.
relevante.
El suero en polvo o el polvo de permeato de
suero según la presente invención se pueden utilizar para
reemplazar los polvos lácteos convencionales, sacarosa o cualquier
otro hidrato de carbono, en aplicaciones alimenticias para mejorar
las características sensoriales y simultáneamente reducir los
costes de ingredientes. El polvo de suero y el polvo de permeato de
suero de la presente invención son especialmente útiles en la
producción de dulces y
chocolate.
chocolate.
La invención se ilustra a continuación con los
siguientes ejemplos.
Un permeato de suero, obtenido como subproducto
en la producción de queso, fue parcialmente desmineralizado por
nanofiltración, separando los iones minerales según la Tabla dada a
continuación. La solución obtenida se concentró a 60% de contenido
de sólidos por calentamiento a 70ºC y evaporación. Después del
ajuste de pH con NaOH acuoso a un valor del pH de 9, se secó en una
secadora de rodillos a una temperatura de 140ºC (presión del vapor
2,5 bar). El producto obtenido fue un polvo que contenía 85% en peso
de \beta-lactosa. Los resultados sensoriales de
un panel de expertos demostraron claramente que el polvo de permeato
de suero de este ejemplo era superior, en cuanto a dulzor y sabor
salado, al compararlo con el polvo de permeato de suero convencional
que contiene principalmente \alpha-lactosa. Era
también superior a polvos producidos por eliminación de cualquiera
de las etapas de proceso mencionadas y especialmente superior a
polvos producidos sin ajuste del pH a 9,0. El impacto de la mejora
de la calidad por el ajuste de pH ha sido inesperado como tal.
El producto se añadió a mezclas de chocolate de
leche convencionales reemplazando el polvo de suero dulce y
sacarosa
\newpage
| Original | Etapa 1 | Etapa 2 | |
| Nanofiltración | Ajuste de pH | ||
| Cenizas totales | 8.0 | 4,6 | 4,6 |
| Sodio | 0,7 | 0,4 | 0,7 |
| Potasio | 2,7 | 1,3 | 1,3 |
| Magnesio | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
| Calcio | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| Cloruro | 1,9 | 0,5 | 0,5 |
| Fosfato | 0,7 | 0,5 | 0,5 |
| Proteína total | 4,0 | 2,3 | 2,3 |
| pH | 6,5 | 6,5 | 9,0 |
Se concentró permeato de suero, obtenido como
subproducto en la producción de queso, hasta un contenido de 75% de
sólidos por calentamiento a 70ºC y evaporación. Después de ajuste
del pH con hidróxido de sodio acuoso a un valor de 8,5, se secó en
una secadora de rodillo a una temperatura de 120ºC (presión del
vapor 1,5 bar). El producto obtenido fue un polvo con un contenido
del 79% en peso de \beta-lactosa. Los resultados
sensoriales de un panel de expertos demostraron claramente que el
polvo de permeato de suero de este ejemplo era superior en cuanto a
dulzor y salinidad en comparación con el polvo de permeato de suero
al que no se le había ajustado el pH. El producto se añadió a
mezclas de chocolate de leche normales para reemplazar el polvo de
suero dulce y la sacarosa.
Claims (12)
1. Procedimiento para la producción de polvo de
suero o polvo de permeato de suero que contiene al menos un 60% en
peso de \beta-lactosa, por las etapas de
- (i)
- ajuste del pH del suero y del permeato de suero, respectivamente, a un valor de aproximadamente 9
- (ii)
- opcionalmente, desmineralización parcial del producto obtenido en la etapa (i), y
- (iii)
- secado del producto de la etapa (ii) antes de que tenga lugar la cristalización
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se invierten las secuencias de las
etapas (i) y (ii).
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque la desmineralización se efectúa por
electrodiálisis, intercambio de iones, nanofiltración o
cristalización.
4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado porque el secado del producto con el pH
ajustado y producto opcionalmente desmineralizado parcialmente se
efectúa por secado por pulverización o secado por rodillo.
5. Utilización del polvo de suero o polvo de
permeato de suero, que contiene al menos 60% en peso de
\beta-lactosa como substituto para reemplazar
polvo de suero o polvo de permeato de suero, convencionales, o
cualquier otro hidrato de carbono en aplicaciones de confitería.
6. Utilización del producto según la
reivindicación 5 en la producción de chocolate.
7. Utilización del producto según la
reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizado porque
el polvo de suero o de permeato de suero se puede obtener por las
etapas de:
- (i)
- ajuste del pH del suero y del permeato de suero, respectivamente, a un valor de aproximadamente 9
- (ii)
- opcionalmente, desmineralización parcial del producto obtenido en la etapa (i), y
- (iii)
- secado del producto de la etapa (ii) antes de que tenga lugar la cristalización
8. Utilización según la reivindicación 7,
caracterizada en que se invierte el orden de la secuencia de
las etapas (i) y (ii).
9. Utilización según las reivindicaciones 7 a 8,
caracterizada porque la desmineralización se efectúa por
electrodiálisis, intercambio de iones, nanofiltración o
cristalización.
10. Utilización según las reivindicaciones 7 a
9, caracterizada porque el secado del producto con el pH
ajustado y opcionalmente parcialmente desmineralizado se efectúa
por secado por pulverización o secado por rodillo.
11. Chocolate obtenible por el empleo del polvo
de suero o polvo de permeato de suero según las reivindicaciones 5
a 10.
12. Utilización de polvo de suero o polvo de
permeato de suero que contiene al menos 60% en peso de
\beta-lactosa para reducir el sabor salado,
preferiblemente sin separación física de los minerales, en
aplicaciones de conifitería, preferiblemente en chocolate.
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