ES2271794T3 - Procedimiento para desaromatizar productos derivados de la soja. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de materia de proteínas de soja desaromatizada, comprendiendo dicho procedimiento: (a) preparar una composición acuosa de un material de soja que contiene proteínas solubles de soja, compuestos aromatizantes, y materias insolubles; (b) solubilizar las proteínas de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) a un pH comprendido en el intervalo entre 9 y 12 y liberando los compuestos aromatizantes; (c) eliminar loas materias insolubles de la composición acuosa de pH ajustado de (b), obteniendo una composición acuosa tratada; (d) pasar la composición acuosa tratada de (c) por una membrana de ultrafiltración con un valor de corte de peso molecular de 50.000 daltons, manteniendo simultáneamente el pH en el intervalo entre 9 y 12, bajo condiciones de ultrafiltración adecuadas, en el que los compuestos de sabor pasan a través de la membrana, desaborizando de esta manera la materia de soja y reteniendo sustancialmente la totalidad de las proteínas de soja solubilizadas; y (e) recuperar las proteínas de soja solubilizadas retenidas por la membrana de ultrafiltración para obtener la materia de proteína de soja desaromatizada.
Description
Procedimiento para desaromatizar productos
derivados de la soja.
La presente invención se refiere de manera
general al procesamiento de materias derivadas de la soja para la
utilización en diversos productos alimenticios. Más particularmente,
la invención se refiere a un procedimiento de desaborización de
materias de soja con el fin de que resulten aceptables en un amplio
abanico de alimentos.
En los últimos años, las proteínas de soja se
han utilizado ampliamente en productos alimenticios, por los
beneficios de salud que pueden obtenerse al utilizarlos. En algunas
aplicaciones, el sabor de las materias de soja no resulta
desagradable. Sin embargo, en algunos usos, tales como los productos
lácteos sucedáneos, bebidas y similares, los sabores presentes en
las materias de soja podrían impedir su fácil aceptación por el
consumidor. De esta manera, con el fin de extender los usos de las
materias de soja, los presentes inventores deseaban encontrar un
procedimiento para reducir los componentes de sabor de las materias
de soja. Sin embargo, no resultaba evidente que los procedimientos
que se habían utilizado anteriormente para eliminar los componentes
de sabor de otros materiales orgánicos, tuviesen éxito en el
tratamiento de las materias de soja. Las materias orgánicas, debido
a que presentan composiciones complejas, deben someterse a ensayo
para determinar si cualquier procedimiento dado de tratamiento
resultará satis-
factorio.
factorio.
En la patente US nº 4.477.480 se proporciona un
ejemplo de procedimientos utilizados anteriormente para purificar
materiales orgánicos, en la que los titulares demuestran que el
almidón puede tratarse con un álcali para eliminar los componentes
de sabor desagradable. En una patente de asignación común, patente
US nº 4.761.186, se utiliza la ultrafiltración para purificar el
almidón. En ambos casos, se eliminan del almidón los componentes de
sabor, en la patente US nº 4.477.480 mediante la solubilización de
los componentes de sabor, de manera que puedan eliminarse por
lavado del almidón, que es relativamente insoluble. En la patente US
nº 4.761.186, se utilizó la ultrafiltración para eliminar los
componentes de sabor en forma de permeado, mientras que el almidón
insoluble se retuvo en forma de una mezcla acuosa en suspensión. En
contraste, la presente invención separa los componentes de sabor de
las proteínas de soja solubles de alto peso molecular.
Existen muchos artículos y patentes que se
refieren al procesamiento de materias de soja para recuperar el
contenido de proteínas y que simultáneamente reducen los compuestos
de sabor en la preparación de proteínas más aceptables en los
productos alimenticios. Sin embargo, estas descripciones anteriores
no se refieren específicamente a la eliminación de compuestos
aromatizantes ni a la recuperación del máximo posible de proteína.
Un ejemplo es la patente US nº 4.420.425, en la que se solubilizan
componentes proteicos de la soja a un pH de entre 7 y 11,
preferentemente de aproximadamente 8 y, tras la ultrafiltración a
través de una membrana con un valor de corte de peso molecular
superior a 70.000, se recuperan mediante secado por pulverización
las proteínas de soja retenidas. En algunas variantes, sólo se
solubiliza una parte de las proteínas a valores de pH más bajos y se
somete a ultrafiltración con una membrana con valor de corte de peso
molecular preferentemente superior a 100.000, se descubrió que el
producto presentaba un color y sabor mejorados. Resultaría esperable
que un valor de corte más alto resultase en una pérdida de proteínas
valiosas. En otra patente, la patente US nº 5.658.714, se ajustó el
pH de una suspensión de harina de soja a un valor comprendido entre
7 y 10 para solubilizar las proteínas, que después se pasaron a
través de una membrana de ultrafiltración y se conservaron el fitato
y el aluminio, presumiblemente en forma de sólidos. Aunque no se
proporcionaba el valor de corte de peso molecular de la membrana, se
supone que el tamaño de poro es grande, con el fin de que pueda
dejar pasar las proteínas solubles. Aunque ambas patentes
anteriormente indicadas contienen comentarios extensivos sobre los
esfuerzos de otros trabajadores en el procesamiento de las materias
de soja, ninguna de ellas enseña o sugiere realizar un control del
pH durante el procedimiento de ultrafiltración.
En un grupo de patentes relacionadas, Mead
Johnson Company da a conocer procedimientos para solubilizar
proteínas de soja mediante la elevación del pH de una solución
acuosa de materiales de soja y la recuperación de las proteínas que
se dice que presentan un sabor suave. Los procedimientos se refieren
principalmente a concentrar las proteínas y no a eliminar los
compuestos de sabor. En la patente US nº 3.995.071, se incrementó el
pH de 10,1 a 14 (preferentemente de 11 a 12) para solubilizar las
proteínas de la soja, después de lo cual se redujo el pH hasta
aproximadamente entre 6 y 10, y se utilizó la ultrafiltración con
una membrana que presentaba un valor de corte de peso molecular de
entre 10.000 y 50.000 daltons para retener las proteínas,
descartando simultáneamente los carbohidratos y minerales. En la
patente US nº 4.072.670, se enfatiza la eliminación de fitatos y
ácido fítico mediante la solubilización de proteínas a un pH de
entre 10,6 y 14 y a una temperatura de entre 10ºC y 50ºC para
provocar la insolubilización de los fitatos y del ácido fítico,
separándolos seguidamente y finalmente acidificando la solución
hasta un pH de aproximadamente entre 4 y 5 para precipitar las
proteínas de soja. En la patente US nº 4.091.120 se solubilizaron
las proteínas de soja a un pH inferior a 10, preferentemente de
entre 7 y 9, y se utilizó la ultrafiltración para separar las
proteínas como retenido, pasando simultáneamente los carbohidratos
como permeado. Dichas patentes no enseñan ni sugieren la realización
de un control del pH durante el procedimiento de
ultrafiltración.
Los presentes inventores deseaban eliminar los
compuestos presentes en la materia de soja que contribuyen al color
y al sabor y que interfieren con la utilización de la soja en
determinados productos alimenticios, tales como bebidas, sucedáneos
lácteos y similares. Han descubierto que los materiales derivados de
la soja pueden tratarse con éxito utilizando el procedimiento que se
describe posteriormente, recuperando sustancialmente la totalidad de
las proteínas y rechazando los compuestos que causan un color y un
sabor no deseables. Además, mediante el control del pH dentro del
intervalo comprendido entre aproximadamente 9 y aproximadamente 12
durante el procedimiento de ultrafiltración, pueden obtenerse
materias de soja desaromatizadas que presentan propiedades
funcionales mejoradas. De esta manera, el producto resulta adecuado
para muchos productos alimenticios.
La patente US nº 2002/102339 da a conocer
materias derivadas de la soja, tales como leche de soja,
aromatizante de soja, concentrados de soja y aislados de proteínas
de soja, que se desaromatizan mediante el ajuste del pH de una
composición acuosa de dichos materiales derivados de soja hasta un
valor comprendido entre aproximadamente 9 y 12 para solubilizar las
proteínas de soja y para liberar los compuestos aromatizantes,
pasando después la composición de pH ajustado por una membrana de
ultrafiltración con un valor de corte de peso molecular de
aproximadamente 50.000 daltons bajo condiciones en las que los
compuestos aromatizantes pasan a través de la membrana, quedando el
material de soja retenido que presentaba un sabor mejorado.
La patente US nº 1.088.795 da a conocer un
producto lipídico-proteico de semilla oleaginosa
adaptado para el uso alimentario que se prepara mediante extracción
acuosa de materiales de semilla oleaginosa que contienen lípidos,
incluyendo la semilla de aceite crudo molida de harina o copos de
semilla de aceite de contenido graso completo a un pH superior al
intervalo isoeléctrico de la proteína con el fin de solubilizarla.
El material insoluble se elimina mediante centrifugación o
filtración, y el carbohidrato soluble se elimina de la emulsión de
lípido-proteína resultante mediante filtración por
membrana.
En términos amplios, la invención es un
procedimiento para la preparación de una composición acuosa de soja
que presenta una concentración de soja de entre aproximadamente 1 y
aproximadamente 20 por ciento, cuyo pH se ajusta para solubilizar el
contenido de proteínas y para liberar los compuestos aromatizantes.
A continuación, la composición se somete a ultrafiltración, mientras
se mantiene un control del pH, utilizando una membrana capaz de
retener sustancialmente la totalidad del contenido de proteínas de
la soja, eliminando simultáneamente los componentes aromatizantes
en forma de permeado.
Las materias de soja desaromatizadas preparadas
mediante los presentes procedimientos resultan idealmente adecuadas
para la utilización en bebidas lácteas y no lácteas, batidos,
bebidas de salud, productos de tipo confitería, barras nutritivas,
quesos, sucedáneos del queso, yogures lácteos y no lácteos, carne y
productos cárnicos sucedáneos, cereales, productos horneados,
tentempiés, y similares.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un procedimiento para la preparación de material de
proteína de soja desaromatizado, comprendiendo dicho
procedimiento:
(a) preparar una composición acuosa de un
material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos
aromatizantes, y materiales insolubles;
(b) solubilizar las proteínas de soja mediante
el ajuste del pH de la composición acuosa a un valor comprendido en
el intervalo entre 9 y 12, liberando los compuestos
aromatizantes;
(c) eliminar los materiales insolubles de la
composición acuosa de pH ajustado de (b) para obtener una
composición acuosa tratada;
(d) pasar la composición acuosa tratada de (c)
por una membrana de ultrafiltración con un valor de corte de peso
molecular de 50.000 daltons, manteniendo el pH en el intervalo entre
9 y 12, bajo condiciones de ultrafiltración adecuadas, en el que los
compuestos de sabor pasan a través de la membrana, desaborizando de
esta manera el material de soja y reteniendo sustancialmente la
totalidad de las proteínas de soja solubilizadas; y
(e) recuperar las proteínas de soja
solubilizadas retenidas por la membrana de ultrafiltración para
obtener el material de proteína de soja desaromatizado.
En una realización, la invención es un
procedimiento para desaromatizar materiales de soja en un
procedimiento continuo en el que una mezcla acuosa de pH ajustado de
materiales de soja se pasa por una membrana de ultrafiltración para
separar los componentes de sabor. El pH se mantiene entre
aproximadamente 9 y aproximadamente 12 durante la ultrafiltración
mediante la adición de la cantidad apropiada de un material
alterador apropiado del pH (generalmente una base). El permeado que
contiene componentes de sabor y agua se pasan por una membrana de
ósmosis inversa para desaguar el permeado y el agua separada se
recicla añadiéndola al retenido reciclado y las materias frescas de
soja de pH ajustado. Se elimina continuamente una parte de retenido
y se recuperan las materias de soja desaromatizadas.
En una realización preferente, la invención es
un procedimiento para desaromatizar materias de soja en un
procedimiento por lotes o semicontinuo, en el que se pasa una mezcla
acuosa de pH ajustado de materias de soja por una membrana de
ultrafiltración, el permeado se separa para recuperar los
componentes de sabor, y el retenido se recicla para unir las
materias frescas de soja de pH ajustado. Periódica o continuamente
se añade agua para sustituir el agua perdida en el permeado y para
ajustar la concentración de materias de soja en el flujo combinado a
un nivel predeterminado. Si resulta necesario, puede añadirse un
material alterador del pH (por ejemplo una base) al retenido
reciclado o añadirse agua para controlar el pH hasta el intervalo
deseado durante el procedimiento de ultrafiltración. El
procedimiento se continúa hasta que se han eliminado la totalidad de
los compuestos aromatizantes.
En otra realización preferente, la presente
invención proporciona un procedimiento para preparar materia de
proteínas de soja desaromatizadas, comprendiendo dicho
procedimiento:
(a) preparar una composición acuosa de un
material de soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos
aromatizantes, y materias insolubles;
(b) solubilizar las proteínas de soja mediante
el ajuste de la composición acuosa de (a) a un pH comprendido en el
intervalo entre aproximadamente 9 y aproximadamente 12, y liberar
los compuestos aromatizantes;
(c) eliminar las materias insolubles de la
composición acuosa de pH ajustado de (b) para obtener una
composición acuosa tratada;
(d) pasar la composición acuosa tratada de (c)
por una membrana de ultrafiltración con un valor de corte de peso
molecular de aproximadamente 50.000 daltons, manteniendo
simultáneamente el pH en el intervalo de entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12, bajo condiciones adecuadas de ultrafiltración,
en el que los compuestos de sabor pasan a través de la membrana,
desaborizando de esta manera la materia de soja y reteniendo
sustancialmente la totalidad de las proteínas de soja solubilizadas;
y
(e) recuperar las proteínas de soja
solubilizadas retenidas por la membrana de ultrafiltración para
obtener la materia desaromatizada de proteínas de soja.
La membrana de ultrafiltración utilizada en el
procedimiento de la invención presenta un valor de corte de peso
molecular de 50.000 daltons, preferentemente de entre 1.000 y
50.000, más preferentemente de aproximadamente 10.000, y
preferentemente es una membrana de polietersulfona o cerámica.
La fig. 1 es un gráfico de la intensidad de los
atributos del sabor de soja.
La fig. 2 es un gráfico de la intensidad de la
leche de soja desaromatizada en comparación con una muestra de
control.
La fig. 3 es un gráfico de la intensidad de otro
grupo de atributos del sabor de soja.
La fig. 4 es un gráfico de la intensidad del
concentrado de soja desaromatizado y una muestra de control en
comparación con la muestra de la fig. 3.
La fig. 5 es un gráfico de la intensidad de
concentrado de soja desaromatizado y una muestra de control.
La fig. 6 es un gráfico que muestra el cambio de
concentración de los compuestos de sabor entre una muestra de soja
desaromatizada y una muestra de control.
La fig. 7 es un gráfico que muestra el cambio de
concentración de los compuestos del sabor entre una muestra de soja
desaromatizada y una muestra de control.
La fig. 8 es un diagrama de bloques de un
procedimiento que utiliza la invención.
La fig. 9 es un gráfico de la intensidad de los
atributos del sabor de aislado de soja.
La fig. 10 es un gráfico de la intensidad de
aislado de soja desaromatizado en comparación con una muestra de
control.
La fig. 11 es un diagrama de bloques de una
realización preferente de la invención.
Materiales derivados de la soja. Las
semillas de soja son fuentes valiosas de aceite y, en la presente
invención, de proteínas. Las semillas de soja contienen
aproximadamente 40 por ciento de proteínas, que se han clasificado
tras la ultracentrifugación como 2S, 7S, 11S y 15S (ver también la
patente US nº 4.420.425). Estas fracciones también pueden contener
otras materias y presentan un amplio intervalo de pesos moleculares,
entre 3.000 y 600.000. Es bien conocido que los productos de la soja
presentan olores y sabores no deseables que deben eliminarse para
que las materias de la soja resulten ampliamente útiles en los
productos alimenticios. Se cree que las lipoxigenasas catalizan la
oxidación de determinados ácidos grasos poliinsaturados, produciendo
hidroperóxidos que se degradan formando compuestos carbonilo
volátiles, asociados a olores y sabores desagradables en los
materiales derivados de la soja. Algunos de los compuestos asociados
a los sabores de la soja se describen en la Tabla C en el Ejemplo
10, posterior-
mente.
mente.
\newpage
Aunque el contenido de proteínas de los
materiales derivados de la soja se considera una fracción valiosa
para la utilización en productos alimenticios, los carbohidratos
solubles se consideran no deseables. Su eliminación de las
fracciones de proteínas de soja es un objetivo en muchos
procedimientos en los que se recuperan las proteínas.
Los fitatos son compuestos que también se
consideran no deseables en las proteínas de la soja. Estos
compuestos son sales de
calcio-magnesio-potasio del ácido
inositol hexafosfórico. Estos compuestos se cree que quelan los
iones metálicos y que no resultan fácilmente absorbidos por el
cuerpo humano. Se considera que se unen a las proteínas de la soja e
interfieren con la digestión. Tal como se ha indicado anteriormente,
la eliminación de los fitatos ha sido un objetivo de los
trabajadores en el campo de las materias derivadas de la soja.
Membranas de ultrafiltración. La
filtración se utiliza para separar muchos materiales. En la presente
invención, la ultrafiltración se utiliza para eliminar los
compuestos aromatizantes de los materiales derivados de la soja.
Resulta importante que el pH de los materiales derivados de la soja
deben mantenerse en el intervalo de entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12 durante el procedimiento de ultrafiltración. La
ultrafiltración está destinada a eliminar partículas con un tamaño
de entre 10 y 1.000 Angstroms (0,001 a 0,1 \mum), correspondiendo
generalmente a partículas con un peso molecular de entre 10.000 y
1.000.000, y que también podrían verse afectadas por la forma de
estas partículas de elevado peso molecular. Las proteínas de soja
presentan un intervalo molecular comprendido entre aproximadamente
3.000 y 600.000. Puede seleccionarse una membrana que sea capaz de
dejar pasar la totalidad de las proteínas de la soja o sólo una
parte seleccionada. En la presente invención, las proteínas de soja
resultan retenidas por la membrana de ultrafiltración bajo las
condiciones operativas seleccionadas, mientras que los compuestos
aromatizantes de menor peso molecular pasan a través de la membrana
y se separan, mejorando de esta manera el color y el sabor de las
proteínas de soja retenidas y sólidos asociados.
Una membrana de ultrafiltración de polímero
puede definirse como una capa anisotrópica (no uniforme). Una cara
es una piel que contiene poros que determinan el tamaño de las
moléculas que pueden pasar a través de la membrana. La piel
superficial se encuentra soportada por una estructura esponjosa que
se extiende hasta la cara opuesta. Estas membranas con frecuencia se
preparan mediante coagulación de polímeros en un baño acuoso. Entre
los polímeros típicos que se utilizan se incluyen las polisulfonas,
los ésteres de celulosa, el poli(vinildenfluoruro), el
poli(óxido de dimetilfenileno), el poli(acrilonitrilo), que
pueden moldearse para formar membranas. Con frecuencia, las
membranas se forman en tubos huecos que se reúnen formando haces, a
través de los cuales se pasa la solución a filtrar.
Alternativamente, pueden utilizarse hojas planas de membrana y
diseños espirales. En la práctica comercial, se aplica presión para
facilitar el movimiento de los compuestos de menor peso molecular a
través de la membrana. La membrana debe ser capaz de resistir las
presiones utilizadas, provocando que resulte importante que la
estructura de soporte esponjosa sea uniforme para evitar romper la
piel superficial y evitar la membra-
na.
na.
Además de las membranas poliméricas indicadas
inmediatamente antes, se han utilizado otros materiales para
preparar membranas de ultrafiltración, tales como cerámicas, metales
sinterizados y otros materiales inorgánicos. La presente invención
no se encuentra limitada a ningún tipo particular de membrana. En
general, la membrana debe permitir el paso de compuestos
aromatizantes, que se cree que presentan pesos moleculares
inferiores a 1.000 daltons. Resulta más importante que las membranas
deben poder retener sustancialmente la totalidad de las proteínas de
soja solubilizadas. De esta manera, la membrana de la invención
presentará un valor de corte de peso molecular de aproximadamente
50.000 daltons, preferentemente de aproximadamente 1.000 a 50.000
daltons, más preferentemente 10.000 a 30.000 daltons.
Procedimiento. El procedimiento de la
invención incluye las etapas siguientes:
(1) preparar una mezcla acuosa de los materiales
derivados de soja;
(2) añadir una base para elevar el pH de la
mezcla acuosa hasta un valor comprendido entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12 con el fin de solubilizar las proteínas de soja y
para liberar los compuestos aromatizantes;
(3) pasar la mezcla de pH ajustado, manteniendo
simultáneamente el pH en un valor comprendido entre aproximadamente
9 y aproximadamente 12, por una membrana de ultrafiltración con un
valor de corte de peso molecular de aproximadamente 50.000 daltons,
eliminar los compuestos aromatizantes como permeado, y eliminar las
proteínas de soja restantes y otros materiales de soja como
retenido; y
(4) neutralizar el retenido y recuperar las
proteínas de soja.
Todos los tipos de materiales de soja se
consideran fuentes potenciales de soja para la utilización en
productos alimenticios. De esta manera, se combinan las materias de
soja que contienen proteínas en una mezcla acuosa, generalmente una
suspensión de sólidos de soja. El contenido de proteínas resulta
necesario para los productos alimenticios, pero tal como se ha
comentado anteriormente, se cree que contiene compuestos
aromatizantes que deben liberarse con el fin de que puedan
separarse. La separación de compuestos aromatizantes se lleva a cabo
en una mezcla acuosa en la que se disuelven tanto proteínas como
compuestos aromatizantes. La concentración de las materias de soja
en la mezcla acuosa se encontrará comprendida en el intervalo entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 20 por ciento. Generalmente, la
concentración de materiales de soja tras el ajuste de pH cambiará
durante la etapa de ultrafiltración siguiente a medida que se extrae
el agua con el permeado. El agua se sustituye periódica o
continuamente. Por ejemplo, en la diafiltración el agua se añade
para diluir gradualmente las proteínas retenidas en un procedimiento
por lotes o semicontinuo.
La segunda etapa, tal como puede observarse en
los ejemplos, resulta importante si debe conseguirse la eliminación
de los compuestos aromatizantes. Las proteínas de soja se
solubilizan mediante la adición de una base a la mezcla acuosa para
conseguir un pH de entre aproximadamente 9 y aproximadamente 12. En
general, se ha descubierto que un pH de aproximadamente 9 resulta
necesario para solubilizar todas las proteínas, mientras que un pH
superior a aproximadamente 12 es probable que provoque la
degradación no deseable de las proteínas. Aunque, en teoría, puede
utilizarse cualquier base, resultan preferentes el hidróxido sódico
o de potasio, particularmente el hidróxido de potasio. Entre otras
bases que pueden presentar aplicación se incluyen los hidróxidos de
calcio, de magnesio y de amonio. Se cree que la solubilización de
las proteínas de la soja cambia su forma y de alguna manera resulta
en la liberación de los compuestos aromatizantes, que pueden
encontrarse unidos o encapsulados por las proteínas de la soja
cuando se encuentran en una solución neutra o ácida. Los compuestos
aromatizantes, que presentan un peso molecular relativamente
reducido en comparación con las proteínas de la soja, son capaces de
pasar a través de los poros de la membrana de ultrafiltración,
mientras que sustancialmente todas las proteínas de soja
solubilizadas son excesivamente grandes y resultan retenidas.
Resulta importante que el pH debe mantenerse dentro del intervalo
indicado inmediatamente antes (es decir, entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12) durante el procedimiento de
ultrafiltración/diafiltración para permitir la eliminación del
máximo posible de compuestos
aromatizantes.
aromatizantes.
La tercera etapa puede llevarse a cabo por lotes
de manera similar a los experimentos de laboratorio informados
después en los Ejemplos 1 a 5, en los que los compuestos de sabor y
el agua se pasan a través de la membrana y se eliminan con un flujo
de agua. Sin embargo, en las aplicaciones comerciales del
procedimiento de la invención, la mezcla acuosa de pH ajustado se
circula continuamente por una membrana de ultrafiltración. Debido a
que el agua, el cáustico y los compuestos aromatizantes pasan a
través de la membrana en forma de permeado y resultan descartados,
debe añadirse agua adicional para mantener la concentración deseada
de materiales de soja, que tienden a reducir el pH de la mezcla
acuosa. Este agua puede incrementarse mediante desaguado del
permeado y reciclando el agua recuperada en el flujo de
alimentación. Puede añadirse un material modificador del pH (por
ejemplo una base) según resulte necesario para controlar el pH en el
intervalo deseado (es decir, entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12) directamente a la solución de ultrafiltración, a
cualquier material acuoso reciclado o al agua reciclada según se
desee.
Tras la eliminación de los compuestos
aromatizantes (es decir, tras completar el procedimiento de
ultrafiltración), puede conseguirse una neutralización adicional de
la solución filtrada mediante retirada del producto y adición de un
ácido según resulte necesario para alcanzar el pH deseado. Tras el
ajuste del pH, la mezcla acuosa de proteínas de soja y otros
materiales puede utilizarse directamente en productos alimenticios,
o puede concentrarse o secarse según se requiera para el uso
pretendido.
Puede operase de diversas maneras un
procedimiento para la desaborización de las materias de soja
mediante ultrafiltración. El pH durante el procedimiento de
ultrafiltración/diafiltración se mantiene dentro del intervalo entre
aproximadamente 9 y aproximadamente 12, y preferentemente en el
intervalo entre aproximadamente 9,5 y aproximadamente 10,5. Se
describen dos procedimientos, el procesamiento en continuo y el
procesamiento por lotes (incluyendo la operación semicontinua). Se
espera que los procedimientos comerciales adoptarán la operación por
lotes o semicontinua, que deberían resultar más adecuados a la
producción de productos de soja de grado alimentario. Se muestra en
la fig. 8 de manera general un procedimiento en continuo. En el
procedimiento continuo o en el procedimiento por lotes, se ajusta
el pH de una mezcla acuosa de materiales de soja con el fin de
solubilizar las proteínas de la soja y liberar los compuestos de
sabor y después se pasa por una membrana de ultrafiltración que
permite que los materiales aromatizantes de peso molecular inferior
pasen por sus poros junto con agua (el permeado), dejando los
materiales de la soja de peso molecular más elevado (el retenido)
para ser recirculados. Una parte del retenido se retirará como
producto desaromatizado, del que pueden recuperarse los materiales
de la soja según resulte necesario para el uso final. Se añade agua
para sustituir el agua perdida en el permeado y para proporcionar
una concentración constante de materiales de soja en el flujo de
alimentación suministrado a la membrana de ultrafiltración. Aunque
no resulta esencial al procedimiento, el procedimiento de la fig. 8
incluye un procesamiento adicional del permeado para recuperar una
parte del agua utilizando una membrana de ósmosis inversa para el
reciclado para unir el retenido y los materiales frescos de soja. La
ventaja de esta etapa radica en reducir la cantidad de agua nueva
que debe añadirse al procedimiento y que debe eliminarse al
concentrar el permeado. Evidentemente el pH de los materiales
derivados de la soja puede mantenerse dentro del intervalo deseado
mediante la adición apropiada de una base al agua reciclada o nueva
añadida al procedimiento o mediante la adición directa de base según
se desee.
En un procedimiento por lotes, tal como aquellos
descritos en los Ejemplos 6 a 8 posteriormente, se introduce un lote
de materia de soja en un recipiente, se ajusta el pH, y se alimenta
a una membrana de ultrafiltración. El permeado se separa y el
retenido se devuelve al recipiente. A medida que transcurre el
procedimiento, la materia de soja se empobrece en los compuestos
aromatizantes de peso molecular inferior y en agua y se concentra en
las proteínas de soja deseables. Periódicamente se añade agua al
retenido para diluirlo y proporcionar un portador a los compuestos
aromatizantes que se pasan a través de la membrana. En un
procedimiento semicontinuo, el agua se añade continuamente a la tasa
a la que se elimina del permeado. El procedimiento se continúa hasta
que se han eliminado todos los compuestos aromatizantes y el
retenido se ha desaromatizado suficientemente para convertirse en el
producto, que puede procesarse adicionalmente según se requiera para
el uso final. Un procedimiento por lotes o semicontinuo también
puede incluir la concentración del permeado, con reciclado del agua
separada de una manera similar a la mostrada en la fig. 8. El pH
durante el procedimiento de ultrafiltración/diafiltración se
mantiene en el intervalo entre aproximadamente 9 y aproximadamente
12, y preferentemente en el intervalo entre aproximadamente 9,5 y
aproximadamente 10,5.
La membrana de ultrafiltración se opera con un
diferencial de presión a través de la membrana que asiste en la
migración de los compuestos aromatizantes y otros materiales que son
capaces de pasar a través de los poros de la membrana, sin exceder
la resistencia física de la membrana. La presión media típica para
estas membranas son de aproximadamente 50 psi (345 kPa). La presión
transmembranal (dentro frente a fuera) es de aproximadamente 15 psi
(103 kPa). Evidentemente estas presiones podrían variarse basándose
en las especificaciones de la membrana y otras cuestiones
operacionales. El caudal del flujo de alimentación proporciona un
tiempo de residencia suficiente para una eliminación de permeado
significativa, pero también es suficientemente elevado para producir
turbulencia, de manera que el acceso del flujo de alimentación a los
poros de la membrana no se vean obstaculizados por depósitos sólidos
sobre las paredes de la membrana. Un experto en la materia entenderá
que los parámetros operativos adecuados son determinados por la
experiencia con los materiales que se separan.
En una realización preferente, la presente
invención proporciona un procedimiento para la preparación de
material de proteína de soja desaromatizado, comprendiendo dicho
procedimiento: (a) preparar una composición acuosa de un material de
soja que contiene proteínas de soja solubles, compuestos
aromatizantes y materiales insolubles; (b) solubilizar las proteínas
de soja mediante el ajuste de la composición acuosa de (a) a un pH
comprendido en el intervalo de entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12 y liberar los compuestos aromatizantes; (c)
eliminar los materiales insolubles de la composición acuosa de pH
ajustado de (b) con el fin de obtener una composición acuosa
tratada; (d) pasar la composición acuosa tratada de (c) por una
membrana de ultrafiltración con un valor de corte de peso molecular
de aproximadamente 50.000 daltons, manteniendo simultáneamente el pH
en el intervalo entre aproximadamente 9 y aproximadamente 12, bajo
condiciones de ultrafiltración adecuadas, en el que los compuestos
de sabor pasan a través de la membrana, desaborizando de esta manera
el material de soja y reteniendo sustancialmente todas las proteínas
de soja solubilizadas; y (e) recuperando las proteínas de soja
solubilizadas retenidas por la membrana de ultrafiltración con el
fin de obtener el material de proteína de soja desaromatizado.
Esta realización preferente se ilustra en la
fig. 11, en la que el pH de una solución acuosa de proteína de soja
se ajusta hasta un valor comprendido entre aproximadamente 9 y
aproximadamente 12. La solución acuosa de pH ajustado seguidamente
se trata para eliminar los materiales insolubles. Puede utilizarse
cualquier técnica convencional (por ejemplo filtración, decantación,
centrifugación y similar). Preferentemente, el material insoluble se
elimina mediante centrifugación. Las unidades de centrifugación
continua disponibles comercialmente son idealmente adecuadas para
esta separación en una operación de tipo por semilotes o continuo.
En una realización especialmente preferente, la solución acuosa de
pH ajustado se somete a la técnica de eliminación (por ejemplo
centrifugación) por lo menos dos veces con el fin de facilitar la
eliminación más completa de los materiales insolubles. El
sobrenadante tratada seguidamente se somete a ultrafiltración,
preferentemente combinada con diafiltración, con el fin de eliminar
los componentes de sabor normalmente asociados a las semillas de
soja. Durante la ultrafiltración, el pH de los materiales derivados
de la soja debe mantenerse dentro del intervalo comprendido entre
aproximadamente 9 y aproximadamente 12. Tras la ultrafiltración, se
ajusta el pH a un pH neutro utilizando un ácido comestible (por
ejemplo el ácido cítrico). La solución de proteína de soja
desaromatizada puede utilizarse directamente o puede convertirse en
una forma sólida si se desea. Puede utilizarse cualquier técnica
convencional para eliminar el agua. Generalmente, resultan
preferentes las técnicas de secado por pulverización o por
congelación.
Productos de proteína de soja
desaromatizados. Las materias de soja desaromatizadas preparadas
mediante los presentes procedimientos resultan idealmente adecuadas
para la utilización en bebidas lácteas y no lácteas, batidos,
bebidas de salud, quesos, sucedáneos de quesos, yogures lácteos y no
lácteos, productos cárnicos y sucedáneos cárnicos, cereales,
productos horneados, tentempiés y similares.
A menos que se indique lo contrario, todos los
porcentajes son en peso.
Se hidrató aislado de proteína de soja (Protein
Technology International (PTI); St. Louis, MO) en agua corriente
para proporcionar una concentración del 10 por ciento. Se mezcló la
composición acuosa con un agitador magnético hasta la dispersión
completa del aislado de proteína de soja. El pH de la mezcla se
ajustó a 11,0 utilizando hidróxido sódico. A continuación, se
introdujo la composición de pH ajustado en un tubo de diálisis
(Spectrum, Inc.) con un tamaño de poro de peso molecular de 3.500 y
se pasó agua corriente sobre el exterior del tubo continuamente
durante aproximadamente 4 horas; el pH se mantuvo mayor de
aproximadamente 9 durante la diálisis. La composición remanente en
el tubo de diálisis se vertió en un vaso de precipitados de vidrio,
se neutralizó, y se evaluó para el aroma y el sabor. Se llevó a cabo
una comparación con la composición dializada y se trató una muestra
de una manera similar, pero que presentaba un pH de 6,7 y una
segunda muestra que no había sido ni dializada ni se había ajustado
su pH. La evaluación ciega realizada por varios individuos demostró
que únicamente la muestra con pH ajustado y dializada presentaba un
sabor y aroma significativamente mejorados.
Se llevó a cabo un ensayo similar utilizando
leche de soja (Devansoy Farms, Carrol, Iowa) preparada como
composición acuosa al 10 por ciento y después se ajustó su pH y se
dializó durante la noche tal como en el Ejemplo 1. Tras el
tratamiento, el pH de la muestra era de 8,8 y el aroma y el sabor
mejoraron significativamente.
Se repitió el Ejemplo 2 con leche de soja
preparada recientemente mediante remojo y blanqueo de las semillas
y después triturando y separando la leche de soja de la harina. Tras
el ajuste del pH y la diálisis tal como se ha descrito
anteriormente, se descubrió que el sabor y el aroma de la leche de
soja habían mejorado significativamente.
El Ejemplo 3 se repitió utilizando un tubo de
diálisis con un tamaño de poro de peso molecular de 6.000 y se
obtuvieron resultados similares.
Se repitió el Ejemplo 2 con harina de soja seca
(Cargill). Se hidrató la harina de soja hasta formar una composición
al 10 por ciento y después se ajustó su pH tal como se ha descrito
anteriormente. Tras dializar durante la noche, el pH de la
composición remanente en el tubo de diálisis era de 8,6 y presentaba
un aroma y sabor significativamente mejorados.
En un tanque de mezcla de grandes dimensiones se
diluyeron 33 libras (15 kg) de leche de soja Sun Rich que contenía
15 por ciento de sólidos utilizando 66 libras (30 kg) de agua para
producir una suspensión de 100 libras (45 kg) que contenía 5 por
ciento de sólidos de soja. Se añadió lentamente una solución de NaOH
1 N para solubilizar las proteínas de soja hasta alcanzar un pH de
11.
Se llevó a cabo la diafiltración de la solución
de soja alcalizada mediante bombeo de la solución desde el tanque de
mezcla a través de dos membranas de fibra hueca paralelas (A/G
Technology Corporation) con un valor de corte de peso molecular de
10.000 daltons y un área superficial de 3,3 m^{2}. La presión
transmembranal a través de las membranas era de entre 20 y 50 psi
(entre 138 y 345 kPa). Se recogió el material que había pasado a
través de la membrana (permeado). El material remanente (retenido)
se recicló continuamente hasta el tanque de mezcla. Tras la
recolección de 50 libras (22,7 kg) de permeado, el tanque de mezcla
contenía 50 libras (22,7 kg) de solución de soja. Se añadieron 50
libras adicionales (22,7 kg) de agua al tanque de mezcla. El pH se
mantuvo entre aproximadamente 9 y aproximadamente 1 durante la
ultrafiltración/diafiltración. Este lavado con adición de agua hacia
el tanque de mezcla se repitió cinco veces, después de lo cual la
solución en el tanque de mezcla se concentró hasta aproximadamente
el 10 por ciento de sólidos a medida que se eliminaba agua del
permeado y después la solución de soja retenida se neutralizó con 2
por ciento de ácido cítrico hasta un pH de 7,0.
La solución neutralizada fue evaluada por un
panel sensorial formado y se comparó con una muestra de control de
leche de soja Sun Rich que se había diluido hasta el 10 por ciento
con agua, pero sin tratarla de otra manera. Las soluciones de soja
se presentaron en un orden ciego y aleatorizado. Los resultados se
muestran en los gráficos de las figs. 1 y 2.
La fig. 1 muestra la puntuación de intensidad
media para 10 atributos. El panel juzgó que determinados atributos
eran más significativos que otros. En comparación con la solución de
soja que había sido tratada tal como se ha descrito anteriormente,
los atributos sobresalientes se habían reducido con un nivel de
confianza del 95 por ciento. Aquellos atributos menos prominentes
que el control (es decir, Marrón, Dulce, Ácido, Salado y Amargo) se
encontraban reducidos, excepto por Dulce, cuyo valor se había
incrementado, aunque los valores medios del panel no alcanzaron un
nivel del 95 por ciento de confianza.
Resulta evidente a partir de los resultados que
la solución de soja se había hecho más neutra mediante la
eliminación de los componentes de sabor.
Se mezclaron diez libras (4,55 kg) de un
concentrado de proteínas de soja (Central Soya) con 190 libras
(86,4 kg) de agua en un tanque con agitación elevada durante 15 a 30
minutos para hidratar la proteína de soja. A continuación, se añadió
NaOH 1 N para solubilizar la proteína de soja hasta un pH de 11. De
manera similar a la descrita en el Ejemplo 6, la suspensión de soja
se bombeó a través de una membrana espiral (Cea Niro Inc.) con un
valor de corte de peso molecular de 10.000 daltons. La presión
transmembranal a través de la membrana se mantuvo por debajo de 50
psi (344,7 kPa). La caída de presión a través de la membrana se
mantuvo por debajo de 15 psi (103,4 kPa) y el pH se mantuvo entre
aproximadamente 9 y aproximadamente 12. Tal como en el Ejemplo 6, se
realizaron cinco adiciones de agua al alcanzar el permeado retirado
de la membrana un medio del volumen original en el tanque de mezcla.
Tras cinco adiciones de agua, el pH de la solución de soja lavada se
ajustó a 7,5 mediante la adición de HCl 0,5 N y después se secó por
congelación para la evaluación sensorial.
El concentrado de proteína de soja
desaromatizado se evaluó para seis atributos por parte de un panel
sensorial formado. Los valores medios para cada atributo para la
muestra de control (no tratada) se proporcionan en la fig. 3. En
este ejemplo, se observó una diferencia entre el concentrado de soja
desaromatizado y el control, si bien no alcanzó el nivel de 95 por
ciento de confianza, aunque todos los valores eran inferiores. Esto
se muestra en la fig. 4. También se incluyen los resultados de un
control ciego utilizado, que se evaluó tras la muestra
desaromatizada. En este caso, el control ciego se encontró que
presenta atributos de sabor más fuertes que el control original de
la fig. 3. Se cree que esto se produjo porque el control ciego en
este ejemplo se había sometido a ensayo después de la muestra
desaromatizada y el panel percibió que presentaba un sabor
relativamente más fuerte en la segunda evaluación del control. Sin
embargo, en comparación con la muestra de control ciego, la muestra
desaromatizada mostró diferencias significativas para tres de los
atributos de sabor al nivel de confianza de entre 90 y 95 por
ciento, tal como se muestra en la fig. 5.
La membrana utilizada para desaromatizar las
proteínas de soja debía presentar un valor de corte de peso
molecular de 10.000 daltons, que se demostró que resultaba efectivo
en los Ejemplos 6 y 7. Puede utilizarse una membrana de valor de
corte de peso molecular más elevado si se desea, pero al valor de
corte de peso molecular de 50.000 daltons, algunas proteínas
valiosas se habían perdido en el permeado, tal como se muestra en el
presente ejemplo.
Se mezclaron cinco libras (2,27 kg) de un
aislado de soja seca (Supro-670 PTI) con 95 libras
(43,2 kg) de agua tal como en el Ejemplo 7 para proporcionar una
suspensión que contenía 5 por ciento de sólidos de soja. Se añadió
NaOH 1 N para elevar el pH hasta 11 y solubilizar las proteínas de
soja. Se llevó a cabo la diafiltración utilizando cinco adiciones de
agua de una manera similar a la descrita en los Ejemplos 6 y 7 y
utilizando las membranas de fibra hueca del Ejemplo 6. El pH se
mantuvo entre aproximadamente 9 y aproximadamente 12 durante la
ultrafiltración/diafiltración. Las muestras del permeado se
recogieron a intervalos de cinco minutos, se neutralizaron y se
congelaron para el análisis de proteínas.
Las muestras de permeado se analizaron para el
contenido de proteínas totales mediante electroforesis, con los
resultados que se muestran en la tabla siguiente:
Puede observarse que la membrana con el valor de
corte de 10.000 daltons retiene más proteína que la membrana con un
valor de corte de 50.000 daltons. El valor a los 35 minutos para la
membrana de 10.000 daltons se cree que es erróneo.
Se analizaron muestras de materias de soja
desaromatizadas utilizando los procedimientos de los Ejemplos 6 a 8
mediante electroforesis en gel de proteínas. Los resultados indican
que la distribución de pesos moleculares de las materias de soja
retenidas era sustancialmente la misma que la del material de soja
original. Se muestran los resultados en la tabla siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se llevó a cabo un análisis para los
constituyentes químicos asociados con los atributos de sabor
determinados por los paneles sensoriales descritos en los ejemplos
descritos. Se sometieron a ensayo dos muestras de aislados de
proteína de soja. Se había desaromatizado una muestra mediante el
procedimiento descrito en el Ejemplo 7; la segunda muestra no había
sido desaromatizada.
En un primer ensayo, se diluyó un gramo de una
muestra de control con 15 g de agua; se añadió como estándar interno
2 \mul de 300 ppm de 4-heptanona, y la mezcla se
purgó con 100 ml/minuto de helio a 60ºC durante 30 minutos. Se
preparó una muestra desaromatizada de manera similar a la muestra de
control, excepto en que se elevó el pH hasta 10 mediante la adición
de una solución de NaOH con el fin de solubilizar las proteínas. Se
analizaron los compuestos volátiles mediante GC/MS (HP
GC5890/MSD5972). Los resultados para diversos compuestos se muestran
en las figs. 6 y 7. La muestra de soja desaromatizada contenía
cantidades menores de los compuestos aromatizan-
tes.
tes.
En un segundo ensayo, se diluyeron muestras de
tres gramos con 30 g de agua y se añadieron 2 \mul de 300 ppm de
4-heptanona como estándar interno. Las mezclas
resultantes se purgaron con 100 ml/minuto de helio a 60ºC durante 20
minutos para eliminar los compuestos volátiles. Los volátiles se
analizaron mediante cromatografía de gases y el olor de los
compuestos se juzgó según criterios humanos. Los olores asociados
con compuestos químicos específicos se proporcionan en la tabla
siguiente:
La aplicación de materiales de soja a productos
alimenticios se ilustró mediante la adición de material de soja
desaromatizado a una barra Balance Bar® (Kraft Foods) y comparando
el sabor con una barra Balance Bar® equivalente que contenía el
mismo material de soja pero que no había sido desaromatizado. En una
muestra, la totalidad de la materia de soja era un aislado de soja
seca (Supro-661, de PTI), en la segunda muestra, el
50 por ciento de la materia de soja había sido desaromatizada
mediante el procedimiento de diafiltración de los ejemplos y el 50
por ciento no se había desaromatizado. Un panel de comprobación del
sabor prefirió la segunda muestra en proporción de 8 a 3, puntuando
6,11 en una escala de 1 a 10 (siendo 10 la mejor puntuación), frente
a una puntuación de 3,5 para la primera muestra.
De una manera similar a la del Ejemplo 6, se
compararon muestras de aislado de soja, desaromatizadas de acuerdo
con el procedimiento de la invención, y la muestra de control de
aislado de soja, concentrada en proteínas, se hidrató con agua hasta
formar una solución al 10 por ciento. La fig. 9 muestra los
resultados encontrados por un panel sensorial formado para la
muestra de control. El panel comparó la muestra desaromatizada con
el control, que encontró, tal como puede observarse en la fig. 10,
que encontró, tal como puede observarse en la fig. 10, que muchos de
los atributos característicos de la muestra de control se habían
reducido. Sin embargo, se encontró que el sabor denominado Oxidado
se había reducido.
Se hidrató harina de soja desgrasada (30 libras;
Archer Midland Daniels (AMD), Decatur, Illinois) con agua (270
libras) en un tanque de mezcla con camisa bajo mezcla vigorosa a una
temperatura de aproximadamente 130ºF. Tras completar la hidratación
(generalmente en aproximadamente 15 minutos), se ajustó el pH a
aproximadamente 10 utilizando NaOH 1 N (se añadieron aproximadamente
15 libras). La solución de pH ajustado se mezcló durante entre
aproximadamente 30 y aproximadamente 45 minutos a aproximadamente
130ºF. La suspensión resultante se bombeó a través de una centrífuga
continua (Westfalia Separator, Inc., Northvale, NJ) a
aproximadamente 130ºF y 12.000 rpm. El sobrenadante y el sedimento
insoluble se recogieron continuamente como flujos separados. El
sobrenadante recogido se pasó a través de la centrífuga continua una
segunda vez bajo condiciones similares para eliminar material
insoluble. El sobrenadante centrifugado dos veces seguidamente se
diafiltró a través de una membrana de ultrafiltración (de tipo
arrollado en espiral, con valor de corte de peso molecular de
10.000). Se continuó la diafiltración durante un equivalente de 5
ciclos de lavado (definido cada lavado como la cantidad recogida de
permeado igual a un medio del tamaño inicial de lote). Se mantuvo el
pH a aproximadamente 10 durante el procedimiento de
ultrafiltración/diafiltración. Tras completar la diafiltración, se
añadió ácido cítrico (al 1%) para ajustar el pH a 6,5. La
suspensión resultante se concentró mediante ultrafiltración hasta un
contenido de sólidos de entre aproximadamente 10 y aproximadamente
15, se pasteurizó, y después se secó por pulverización.
El presente ejemplo compara el material de soja
desaromatizado preparado mediante el procedimiento de la presente
invención con materiales similares preparado mediante procedimientos
de la técnica anterior (es decir, la patente US nº 4.420.425
(publicada el 14 de diciembre de 1983) y la solicitud de publicación
de patente US nº 2002/0098276 (publicada el 25 de julio de 2002). En
cada procedimiento, se utilizó una harina de soja desgrasada
(Cargill, Inc.) como el material de partida.
Procedimiento inventivo. Se hidrató
harina de soja desgrasada (30 libras) en 270 libras de agua a 50ºC.
Se añadió lentamente solución de NaOH 1 N a la suspensión de soja
para ajustar el pH a 10,0. La extracción de proteínas de soja se
llevó a cabo durante aproximadamente 30 minutos a 50ºC. Al final de
la extracción, la suspensión se centrifugó a 12.000 g utilizando un
separador continuo Westfalia (modelo SC-6) con
eliminación continua de obstrucciones de material usado y una tasa
de alimentación de aproximadamente 300 l/hora. El sobrenadante se
recogió y se centrifugó nuevamente. La suspensión de proteína
extraída seguidamente se diafiltró a través de una membrana UF con
valor de corte de peso molecular de 10.000 daltons a aproximadamente
50ºC; el retenido se recirculó y se añadió agua a la misma tasa de
la eliminación de permeado. Se mantuvo el pH a 10,0 durante toda la
diafiltración. Se continuó la diafiltración hasta que la cantidad de
permeado recogido fue igual a 2,5X el volumen inicial de lote (es
decir, 5 lavados). Tras completar la diafiltración, el retenido se
concentró hasta el 10 por ciento de sólidos y el pH se ajustó a 6,5
con ácido cítrico al 1 por ciento. A continuación, se recogió el
producto y se secó por pulverización.
Procedimiento comparativo nº 1 (basado en
la patente US nº 4.420.425). Se hidrató harina de soja desgrasada
(30 libras) en 270 libras de agua a temperatura ambiente. Se añadió
lentamente solución de NaOH 1 N a la suspensión de soja para ajustar
el pH a 9,0. La extracción de proteínas de soja se llevó a cabo
durante 40 minutos a 55ºC. Al final de la extracción, la suspensión
se centrifugó a 12.000 g utilizando un separador continuo Westfalia
(modelo SC-6) con eliminación continua de
obstrucciones de material usado y una tasa de alimentación de
aproximadamente 300 l/hora. El sobrenadante se recogió y se
centrifugó nuevamente. Tras la segunda centrifugación, el pH había
caído a 7,5. A continuación, la suspensión de proteína extraída se
diafiltró a través de una membrana de ultrafiltración con un valor
de corte de peso molecular de 30.000 daltons a aproximadamente 50ºC;
el retenido se recirculó y se añadió agua a la misma tasa que la
eliminación de permeado. El pH no se controló durante la
diafiltración y había caído hasta 7,0 al finalizar la diafiltración.
La diafiltración se continuó hasta que la cantidad de permeado
recogida era igual a 2,5X del volumen inicial del lote (es decir, 5
lavados). Tras completa la diafiltración, el retenido se concentró
hasta un contenido de sólidos del 10 por ciento y el pH se ajustó a
6,5 con ácido cítrico al 1 por ciento. A continuación, se recogió el
producto y se secó por pulverización.
Procedimiento comparativo nº 2 (basado en
la publicación de solicitud de patente US nº 2002/0098276). Se
hidrató harina de soja desgrasada (30 libras) en 270 libras de agua
a 25ºC. Se añadió lentamente solución de NaOH 1 N a la suspensión de
soja para ajustar el pH a 9,0. La extracción de proteínas de soja se
llevó a cabo durante 30 minutos. Al final de la extracción, la
suspensión se centrifugó a 12.000 g utilizando un separado continuo
Westfalia (modelo SC-6) con eliminación continua de
obstrucciones de materia consumida y una tasa de alimentación de
aproximadamente 300 l/hora. El sobrenadante se recogió y se
centrifugó nuevamente. Tras la segunda centrifugación, el pH había
caído a 8,0. La suspensión de proteína extraída seguidamente se
diafiltró a través de una membrana de ultrafiltración con valor de
corte de peso molecular de 100.000 daltons a aproximadamente 25ºC;
el retenido se recirculó y se añadió agua a la misma tasa que la
eliminación de permeado. El pH no se controló durante la
diafiltración y había caído hasta 7,5 al finalizar la misma. La
diafiltración continuó hasta que la cantidad de permeado recogido
era igual a 2,5X del volumen inicial del lote (es decir, 5 lavados).
Tras completar la diafiltración, el retenido se concentró hasta un
contenido de sólidos del 10 por ciento y el pH se ajustó a 6,5 con
ácido cítrico al 1 por ciento. A continuación, se recogió el
producto y se secó por pulverización.
Se evaluó el material de soja desaromatizado
obtenido de cada uno de los procedimientos. El sabor se evaluó
utilizando un panel formado. Aunque cada una de las muestras era
aceptable (es decir, presentaban una reducción adecuada del perfil
de sabor de la semilla de soja), el producto inventivo presentaba el
mejor perfil global de sabor. También se determinaron las
propiedades funcionales (por ejemplo solubilidad, retención de agua
y similar); los resultados se presentan en la tabla siguiente:
Especialmente para la utilización en productos
alimenticios de baja viscosidad (por ejemplo bebidas, aliños de
ensalada, y similares), resulta especialmente importante que la
solubilidad sea elevada y que el tamaño medio de partícula sea
reducido con el fin de proporcionar una buena apariencia y sensación
en la boca. Una solubilidad reducida resulta en la formación de
sedimento y una sensación arenosa en la boca; las partículas de
mayor tamaño también resultan en una sensación arenosa y/o terrosa
no deseable en la boca.
El tamaño de partícula del material producido
mediante el procedimiento inventivo era significativamente menor que
en los materiales preparados mediante cualquiera de los demás
procedimientos. También se examinó la microestructura de partícula
mediante microscopía. El material del procedimiento inventivo era
transparente, con paredes relativamente delgadas. El material
producido mediante el procedimiento comparativo nº 1 presentaba
paredes tanto delgadas como gruesas, mientras que el material
producido mediante el procedimiento comparativo nº 2 presentaba
paredes gruesas. Las partículas de paredes delgadas tienden a ser
más ligeras que las partículas de paredes gruesas y, por lo tanto,
tienden a formar con mayor facilidad una suspensión y a permanecer
en suspensión durante más tiempo, proporcionando de esta manera una
mejor sensación en la boca cuando se incorporan en productos
alimenticios.
El procedimiento inventivo proporcionó materias
de soja desaromatizadas con una solubilidad y retención de agua
significativamente mayores que cualquiera de los dos procedimientos
comparativos.
Claims (12)
1. Procedimiento para la preparación de materia
de proteínas de soja desaromatizada, comprendiendo dicho
procedimiento:
(a) preparar una composición acuosa de un
material de soja que contiene proteínas solubles de soja, compuestos
aromatizantes, y materias insolubles;
(b) solubilizar las proteínas de soja mediante
el ajuste de la composición acuosa de (a) a un pH comprendido en el
intervalo entre 9 y 12 y liberando los compuestos aromatizantes;
(c) eliminar loas materias insolubles de la
composición acuosa de pH ajustado de (b), obteniendo una composición
acuosa tratada;
(d) pasar la composición acuosa tratada de (c)
por una membrana de ultrafiltración con un valor de corte de peso
molecular de 50.000 daltons, manteniendo simultáneamente el pH en el
intervalo entre 9 y 12, bajo condiciones de ultrafiltración
adecuadas, en el que los compuestos de sabor pasan a través de la
membrana, desaborizando de esta manera la materia de soja y
reteniendo sustancialmente la totalidad de las proteínas de soja
solubilizadas; y
(e) recuperar las proteínas de soja
solubilizadas retenidas por la membrana de ultrafiltración para
obtener la materia de proteína de soja desaromatizada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que la materia de soja es por lo menos un elemento del grupo que
consiste en leche de soja, aislado de proteínas de soja, concentrado
de soja y harina de soja.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la materia de soja es harina de soja.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en
el que la harina de soja es harina de soja desgrasada.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que las materias insolubles se
eliminan de la composición acuosa de pH ajustado utilizando por lo
menos una etapa de centrifugación.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que la composición acuosa de (a)
presenta una concentración de materia de soja comprendida en el
intervalo entre el 1 y el 20 por ciento.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que la membrana de ultrafiltración
presenta un valor de corte comprendido en el intervalo entre 1.000 y
50.000 daltons.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que la membrana de ultrafiltración
presenta un valor de corte comprendido en el intervalo entre 10.000
y 30.000 daltons.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la ultrafiltración se lleva a cabo
a una temperatura comprendida en el intervalo entre 10ºC y 60ºC y a
una presión adecuada.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 9, en el que la membrana de ultrafiltración es
una membrana de polímero, cerámica o inorgánica.
11. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 10, en el que la materia de proteínas de soja
desaromatizada se trata adicionalmente para eliminar el agua con el
fin de obtener una materia sólida desaromatizada de proteínas de
soja.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que el tratamiento adicional de la materia de proteínas de soja
desaromatizada es el secado por pulverización.
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