ES2317491T3 - Producto fermentado de proteinas. - Google Patents

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ES2317491T3 ES06706143T ES06706143T ES2317491T3 ES 2317491 T3 ES2317491 T3 ES 2317491T3 ES 06706143 T ES06706143 T ES 06706143T ES 06706143 T ES06706143 T ES 06706143T ES 2317491 T3 ES2317491 T3 ES 2317491T3
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Abstract

Un producto de proteína fermentado derivado de levaduras y de partes proteináceas de legumbres donde el contenido de proteína de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca y aproximadamente 1-35% del contenido de proteína se deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína se deriva de partes proteináceas de legumbres y, donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca; comprendiendo dicho producto las siguientes características: -el contenido de al menos un factor anti-nutricional seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como alfa6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas, se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar. -al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar. -al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forma o aumenta en 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, aún más preferiblemente en 40% o más y, lo más preferiblemente en 50% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.

Description

Producto fermentado de proteínas.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un producto de proteína fermentado derivado de levadura y partes proteináceas de legumbres, que tiene la ventaja de poseer buenas propiedades nutritivas y, al mismo tiempo, propiedades organolépticas mejoradas.
Antecedentes de la invención
El aumento continuo en la población del mundo ha acentuado la demanda por proteínas adecuadas para alimento humano y animal. Al mismo tiempo, el uso de fuentes tradicionales tales como pescado o ganadería está siendo restringido debido a preocupaciones de salud y/o suministro limitado.
Es bien sabido que ciertos cultivos vegetales pueden proporcionar proteínas de alta calidad. Desgraciadamente, sin embargo, tales cultivos contienen frecuentemente componentes dañinos y/o de mal sabor, que los hacen inadecuados para propósitos alimenticios o de alimentación sin un tratamiento adicional. Este es especialmente el caso de las legumbres y en lo siguiente, semillas de soja se usarán como ejemplo.
Las semillas de soja crudas tienen un contenido de proteínas biológicamente activas, conocidas como inhibidores de tripsina. Ellas reducen la actividad de la tripsina, que es una enzima necesaria para el proceso digestivo. El resultado es una reducción en el valor nutritivo del producto basado en soja. El contenido de inhibidores de tripsina puede reducirse con un proceso de calentamiento que, por otra parte, puede llevar a valor reducido de la proteína
de soja.
Otro grupo de proteínas biológicamente activas son los antígenos, de los cuales los más importantes se identifican como glicinina y \beta-conglicinina. Se sabe que inducen reacciones alérgicas serias, especialmente en mamíferos jóvenes, donde el tracto digestivo todavía no está completamente desarrollado. Los métodos conocidos para inactivar estas proteínas son tratando con mezclas de agua-alcohol y/o por un proceso de calentamiento. La desnaturalización de las proteínas causada por esos tratamientos dará como resultado productos con una capacidad reducida para unir agua y grasa, así como que el sobre-calentamiento puede dañar la calidad nutritiva.
La cantidad y naturaleza de los carbohidratos es otro grupo preocupante de constituyentes. Especialmente los \alpha-1,6-galactósidos son preocupantes porque causan flatulencia y diarrea. Los medios para reducir o eliminar el contenido de \alpha-1,6-galactósidos son extracción con agua, degradación por la acción de enzimas específicas o fermentación. Con todo, esto se asocia con una relación coste/beneficio desfavorable.
Además, la palatabilidad del producto es esencial para la aplicación de dicho producto en alimentos o en alimentación. De esta forma, los productos de proteína cruda basados en legumbres se asocian con un desagradable sabor a "semillas". El procesamiento tal como el tratamiento con calor y/o la extracción con mezclas de agua-alcohol pueden reducirlo. Las categorías de productos con sabor mejorado comercialmente disponibles son concentrados de proteína y aislados.
Los inconvenientes principales de esos productos son que su fabricación es costosa y - aunque pueden tener un sabor insípido - no poseen un sabor atractivo en sí mismo, que estimule el apetito. Esto demuestra la necesidad de un nuevo tipo de producto que, al mismo tiempo, esté nutritivamente optimizado y tenga buenas propiedades funcionales y un sabor atractivo.
Descripción de la técnica anterior
La Patente de EE.UU. Nº 2.190.644 describe un método de separación de carbohidratos a partir de proteínas de una harina de soja sustancialmente libre de grasa. El método comprende las etapas de someter la harina de soja a la acción de levaduras, para convertir los carbohidratos en alcohol y dióxido de carbono, separar el alcohol por vaporización bajo vacío, para impedir que la temperatura exceda 85ºC.
La Patente de EE.UU. Nº 3.632.346 describe un método para la eliminación de los sacáridos causantes de la flatulencia en los alimentos poniéndolos en contacto con una preparación de enzimas capaz de hidrolizar los enlaces \alpha-1,6 de la estaquiosa. El proceso está dirigido, además, hacia alimentos preparados a base de semillas de soja, por ejemplo, leche de soja.
La Patente de EE.UU. Nº 3.803.329 describe un método para la preparación de un producto insípido de proteína de soja texturizado. La materia prima cruda de proteína vegetal se humedece hasta un contenido de agua de 20-35% en peso y se fermenta para descomponer los carbohidratos y para modificar el sabor y mejorar la insipidez. La etapa de fermentación se efectúa en presencia de 0,5-2,5% de levadura añadida y, opcionalmente, de una enzima. Alimentándolo a una zona de procesamiento con un fluido gaseoso presurizado, se texturiza el material de proteína fermentado. Después de la fermentación, se reduce el nivel total de azúcar en aproximadamente 50%. La reducción del sabor a semillas probablemente se debe a la destilación por vapor de agua en la etapa de texturización en el proceso. Nada se menciona acerca de la mejora del sabor.
La Patente GB 1.455. 933 describe un método para producir proteína texturizada, que comprende fermentar un material de proteína vegetal que está en forma granulada o de partícula y que tiene un contenido de humedad de 20% a 35% en peso y luego, texturizar el material fermentado por tratamiento con vapor caliente presurizado. El material de soja u otro material de proteína vegetal que tiene un contenido de humedad desde 20 a 35% en peso se fermenta en presencia de levaduras u otro microorganismo fermentador y, opcionalmente, en presencia de una enzima.
En la descripción de la Patente GB 1.455.933 se explica que la incubación debe efectuarse a una temperatura de, al menos, 40ºF (4,4ºC), preferiblemente, a 75-125ºF (24 a 52ºC), generalmente, aproximadamente 100ºF (38ºC) y, típicamente, el período de incubación será de aproximadamente de 24 a 43 horas o más largo. La presión máxima utilizada en el tratamiento con vapor puede ser tan alta como 140 p.s.i.g. (1 MPa manómetricos) y tan baja como 15 p.s.i.g. (103 kPa manométricos) y, así la temperatura durante el tratamiento con vapor será, generalmente, al menos 250ºF (121ºC), y puede ser tan alta como 500ºF (260ºC). En la descripción se especifica que el material de soja u otro material de proteína vegetal se trata para reducir el sabor a soja y que también se reduce substancialmente el nivel de estaquiosa y rafinosa (reconocidos por producir flatulencia).
La Patente GB 1.550.703 describe un método para la producción de un producto de soja no flatulento, que comprende fermentar harina de soja desgrasada en un puré acuoso que contiene 25-60% en peso de agua, con levadura de cerveza viva, sin secar, durante un tiempo de 100 a 300 minutos a 40-65ºC. A la fermentación le se sigue una breve etapa de esterilización.
La Patente de EE.UU. Nº 4.216.235 describe un proceso para eliminar carbohidratos que producen flatulencia en una suspensión acuosa de soja que contiene 5-45% en peso de materia seca, inocular la suspensión con al menos una cepa de Saccharomyces uvarum que haya alcanzado el estado de crecimiento en un medio que contiene, al menos, un azúcar que tiene, al menos, un enlace \alpha-D-galactopiranosilico y fermentar la suspensión en condiciones anaeróbicas durante al menos 8 horas a una temperatura de 15-50ºC . Solo se produce una modesta cantidad de levadura en la suspensión. La fermentación se sigue con pasteurización o secado.
La Patente de EE.UU. Nº 5.922.373 describe un proceso para preparar un alimento de proteína de soja con valor nutritivo aumentado. El método comprende: combinar harina de soja, azúcar y agua; gelatinizar los carbohidratos de la harina de soja de la mezcla; hacer reaccionar la mezcla gelatinizada con levadura para reducir las propiedades alérgicas de la harina de soja, y terminar la reacción para proporcionar un alimento de harina de soja modificado. La levadura se añade a la mezcla gelatinizada en una cantidad de 0,25-15%, en peso.
La Patente de EE.UU. Nº 4.008.334 describe un método para retirar substancialmente todos los carbohidratos solubles en agua en la producción de productos de proteína vegetales. Una solución o dispersión acuosa del material vegetal que contiene 1-60% de materia seca se hace fermentar con cepas particulares de Saccharomyces a una temperatura de 24-40ºC y a un pH de 4-7 durante 12-48 horas. Después de la fermentación puede seguir el secado.
La Patente DD 278.058 A1 describe un método para el tratamiento microbiano de semillas oleaginosas y leguminosas, en el cual las materias primas con contenido de grasa o desgrasadas, preferiblemente semillas de soja y habas, en condiciones tampón específicas, se someten a una acción de 6 a 24 horas de cultivos mixtos de Lactobacillus plantarum y Lactobacillus coryniformis, así como Saccharomyces cerevisiae y Oospora lactis, preferiblemente en forma de masa seca fermentada o masa con levadura, en cantidades de 1,0 a 10,0% (peso/volumen) en base a la materia seca de las materias primas y, como estimuladores de crecimiento tanto complejos enzimáticos que digieren carbohidratos, como alternativamente, fuentes exógenas de carbono y nitrógeno y, opcionalmente, se añaden compuestos poli-aniónicos destinados a formar complejos proteicos insolubles, seguido por pasteurización, concentración y/o secado.
En la descripción de la patente DD 278.058 A1 se explica que el tratamiento con bacterias de ácido láctico y levadura da como resultado una descomposición de las sustancias que causan la flatulencia y mal sabor en particular en soja así como glucosinolatos y ácido fenólico de oleaginosas tales como semillas de colza y de girasol. Con respecto a la soja, el tratamiento conduce a una mejora en las características del sabor y consistencia en un rango de productos. Del texto se deduce que un prerrequisito necesario para obtener tales características mejoradas es que se mantenga un pH que está por encima del punto isoeléctrico (preferiblemente entre 5,0 y 6,0), en la primera fase de la fermentación y se conserve un pH por debajo del punto iso-eléctrico (preferiblemente entre 3,0 y 4,0) en la segunda fase de la fermentación. Otro prerrequisito necesario es que se añadan enzimas en forma de celulasas y/o amilasas o, alternativamente, fuentes exógenas de carbono y nitrógeno de material de desechos vegetales o animales, tales como agua de patatas, melazas y suero de leche en cantidades de 2-20% en base a la el peso de la materia seca de las materias primas. De los tres Ejemplos, que muestran harina desgrasada de soja, habas y altramuz, respectivamente, parece que el contenido de materia seca del material inicial está en el intervalo de 11-17%.
El documento XP-002349375 describe un proceso de producción de proteínas microbianas a partir de deshechos vegetales. El documento EP-A-0 486 738 describe un método para preparar alimentos de leche fermentada. El documento XP-002349376 describe un proceso de producción de un pan rico en proteínas. El documento XP-002349377 describe un proceso de producción de un comestible de soja fermentado. El documento JP-A-57202256 describe unos carbohidratos de adición a alimentos y el envejecimiento del producto resultante en presencia de sal. El documento XP-002349378 describe el proceso de producción de un comestible de soja fermentado. El documento US-A-4 711 786 describe productos del pan con alta cantidad de fibra.
Ninguno de los documentos mencionados anteriormente proporcionan productos de proteína fermentados que tengan las siguientes características:
- Un sabor atractivo, estimulador del apetito, alta digestibilidad y excelentes propiedades funcionales como por ejemplo capacidad de unir agua y lípidos;
- Reducido nivel significativo de factores anti-nutricionales relevantes;
- Proporcionar métodos costo-eficientes para la obtención de productos que tienen las propiedades deseadas arriba mencionadas.
Objeto de la invención
Un objeto de la invención es proporcionar un producto de proteína fermentado donde uno o más tipos de levaduras y una o más fuentes proteináceas de legumbre constituyan la parte proteica del producto.
Otro objeto es que el producto de proteína fermentado puede comprender, además, cantidades variables de lípidos, por ejemplo, glicéridos, lecitina, etc., asociados con o añadidos a las fuentes proteináceas de legumbre.
Aún otro objeto es que el producto tenga, al mismo tiempo, un sabor atractivo, alta digestibilidad y excelentes propiedades funcionales, por ejemplo, capacidad de unión a agua.
Compendio de la invención
Estos objetos sorprendentemente se consiguen con los métodos y productos de la presente invención.
Así, la presente invención se refiere a un producto de proteína fermentado, derivado de levaduras y partes proteináceas de legumbres, donde el contenido de proteína de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca y aproximadamente 1-35% del contenido de proteína se deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína se deriva de partes proteináceas de legumbres y, donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca; comprendiendo dicho producto las siguientes características:
- el contenido de al menos un factor anti-nutricional seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas, se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forma o aumenta en 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, aún más preferiblemente en 40% o más y, lo más preferiblemente en 50% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
En otro aspecto, la invención de refiere a un producto de proteína fermentado derivado de levaduras y partes proteináceas de legumbres, donde el contenido de proteína de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca, y aproximadamente 1-35% del contenido de proteína deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína deriva de partes proteináceas de legumbres, y donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca, dicho producto comprende las siguientes características:
- el contenido de factores anti-nutricionales seleccionados del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas, se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- el contenido máximo de componentes de sabor a semillas seleccionados del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol es como máximo del 10% de la rpa, preferiblemente no más de 5% de la rpa, más preferiblemente no más de 3% de la rpa y, lo más preferiblemente no más de 1,5% de la rpa, donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
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- el contenido de componentes saborizantes atrayentes, seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo es de mín. 5% de la rpa, preferiblemente al menos 8% de la rpa, más preferiblemente al menos 10% de la rpa, aún más preferiblemente al menos 15% de la rpa y, lo más preferiblemente al menos 20% de la rpa; donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto ocupado por compuestos volátiles a 70ºC.
Preferiblemente, la porción de levaduras del producto de proteína fermentado de acuerdo con la invención es del tipo de Saccharomyces cerevisiae, y más preferiblemente, levadura de cerveza; y la porción de partes de legumbre se origina preferiblemente de soja, guisante, altramuz, una mezcla de soja y guisante, una mezcla de soja y altramuz, una mezcla de guisante y altramuz o una mezcla de soja, guisante y altramuz.
Preferiblemente, el producto de acuerdo con la invención ha sido sometido a secado parcial o total, preferiblemente a un contenido de humedad de no más de 10% en peso y tiene una capacidad de absorción de al menos 4 partes por parte en peso del producto. Tiene una digestibilidad estándar en el iléon, medida en cerdos de, al menos, 90% y puede comprender, además, uno o más ingredientes comestibles.
En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un método para preparar un producto de proteína fermentado, como el anteriormente descrito, que comprende las etapas siguientes:
(i) mezclar levaduras vivas con partes proteináceas de legumbres en una relación de materia seca de aproximadamente 1:2 a 1:100;
(ii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda 80% durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, preferiblemente 25-45ºC, en condiciones anaeróbicas; e
(iii) incubar la mezcla fermentada resultante de la etapa (ii) durante 0,5-240 minutos a una temperatura de aproximadamente 70 a 150ºC, en un sistema cerrado.
En un aspecto aún adicional, la presente invención se refiere a un método para preparar el producto de proteína fermentado, como se describió anteriormente, que comprende etapas siguientes:
(i) mezclar levaduras vivas con partes proteináceas de legumbres en una relación de materia seca de aproximadamente 1:2 a 1:100.
(ii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres resultante de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda 80% durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, preferiblemente aproximadamente 25-45ºC en condiciones anaeróbicas;
(iii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres resultante de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda 80% durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, preferiblemente aproximadamente 30-60ºC en condiciones anaeróbicas; e
(iv) incubar la mezcla fermentada resultante de la etapa (iii) durante 0,5-240 minutos a una temperatura de aproximadamente 70-150ºC en un sistema cerrado.
En relación a cualquiera de las etapas de los métodos anteriores, pueden añadirse una o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste en proteasas, peptidasas, galactosidasas, amilasas, pectinasas, hemicelulasas, fitasas, lipasas y fosfolipasas.
La mezcla obtenida en la última etapa de cualquiera de los métodos anteriores puede someterse a secado y molienda, en condiciones tales que la temperatura de partícula no exceda 100ºC, preferiblemente 85ºC, más preferiblemente 80ºC y, lo más preferiblemente 70ºC, para obtener un producto con un contenido de agua de no más de 10% en peso y una capacidad de unión a agua de al menos 4 partes por parte en peso del producto.
Además, la presente invención se refiere a varios usos de un producto fermentado de proteína, de acuerdo con la invención.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra las características de sabor de productos de proteína fermentados de acuerdo con la invención en comparación con la fuente de proteína vegetal sin fermentar. El Producto A son semillas de soja desgrasadas, tostadas. El Producto C es un producto basado en el producto anterior A de acuerdo con la invención. El Producto D son semillas de soja enteras, tostadas. El Producto E es un producto basado en el anterior producto D de acuerdo con la invención. Los cambios de sabor se ilustran en un cromatograma comparativo del espacio muerto, hecho de acuerdo con las especificaciones dadas en el Ejemplo 7. Los picos se identificaron por espectroscopía de masa.
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La identificación de los componentes del sabor se enumeran en el siguiente Cuadro:
1
Como puede verse en la Figura 1, los componentes del sabor a semillas, 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol, se reducen y los componentes favorables al sabor, 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forman y/o aumentan.
Definiciones Propiedades Funcionales Mejoradas
Los productos alimenticios o de alimentación de acuerdo con la invención, hechos parcialmente a partir de legumbres, que tienen propiedades funcionales mejoradas, se entenderán aquí como productos con muy baja o nula tendencia a causar diarrea, flatulencia y alergia, lo que se logra mediante un contenido reducido de factores anti-nutricionales. Además, el producto tiene un reducido sabor a semillas y un creciente sabor atractivo y excelentes propiedades de unión a agua y lípidos. Los productos alimenticios de acuerdo con la invención, con propiedades funcionales mejoradas están así, bien adaptados para alimentos o alimentación para cualquier humano o animal, tales como reemplazantes de la leche y están particularmente bien adaptados para la alimentación de individuos con riesgo de tener alergias y/o individuos con tractos digestivos inmaduros y/o sensibles.
Productos Alimenticios Procesados
Comprenden productos lácteos, productos cárneos procesados, dulces, postres, postres helados, productos enlatados, harinas liofilizadas, aliños, sopas, alimentos de conveniencia, pan, pasteles, etc.
Productos Procesados para Alimentación Animal
Comprenden alimentos listos para usar en animales tales como lechones, terneros, aves, animales de peletería, ovejas, gatos, perros, peces y crustáceos, etc.
Productos Farmacéuticos
Comprenden productos, típicamente, en forma de tabletas o granulados, que contienen uno o más ingredientes activos destinados a curar y/o aliviar los síntomas de una enfermedad o condición. Los productos farmacéuticos comprenden, además, excipientes y/o vehículos farmacéuticamente aceptables. Los productos proteicos aquí descritos están bien adaptados para usarlos como un ingrediente farmacéuticamente aceptable en tabletas o en granulados.
Productos Cosméticos
Comprenden productos destinados a la higiene personal, así como mejoradores de la apariencia, tales como acondicionadores y preparaciones para baño.
Descripción detallada de la invención
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un producto de proteína fermentado derivado de levaduras y partes proteináceas de legumbres, donde el contenido de proteínas de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca y, aproximadamente 1-35% del contenido de proteína se deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteínas se deriva de partes proteináceas de legumbres y, donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso de la materia seca; ese producto comprende las siguientes características:
- el contenido de al menos un factor anti-nutricional, seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como los \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se reduce en 50% o más, preferiblemente 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forma o aumenta en 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, aún más preferiblemente en 40% o más y, lo más preferiblemente en 50% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
En un segundo aspecto, la presente invención de refiere a un producto de proteína fermentado derivado de levaduras y partes proteináceas de legumbres, donde el contenido de proteína de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca y donde aproximadamente 1-35% del contenido de proteína deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína deriva de partes proteináceas de legumbres y, donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca, dicho producto comprende las siguientes características:
- el contenido de factores anti-nutricionales, seleccionados del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- el contenido de componentes de sabor a semillas seleccionados del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol es como máximo el 10% de la rpa, preferiblemente no más de 5% de la rpa, más preferiblemente no más de 3% de la rpa y, lo más preferiblemente no más de 1,5% de la rpa; donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto ocupado por compuestos totales volátiles a 70ºC.
- el contenido mínimo de componentes saborizantes atrayentes, seleccionados del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo es de 5% de la rpa, preferiblemente al menos 8% de la rpa, más preferiblemente al menos 10% de la rpa, aún más preferiblemente al menos 15% de la rpa y, lo más preferiblemente al menos 20% de la rpa; donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto ocupado por compuestos totales volátiles a 70ºC.
En una realización preferida de la presente invención, la levadura es preferiblemente del tipo de Saccharomyces cereviseae y más preferiblemente, levadura de cerveza. Las partes proteináceas de legumbres se originan, preferiblemente, a partir de soja y/o guisantes y/o altramuz.
Además, en una realización preferida de la presente invención, el producto de proteína fermentado tiene una digestibilidad estándar en el ileon, medida en cerdos, de al menos 90%.
En un tercer aspecto, la presente invención se refiere a un método para preparar un producto de proteína fermentado, derivado de levaduras y partes proteináceas de legumbres, como se describió anteriormente, que comprende las etapas siguientes:
(i) mezclar levaduras vivas con partes proteináceas de legumbres en una relación de materia seca de aproximadamente 1:2 a 1:100;
(ii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres resultantes de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda 80% durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, más preferiblemente de aproximadamente 24-45ºC, en condiciones anaeróbicas; e
(iii) incubar la mezcla fermentada resultante de la etapa (ii) durante 0,5-240 minutos a una temperatura de aproximadamente 70-150ºC en un sistema cerrado.
En un cuarto aspecto, la presente invención se refiere a un método para preparar un producto de proteínas fermentado derivado de levaduras y partes proteináceas de legumbres, como se describió anteriormente, que comprende las etapas siguientes:
(i) mezclar levaduras vivas con partes proteináceas de legumbres en una relación de materia seca de aproximadamente 1:2 a 1:100;
(ii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres resultantes de la etapa (i), en condiciones donde el contenido de agua no exceda 80% durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, más preferiblemente de aproximadamente 24-45ºC, en condiciones anaeróbicas;
(iii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres resultante de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda el 80% durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, más preferiblemente de aproximadamente 30-60ºC, en condiciones anaeróbicas; e
(iv) incubar la mezcla fermentada, resultante de la etapa (iii), durante 0,5-240 minutos, a una temperatura de aproximadamente 70-150ºC en un sistema cerrado.
En una realización preferida de los métodos de la invención, se añaden una o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste en proteasas, peptidasas, galactosidasas, amilasas, pectinasas, hemicelulasas, fitasas, lipasas y fosfolipasas, en conexión con cualquiera de las etapas de los métodos anteriores. El producto proteico fermentado, obtenido en la última etapa, puede someterse adicionalmente a secado y molienda en condiciones tales que la temperatura de las partículas no exceda 100ºC, preferiblemente 85ºC, más preferiblemente 80ºC y, lo más preferiblemente 70ºC.
En otra realización preferida de los métodos de la invención, el producto de proteína fermentado se somete a secado parcial o total, preferiblemente para obtener un producto con un contenido de agua no mayor de 10% en peso y una capacidad de unión a agua de al menos 4 partes por parte en peso del producto. Además, el producto proteico fermentado comprende, preferiblemente, un contenido de proteínas de 25-80% en peso de la materia seca y un contenido de glicéridos de 0-30% en peso de la materia seca, más preferiblemente 0,5-23% en peso de la materia seca. Preferiblemente, aproximadamente 1-35% del contenido de proteínas se deriva de la proteína de la levadura y, aproximadamente 65-99% se deriva de proteínas de legumbre.
En una realización específica de los métodos de la invención, el contenido de al menos un factor anti-nutricional, seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de la flatulencia tales como los \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas, se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más en comparación con las partes proteináceas de legumbres sin procesar. Además, al menos un constituyente seleccionado del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más en comparación con las partes proteináceas de legumbres sin procesar. Además, al menos un constituyente seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forma o aumenta en 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, aún más preferiblemente en 40% o más y, lo más preferiblemente en 50% o más en comparación con las legumbres sin procesar.
En otra realización específica de los métodos de la invención, el contenido de factores anti-nutricionales, seleccionados del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de la flatulencia tales como los \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más en comparación con las partes proteináceas de legumbres sin procesar. Además, el contenido máximo de los componentes de sabor a semillas, seleccionados del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se reduce a 10% de la rpa, preferiblemente a no más de 5% de la rpa, más preferiblemente a no más de 3% de la rpa y, lo más preferiblemente a no más de 1,5% de la rpa; en que la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC. Además, los componentes saborizantes atrayentes, seleccionados del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forman nuevamente o aumentan hasta un contenido mínimo de 5% de la rpa, preferiblemente al menos 8% de la rpa, más preferiblemente al menos 10% de la rpa, aún más preferiblemente al menos 15% de la rpa y, lo más preferiblemente al menos 20% de la rpa; en que la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
En otra realización de acuerdo con la invención, se añaden uno o más ingredientes comestibles al producto.
En un aspecto adicional, la presente invención se refiere al uso de un producto de proteína fermentado, como se describió anteriormente, para la fabricación de un producto alimenticio procesado para consumo humano o animal. La invención también se refiere al uso de tal producto para la fabricación de un producto alimenticio procesado con propiedades funcionales mejoradas. Específicamente, la invención se refiere al uso de dicho producto para fabricar alimentos o productos alimenticios para individuos con tracto digestivo sensible y/o individuos que tengan o estén en riesgo de desarrollar alergia. Además, la invención se refiere al uso de dicho producto en la fabricación de un producto cosmético o farmacéutico.
En conexión con los métodos de la presente invención, se debe efectuar una cantidad de etapas:
- Mezclar levaduras vivas con partes proteináceas de legumbres;
- Fermentar la mezcla de levaduras/legumbres;
- Tratar con calor a la mezcla fermentada.
Fermentar con levaduras vivas
La fermentación se efectúa con células de levadura del tipo Pichia (por ejemplo, Pichia pastoris), del tipo fisión (Schizosaccharomyces) o del tipo en ciernes (Saccharomyces). Saccharomyces cerevisiae es el tipo de levadura más preferido. "Levadura de panificación" o "Levadura de cerveza", como se utiliza aquí, se refiere a un gran número de tipos de Saccharomyces, tales como Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces carlsbergensis. Las levaduras de cerveza y de panificación gastadas se refieren a productos de desecho de producciones industriales. El experto en la materia sabe que hay disponible una amplia variedad de levaduras, incluyendo cepas que tienen, por ejemplo, características termofílicas, etc. Pueden añadirse una o más enzimas, tales como proteasas, peptidasas, galactosidasas, amilasas, pectinasas, hemicelulasas, fitasas, fosfolipasas y lipasas. La levadura puede añadirse en una relación de levaduras/materia seca de legumbres de aproximadamente 1:100 a aproximadamente 1:2. Relaciones tales como: 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9, 1:10, 1:20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90 y 1:100 están así incluidas. La ventaja de usar relaciones altas de levaduras es que el producto final se enriquece con proteínas con un perfil de amino ácidos complementario y que se requieren cortos tiempos de fermentación y bajas temperaturas de fermentación. Además, las levaduras proporcionan valiosos elementos trazas, por ejemplo, vitaminas, nucleótidos, mananos y glucanos, etc.
Opcionalmente, la fermentación puede efectuarse como un proceso en dos etapas. La primera etapa comprende fermentación en condiciones anaeróbicas. Esto asegurará la degradación enzimática de los factores anti-nutricionales tales como los oligosacáridos y la conversión de las notas de sabor ofensivo. La segunda etapa se efectúa preferiblemente aeróbicamente, asegurando la proliferación de las levaduras y descomposición completa de los carbohidratos parcialmente degradados. Además, podría obtenerse así un secado parcial del producto resultante.
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Legumbres
El material vegetal usado como material inicial está en forma de proteínas de legumbres. El material vegetal puede molerse, pulverizarse o dividirlo, de otro modo, en partículas. Los ejemplos de legumbres incluyen: semillas de soja, guisantes y altramuces.
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Mezclado
El mezclado de levaduras, legumbres y agua pueden, en principio, efectuarse en cualquier medio manual o automático conocido por el experto en la materia.
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Contenido de Agua
El contenido de agua durante el procesamiento del producto de proteína vegetal es 80% o menor, preferiblemente 60% o menor. Después del tratamiento con calor, el contenido de agua puede reducirse a aproximadamente 10% en peso o menos.
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Temperatura de fermentación
La temperatura durante la etapa de fermentación varía de aproximadamente 25 a aproximadamente 60ºC, incluyendo así 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 40, 45, 50, 55 y 60ºC. En caso de efectuar la fermentación en dos etapas, la temperatura en la primera etapa está preferiblemente en el intervalo de 25-45ºC y en la segunda etapa, está preferiblemente en el intervalo de 30-60ºC.
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Duración de la etapa de fermentación
La mezcla de legumbres/levaduras puede fermentarse durante 1-12 horas, incluyendo 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12 horas.
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Tratamiento con calor después de la fermentación
El tratamiento con calor del producto fermentado debería efectuarse en un sistema cerrado a aproximadamente 70-150ºC, preferiblemente 85-150ºC, incluyendo 70, 75, 80, 85, 86, 87, 88, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150ºC, durante 0,5-240 minutos, preferiblemente 6-240 minutos, incluyendo 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 90, 120, 150, 180, 210 y 240 minutos. El propósito del tratamiento con calor es matar todos los microorganismos e inactivar a los restantes factores anti-nutricionales, sin disminuir la calidad de la parte proteica.
Al seleccionar las condiciones para el tratamiento con calor, el experto en la materia sabe que cuando se usan altas temperaturas, se necesitan tiempos de incubación relativamente cortos.
El inventor ha encontrado que aplicando las etapas de procesamiento como se describen, incluyendo el tratamiento con calor a temperaturas relativamente altas en las proteínas fermentadas de legumbres, así como en las proteínas y otros componentes adjuntos de la levadura, el producto resultante posee propiedades organolépticas favorables. Esto es muy sorprendente y dar una explicación de los mecanismos subyacentes, sería especulativo en esta etapa.
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Tras el tratamiento
Después del tratamiento con calor, el producto de proteína fermentado pude secarse hasta un contenido de agua del 10% en peso o menor, preferiblemente 8% o menor. El secado debe efectuarse en condiciones tales que la temperatura de la partícula no exceda 100ºC, preferiblemente 85ºC, más preferiblemente 80ºC y, lo más preferiblemente 70ºC. El secado aumenta la conservación y facilita la manipulación. Opcionalmente, el producto secado puede molerse.
Puede añadirse al producto, subsecuentemente, otros ingredientes comestibles, tales como por ejemplo, carbohidratos, proteínas, acil gliceroles, emulsificantes, sales minerales, vitaminas, amino ácidos, tampones de pH, colorantes, conservantes y saborizantes.
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El producto
Los productos de la invención resultaron, sorprendentemente, tener un sabor muy atractivo. Se demostró que la mejora del sabor se debe a una reducción significativa en el contenido de componentes que causan sabores desagradables y/o a la formación de y/o a un aumento en el contenido de componentes que causan un sabor atractivo.
Los productos resultantes tienen, además, excelentes propiedades nutricionales. Así, se obtuvo una digestibilidad estándar en el ileon, de mínimo de mínimo 90%, más preferiblemente, mínimo 94% (medida en cerdos, de acuerdo con el método descrito en Boisen, S. Acta Agric. Scand. Sect. A, Animal Science, 1988: 48, 1-11 y Boisen, S. & Maughan, P.J., Acta Agric. Scand., Sect. A, Animal Science, 1996: 46, 165-172). La digestibilidad mejorada se correlaciona con una reducción significativa en el contenido de factores anti-nutricionales, de acuerdo con esta invención.
Los productos de proteína fermentados, de acuerdo con la presente invención, son útiles como producto alimenticio para humanos y animales, pero también en la producción de productos cosméticos y farmacéuticos. Los productos cosméticos y farmacéuticos pueden contener entre 1 y 99% del producto de proteína.
En alimentos y alimentación, las concentraciones de uso normal son de aproximadamente 1-5%, cuando se usan como ingrediente funcional y de aproximadamente 5-99%, cuando se usan como ingrediente nutricional.
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Factores anti-nutricionales
Comprenden compuestos tales como inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia, ácido fítico y lecitinas (véase por ejemplo, H.C. Elbek Pedersen: ``Studies of Soybean Protein Intolerance in Preruminant Calf, University of Reading, September 1986, páginas 44 y 48-55). Los factores anti-nutricionales se reducen en al menos 50%, preferiblemente en al menos 75%, más preferiblemente en al menos 90% y lo más preferiblemente en al menos 95%, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
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Sabor a semillas
En la literatura (Goossens, Food Engineering, October 1974, páginas 59-60), componentes tales como 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se informan como los principales contribuyentes del sabor a semillas de legumbres como soja. Este sabor desagradable es indeseable en un producto de proteína fermentado que se usará como un ingrediente en alimentos, alimentación y productos cosméticos y farmacéuticos. Los componentes del sabor a semillas se reducen en al menos 50%, preferiblemente en al menos 75%, más preferiblemente en al menos 90% y, lo más preferiblemente en al menos 95% en comparación con las partes de legumbres sin procesar. Basado en la Figura 1, el contenido de componentes de sabor a semillas en un producto de la invención es como máximo 10% rpa, preferiblemente no más de 5% rpa, más preferiblemente no más de 3% rpa y, lo más preferiblemente no más de 1,5% rpa, en que la rpa es el área relativa pico medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
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Sabor atractivo
Los componentes saborizantes atrayentes son por ejemplo,
- 3-hidroxi-2-butanona, la que tiene un sabor frutal, a moho, de madera;
- 3-metil-1-butanol, que tiene un sabor de vino dulce, a banana;
- octanoato de etilo, que tiene un sabor a manzana dulce; y
- decanoato de etilo, que tiene un sabor frutal, caprílico.
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Los componentes saborizantes atrayentes se forman o se aumentan en 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, aún más preferiblemente en 40% o más y, lo más preferiblemente, en 50% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar. Basado en el Ejemplo 7, el contenido de componentes saborizantes atrayentes en un producto de la invención es de mín. 5% de la rpa, preferiblemente al menos el 8% de la rpa, más preferiblemente al menos el 10% de la rpa, aún más preferiblemente al menos el 15% de la rpa y, lo más preferiblemente al menos el 20% de la rpa; en que la rpa es el área relativa pico medida por cromatografía del espacio muerto, de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
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Contenido de proteínas
El producto de proteína fermentado tiene un contenido de proteínas de al menos 25% y hasta 80%, en peso de la materia seca, incluyendo 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 y 80%. Una fracción del contenido de proteína, aproximadamente 1-35% deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína deriva de proteínas de legumbres.
Una composición de proteína preferida se obtiene usando levadura de cerveza y semillas de soja y/o guisantes y/o altramuz, debido al valor comercial y nutricional de esas materias primas.
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Contenido de glicéridos
El producto de proteína fermentado tiene un contenido total de mono-, di- y tri-glicéridos en el intervalo de 0-30%, en peso, más preferiblemente desde 0,5-23% en peso. Los ácidos grasos constituyentes de los glicéridos tienen una longitud de la cadena de carbonos en el rango de C_{8-24}.
La invención se ilustra en los siguientes Ejemplos.
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Ejemplos Ejemplo 1 Producción y composición de un producto fermentado basado en soja desgrasada
Se humedecieron 50,0 kg de copos de soja sin corteza y desgrasada, con los solventes instantáneamente removidos, con 10,0 kg de agua potable y se extruyeron en un extrusor piloto Werner Pfleinderer, a 150ºC. Después de enfriar a 50ºC, se añadieron 60,0 kg de levadura de cerveza gastada y centrifugada (con aproximadamente 10% de materia seca) y 50 g de Phytase (BASF Natuphos 5000 L). La masa resultante se mezcló e incubó anaeróbicamente durante 5 horas, a 33ºC. Después, se efectuó una segunda incubación durante 40 minutos a 85ºC, en un sistema cerrado. Posteriormente, el producto se secó instantáneamente en condiciones tales que la temperatura de las partículas no excedió 85ºC y se molió en un molino de púas Alpine.
El producto seco tuvo el siguiente análisis:
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Además, se encontró una reducción significativa de los factores anti-nutricionales:
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El producto final tenía un sabor y sensación de boca agradables y se dispersaba fácilmente en agua. No se detectó sabor a semillas.
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Ejemplo 2 Producción y composición de un producto fermentado basado en semillas de soja enteras
Se descortezaron 10 kg de semillas de soja enteras, se transformó en copos y se calentaron a 150ºC en un tostador de tambor rotativo (Dantoaster). Después de enfriar a 55ºC, se mezcló con 6.0 kg de agua potable, 3,0 kg de levadura de cerveza gastada, centrifugada y 10 g de fosfolipasa (Lecitase, de Novozymes). Se incubó anaeróbicamente la mezcla durante 4 horas a 38ºC, seguidos de 20 minutos de incubación en un sistema cerrado a 92ºC. Después de secar al vacío a 50ºC, el producto se molió finamente en un molino de bolas Bühler. El producto molido formó una suspensión estable en agua y tenía un sabor y sensación de boca agradables.
El producto seco tuvo la siguiente composición:
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Ejemplo 3 Producción y composición de un producto fermentado basado en lupino
Se mezclaron 200 g de harina de altramuz australiano con 20 g de levadura de cerveza centrifugada y 200 ml de agua potable. Después de incubación anaeróbica durante 10 horas a 36ºC, se siguió con una segunda etapa de incubación en sistema cerrado durante 30 minutos a 100ºC. El producto se secó en un secador de laboratorio de lecho líquido, en condiciones tales que la temperatura de las partículas no excedió 85ºC, se molió en molino de púas y se analizó como se muestra a continuación, en comparación con el material inicial.
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Ejemplo 4 Producción de un producto fermentado de proteína mediante un proceso de fermentación en dos etapas
En la primera tanda, se mezcló 1,0 kg de copos de soja sin corteza, desgrasada, con los solventes instantáneamente removidos, con 25 g de levaduras vivas, gastadas, calculado en base a materia seca. Se añadió agua potable para llegar a 60% de humedad en la mezcla, que se colocó en un frasco de vidrio cerrado y se incubó en condiciones anaeróbicas durante 8,5 horas a 45ºC.
La segunda tanda se preparó en forma idéntica y se procesó de igual forma durante las primeras 4 horas. De ahí en adelante, se bombeó aire atmosférico dentro del frasco de fermentación para establecer condiciones aeróbicas durante las últimas 4,5 horas de la fermentación.
Después de detener las fermentaciones con vapor, se analizaron las muestras de cada tanda para determinar sus contenidos de proteína cruda y carbohidratos.
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De los análisis, es evidente que la separación de azúcares es mucho más eficiente con una combinación de condiciones anaeróbicas y aeróbicas posterior.
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Ejemplo 5 Uso en alimentación animal
Se usó el producto fermentado, preparado de acuerdo con el Ejemplo 1, en alimento para lechones, comparándose su desempeño con un grupo control alimentado con un alimento similar, pero con harina de soja en lugar del producto fermentado de acuerdo con la invención.
El ensayo se efectuó con cerditos Duroc x Large White. Se destetó 48 lechones a la edad de 30 días, con peso promedio de 7 kg. Se dividió a los lechones en dos grupos al azar, machos y hembras, con peso corporal similar y base genética. Cada grupo se dividió en 3 corrales (repeticiones) con 8 lechones por corral. El experimento se realizó durante 3 semanas, durante las cuales se registró la ganancia de peso e ingesta de alimento.
La dieta control estaba compuesta de maíz y harina de soja normal. En la dieta experimental, el producto de acuerdo con la invención reemplazó a la harina de soja normal. El nivel de energía y el contenido de proteínas fueron iguales en ambas dietas y, el contenido de lisina, metionina, calcio y fósforo disponibles, también fue similar.
Las composiciones de las dietas se muestran en las tablas siguientes.
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Los resultados del ensayo se muestran en la Tabla siguiente.
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En conclusión, la tasa de crecimiento, así como la ingesta de alimento y conversión del alimento (kg de alimento/kg de ganancia) aumentaron substancialmente al reemplazar la harina de soja con el producto fermentado de acuerdo con la invención.
Así, este ejemplo ilustra el aumentado valor nutricional de los productos de proteína de acuerdo con la invención.
Similarmente, el producto puede usarse como alimento por ejemplo, para lechones de pocas semanas de edad que están siendo entrenados para comer productos alimenticios de origen no-lácteo. Estos animales tienen un tracto digestivo muy sensible, pero al alimentarlos con los productos de proteína de acuerdo con la presente invención, pueden empezar más temprano a comer productos de origen no-lácteo, ganando así peso a una tasa más alta, sin el riesgo de enfermar de diarrea u otros problemas con el sistema digestivo.
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Ejemplo 6 Uso de un producto de proteína fermentado como ingrediente funcional en el alimento
En el siguiente ejemplo se demuestran las propiedades funcionales de los productos secos producidos de acuerdo con la invención en aplicaciones alimenticias.
Así, se prepararon hamburguesas de acuerdo con las recetas de la Tabla siguiente. Se molió carne de res en una placa de 3 mm y se mezcló con sal y 1/3 del agua, durante 1/2 minuto a baja velocidad. Enseguida, se añadieron los restantes ingredientes secos, seguidos por el resto del agua. Después de otros 4 minutos de mezclado a baja velocidad, se dio forma a las hamburguesas, con un tamaño de 100 g. Después de freírlas a 200ºC hasta alcanzar una temperatura del núcleo de 72ºC, se pesaron nuevamente y se calculó la pérdida por fritura.
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Así, la reducción de 31,5% en pérdida por fritura demostró la eficiente capacidad de mantenimiento de agua del producto de proteína experimental.
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Ejemplo 7 Caracterización del perfil de sabor
Para ilustrar los cambios de sabor obtenibles por la presente invención se preparó una serie de productos:
Basado en harina de soja tostada, desgrasada (código de producto A), se prepararon, tal como se describió en el Ejemplo 1 (códigos de producto B, C y F), tres productos de acuerdo con la invención. Sin embargo, para los productos B y C la cantidad inicial de levaduras añadida a la harina de soja fue 3% en peso de materia seca y para el producto F, la cantidad inicial de levaduras añadida fue 7% en peso de materia seca.
De forma similar, un producto de acuerdo con la invención (código de producto E) se preparó en base a semillas de soja tostadas, con todo su contenido de grasa (código de producto D), como se describió en el Ejemplo 2. Sin embargo, para el producto E la cantidad inicial de levaduras añadida a la harina de soja fue de 3% en peso de la materia seca.
El producto B se secó y se molió finamente, a aproximadamente 95ºC y los productos C, E y F se secaron suavemente a aproximadamente 85ºC.
Para caracterizar los cambios de sabor, se efectuó un cromatograma comparativo de los espacios muertos, como se ilustra en la Figura 1 y en la descripción de las figuras. Posteriormente, los componentes pico se identificaron por espectroscopía de masa (método GC/MS).
1. Muestreo
Se humedeció con agua un muestra de 10 g y se la transfirió a un frasco de lavado de gases de 100 ml. Se adaptó un tubo de salida a un cilindro de acero, lleno con un material absorbente, por ejemplo, Tenax. El frasco se calentó a 70ºC y los componentes evaporados se transfirieron al material absorbente, mediante un flujo de helio a 100 ml/minuto durante 15 minutos.
La desorción de los componentes para análisis se efectuó por calentamiento.
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2. Instrumentación
Auto muestreador Perkin Elmer ATD 400, Cromatógrafo de Gas HP 5890 con un detector HP 5971 MS.
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3. Columna GC
Película 60 m CP-sil5-CB 0,25 independiente, espesor de película 1,0 \mum.
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4. Programa de temperatura GC
A 0ºC durante 2 minutos, 10ºC/minuto hasta temperatura final de 280ºC, constante a 280ºC durante 2 minutos.
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5. Corriente de iones total (TIC)
Scan 20-350 m/z, energía de electrones 70 eV.
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6. Identificación
La identificación de los componentes se basó en el tiempo de retención y comparación de los espectros de masa con una base de datos NIST-NBS75K.
La identificación de los componentes del sabor se enumera en el siguiente Cuadro:
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Para cuantificar el contenido de los componentes de sabor a semillas (es decir, 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol) y la de los componentes causantes del sabor favorable (es decir, 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo), se registró el área de pico relativa en porcentaje. Los resultados se resumen en la siguiente Tabla:
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Nota: todas las figuras son áreas pico relativas (rpa), en % del total de volátiles a 70ºC.
Leyenda: - - denota una cantidad por debajo del límite de detección.
Es evidente que el perfil de volátiles de las materias primas es claramente diferente de los productos correspondientes resultantes de acuerdo con la invención.
De los resultados puede verse, además, que los componentes con mal olor se reducen a un factor de diez o más en el producto de proteína fermentado resultante. Al mismo tiempo, sorprendentemente, el contenido de componentes de sabor favorable aumenta de forma significativa.
Se asume que la observación anterior explica el notable aumento de la palatabilidad de los productos hechos de acuerdo con la invención, como lo demuestra la más alta ingestión de alimento en el Ejemplo 5.
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Ejemplo 8 Uso del producto de proteínas fermentado en un producto cosmético
Se probó el producto de proteína fermentado del Ejemplo 1 en una formulación rica en proteínas destinada para uso en el baño. La composición se tabuló, como sigue:
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Procedimiento: Se mezclaron los ingredientes 1+2+3 y, durante el mezclado, se dosificó el ingrediente 4 por aspersión. Bajo mezclado continuo, se añadió el ingrediente Nº 5, seguido por aspersión de una pre-mezcla de 7+8 sobre el producto. Cuando el producto quedó homogéneo, se anadió el ingrediente final y se continuó mezclando hasta que el producto parecía un polvo de flujo libre.
Ejemplo 9 Uso del producto de acuerdo con la invención para la fabricación de un producto farmacéutico
Los productos de proteína de acuerdo con la presente invención están muy bien adaptados para usarlos como ingredientes farmacéuticamente aceptables en varias formulaciones de drogas, tales como tabletas y granulados. Esto se debe a la excelente capacidad de unión a agua y lípidos del producto, pero también debido al hecho que el producto es bien tolerado en individuos con tractos digestivos sensibles e individuos con tendencia a las alergias.
La siguiente formulación para un granulado ilustra el uso del producto de la invención, en un producto nutritivo para reducir la supresión inmune inducida por tensión.
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Antes del uso, el granulado se emulsiona en agua, en una relación de 1:9.

Claims (31)

1. Un producto de proteína fermentado derivado de levaduras y de partes proteináceas de legumbres donde el contenido de proteína de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca y aproximadamente 1-35% del contenido de proteína se deriva de levaduras y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína se deriva de partes proteináceas de legumbres y, donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca; comprendiendo dicho producto las siguientes características:
- el contenido de al menos un factor anti-nutricional seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas, se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forma o aumenta en 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, aún más preferiblemente en 40% o más y, lo más preferiblemente en 50% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
2. Un producto de proteína fermentado derivado de levadura y partes proteináceas de legumbres, donde el contenido de proteína de dicho producto es aproximadamente 25-80% en peso en base a la materia seca, y aproximadamente 1-35% del contenido de proteína deriva de levadura y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína deriva de partes proteináceas de legumbre, y donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca, comprendiendo dicho producto las siguientes características:
- el contenido de factores anti-nutricionales seleccionados del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas, se reduce en 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, aún más preferiblemente en 95% o más y, lo más preferiblemente en 99% o más, en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
- el contenido máximo de componentes de sabor a semillas seleccionados del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol es como máximo del 10% de la rpa, preferiblemente no más de 5% de la rpa, más preferiblemente no más de 3% de la rpa y, lo más preferiblemente no más de 1,5% de la rpa, donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
- el contenido de componentes saborizantes atrayentes, seleccionados del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo es de mín. 5% de la rpa, preferiblemente al menos 8% de la rpa, más preferiblemente al menos 10% de la rpa, aún más preferiblemente al menos 15% de la rpa y, lo más preferiblemente al menos 20% de la rpa; donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
3. Un producto fermentado según las reivindicaciones 1 o 2, donde la porción de levadura es del tipo Saccharomyces cereviseae, y más preferiblemente levadura de cerveza.
4. Un producto fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, donde la porción de partes de legumbres proviene de soja, guisante, altramuz, una mezcla de soja y guisante, una mezcla de soja y altramuz, una mezcla de guisante y altramuz o una mezcla de soja, guisante y altramuz.
5. Un producto fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el producto ha sido sometido a secado parcial o total, preferiblemente hasta un contenido de agua de no más del 10% en peso y una capacidad de unión a agua de al menos 4 partes por parte del producto en peso.
6. Un producto fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que tiene una digestibilidad estándar en el ileon, medida en cerdos, de al menos 90%.
7. Un producto fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, que además comprende uno o más ingredientes comestibles.
8. Un método para preparar un producto de proteína fermentado derivado de levadura y de legumbre según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende las etapas siguientes:
(i) mezclar levadura viva con partes proteináceas de legumbres en una relación de materia seca de aproximadamente 1:2 a 1:100;
(ii) fermentar la mezcla de levaduras/legumbres resultante de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda 80%, durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, más preferiblemente de aproximadamente 25-45ºC, en condiciones anaeróbicas; e
(iii) incubar a la mezcla fermentada resultante de la etapa (ii) durante 0,5-240 minutos a una temperatura de aproximadamente 70-150ºC en un sistema cerrado.
9. Un método para preparar un producto de proteína fermentado derivado de levadura y partes proteináceas de legumbres según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, que comprende las siguientes etapas:
(i) mezclar levadura viva con partes proteináceas de legumbres en una relación de materia seca de aproximadamente 1:2 a 1:100;
(ii) fermentar la mezcla de levadura/legumbres resultante de la etapa (i) en condiciones donde el contenido de agua no exceda el 80%, durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, más preferiblemente de aproximadamente 25-45ºC, en condiciones anaeróbicas;
(iii) fermentar la mezcla de levadura/legumbres resultante de la etapa (ii) en condiciones donde el contenido de agua no exceda el 80%, durante 1-12 horas a una temperatura de aproximadamente 25-60ºC, más preferiblemente de aproximadamente 30-60ºC, en condiciones aeróbicas; e
(iv) incubar la mezcla fermentada resultante de la etapa (iii) durante 0,5-240 minutos a una temperatura de aproximadamente 70-150ºC en un sistema cerrado.
10. Un método según la reivindicación 8 o 9, donde una o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste en proteasas, peptidasas, galactosidasas, amilasas, pectinasas, hemicelulasas, fitasas, lipasas y fosfolipasas, son añadidas en relación con cualquiera de las etapas (i) a (iii) o (i) a (iv),respectivamente
11. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-10, donde la levadura es del tipo Saccharomyces cereviseae, y más preferiblemente levadura de cerveza.
12. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-11, donde las proteínas de legumbres se originan de soja, guisante, altramuz, una mezcla de soja y guisante, una mezcla de soja y altramuz, una mezcla de guisante y altramuz o una mezcla de soja, guisante y altramuz.
13. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-12, donde la mezcla obtenida en la etapa (iii) o (iv), respectivamente, es sometida a secado y molienda en condiciones tales que la temperatura de las partícula no excede 100ºC, preferiblemente 85ºC, más preferiblemente 80ºC, y lo más preferiblemente 70ºC.
14. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-13, donde el producto es sometido a secado parcial o total, preferiblemente para obtener un producto que tiene un contenido de agua de no más del 10% en peso y una capacidad de unión a agua de al menos 4 partes por parte del producto en peso.
15. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-14, donde el contenido de proteínas es 25-80% en peso en base a la materia seca, y donde el contenido de glicéridos es como máximo 30% en peso, más preferiblemente 0,5-23% en peso en base a la materia seca.
16. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-15, donde aproximadamente 1-35% del contenido de proteína deriva de proteína de levadura y aproximadamente 65-99% del contenido de proteína deriva de partes proteináceas de legumbres.
17. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-16, donde el contenido de al menos un factor anti-nutricional seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como los \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico y lecitinas es reducido en un 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, incluso más preferiblemente en 95% o más, y más preferiblemente en 99% o más en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
18. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-17, donde al menos un constituyente seleccionado del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol es reducido en un 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, incluso más preferiblemente en 95% o más, y más preferiblemente en 99% o más en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
19. Un método según una cualquiera de las Reivindicaciones 8-18, donde al menos un constituyente seleccionado del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil 1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo, se forman o aumentan en un 10% o más, preferiblemente en 20% o más, más preferiblemente en 30% o más, incluso más preferiblemente en 40% o más, y más preferiblemente en 50% o más en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
20. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-16, donde el contenido de factores anti-nutricionales seleccionado del grupo que consiste en inhibidores de tripsina, antígenos, oligosacáridos causantes de flatulencia tales como \alpha-1,6-galactósidos, ácido fítico, y lecitinas es reducido en un 50% o más, preferiblemente en 75% o más, más preferiblemente en 90% o más, incluso más preferiblemente 95% o más, y más preferiblemente 99% o más en comparación con las partes de legumbres sin procesar.
21. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-16 y 20, donde el contenido de componentes de sabor a semillas se seleccionan del grupo que consiste en 1-pentanol, 1-hexanol y 1-octen-3-ol es reducido a como máximo 10% de la rpa, preferiblemente no más del 5% de la rpa, más preferiblemente no más del 3% de la rpa, y más preferiblemente no más del 1,5% de la rpa; donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
22. Un método según una cualquiera de las Reivindicaciones 8-16 y 20-21, donde los componentes saborizantes atrayentes seleccionados del grupo que consiste en 3-hidroxi-2-butanona, 3-metil-1-butanol, octanoato de etilo y decanoato de etilo se forman nuevamente o aumentan a un contenido de mín. 5% de la rpa, preferiblemente al menos 8% de la rpa, más preferiblemente al menos 10% de la rpa, incluso más preferiblemente al menos 15% de la rpa, y más preferiblemente al menos 20% de la rpa, donde la rpa es el área de pico relativa medida por cromatografía del espacio muerto de los compuestos totales volátiles a 70ºC.
23. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-22, donde uno o más ingredientes comestibles son añadidos al producto.
24. Uso del producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23, para la fabricación de un alimento procesado para consumo humano y/o animal.
25. Uso según la reivindicación 24 para la fabricación de un sustituto de leche.
26. Uso del producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23, para la fabricación de un alimento procesado o producto alimentario con propiedades funcionales mejoradas.
27. Uso del producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23, para la fabricación de un producto alimenticio o de alimentación para individuos con tracto digestivo sensible y/o individuos que tengan o estén en riesgo de desarrollar alergia.
28. Uso del producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23, para la fabricación de un producto cosmético.
29. Uso del producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23, para la fabricación de un producto farmacéutico.
30. Un producto alimenticio procesado para consumo humano o animal que contiene de 1 a 99% en peso de un producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23.
31. Un producto cosmético o farmacéutico que contiene de 1 a 99% en peso de un producto de proteínas fermentado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 o que se obtiene por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 8-23.
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