ES2327735T3 - Procedimiento para reducir la formacion de acrilamida en alimentos tratados termicamente. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la reducción de la formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente, comprendiendo dicho procedimiento las etapas que consisten en: a) proporcionar un alimento que presenta un nivel de humedad antes de la cocción de por lo menos 4% en peso; b) cocer dicho alimento para formar un alimento cocido con una concentración reducida de acrilamida y un nivel de humedad inferior a 3% en peso, en el que dicha cocción comprende el calentamiento a una temperatura inferior a aproximadamente 120ºC mientras que el nivel de humedad de dicho alimento es inferior a 3% en peso.
Description
Procedimiento para reducir la formación de
acrilamida en alimentos tratados térmicamente.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para reducir la cantidad de acrilamida en alimentos
tratados térmicamente. Esta invención permite la producción de
alimentos que presentan unos niveles de acrilamida
significativamente reducidos. El procedimiento se sustenta en la
variación de los parámetros de varias unidades operacionales para
manipular la cantidad de acrilamida que se encuentra en el producto
final al mismo tiempo que se mantiene la calidad del producto.
La acrilamida química se ha utilizado desde hace
tiempo en su forma polimérica en aplicaciones industriales para el
tratamiento del agua, mejorar la recuperación de aceite, la
elaboración de papel, floculantes, espesantes, tratamiento de
minerales y telas que no necesitan planchado. La acrilamida
precipita como un sólido cristalino de color blanco, es inodoro y
es altamente soluble en agua (2.155 g/l a 30ºC). Los sinónimos de la
acrilamida incluyen 2-propenamida, etileno de
carboxamida, ácido amida acrílico, vinilo amida, y ácido amida
propenoico. La acrilamida presenta una masa molecular de 71,08, un
punto de fusión de 84,5ºC, y un punto de ebullición de 125ºC a 25
mmHg.
Muy recientemente, una gran variedad de
alimentos han dado positivo en pruebas para detectar la presencia
del monómero de la acrilamida. La acrilamida se ha encontrado
especialmente en productos alimenticios principalmente de
carbohidratos que se han calentado o tratado a temperaturas
elevadas. Los ejemplos de alimentos que han dado positivo para la
acrilamida incluyen café, cereales, galletas, patatas fritas,
galletas saladas, patatas fritas, panes y bollos, y carnes
empanadas fritas. En general, se han encontrado cantidades
relativamente bajas de acrilamida en alimentos calentados ricos en
proteínas, mientras que se han encontrado cantidades relativamente
elevadas de acrilamida en alimentos ricos en carbohidratos, en
comparación con los niveles no detectables en alimentos no
calentados o hervidos. Los niveles de acrilamida descritos
encontrados en varios alimentos tratados similarmente incluyen un
intervalo de 330-2.300 (\mug/kg) en patatas
fritas, un intervalo de 300-1.100 (\mug/kg) en
patatas fritas, un intervalo de 120-180 (\mug/kg)
en cortezas de maíz, y niveles con intervalos entre no detectable
hasta 1.400 (\mug/kg) en varios cereales para el desayuno.
Actualmente se cree que la acrilamida se forma a
partir de la presencia de aminoácidos y azúcares reductores. Por
ejemplo, se cree que la reacción entre la asparagina libre, un
aminoácido que se encuentra habitualmente en las verduras crudas, y
los azúcares reductores libres representa la mayoría de la
acrilamida encontrada en productos alimenticios fritos. La
asparagina representa aproximadamente el 40% del total de los
aminoácidos encontrados en las patatas crudas, aproximadamente el
18% del total de los aminoácidos libres encontrados en el centeno
rico en proteína, y aproximadamente el 14% del total de los
aminoácidos libres encontrados en el trigo.
La formación de acrilamida a partir de
aminoácidos que no sean asparagina es posible, pero todavía no se ha
confirmado con certeza. Por ejemplo, se ha informado de algunas
formaciones de acrilamida probando la glutamina, la metionina, la
cisterna y el ácido aspártico como precursores. Estos
descubrimientos son difíciles de confirmar, sin embargo, debido a
las impurezas potenciales de la asparagina en los aminoácidos
almacenados. No obstante, la asparagina se ha identificado como el
aminoácido precursor con más responsabilidad en la formación de
acrilamida.
Como la presencia de acrilamida en los alimentos
es un fenómeno que se ha descubierto recientemente, no se ha
confirmado su mecanismo exacto de formación. Sin embargo, en la
actualidad se cree que la vía más posible para la formación de
acrilamida implica una reacción de Maillard. La reacción de Maillard
está bien reconocida desde hace tiempo en la industria alimenticia
como una de las reacciones químicas más importantes en el
tratamiento de alimentos y puede afectar al sabor, al color y al
valor nutricional del alimento. La reacción de Maillard requiere
calor, humedad, azúcares reductores y aminoácidos.
La reacción de Maillard implica una serie de
reacciones complejas con numerosos productos intermedios, pero se
puede describir generalmente como una reacción que implica tres
etapas. La primera etapa de la reacción de Maillard implica la
combinación de un grupo amino libre (a partir de aminoácidos y/o
proteínas libres) con un azúcar reductor (como glucosa) para formar
productos con una reorganización de Amadori o de Heyns. La segunda
etapa implica la degradación de los productos con una reorganización
de Amadori o de Heyns a través de distintas rutas alternativas que
implican desoxiosonas, fisión, o degradación de Strecker. Unas
complejas series de reacciones que incluyen deshidratación,
eliminación, ciclación, fisión, y fragmentación dan como resultado
un conjunto de productos intermedios de sabor y compuestos de sabor.
La tercera etapa de Maillard se caracteriza por la formación de
polímeros y copolímeros marrones de nitrógeno. Utilizar la reacción
de Maillard es la vía más probable para la formación de acrilamida,
la figura 1 ilustra una simplificación de las vías posibles de la
formación de acrilamida partiendo asparagina y glucosa.
No se ha determinado que la acrilamida sea
perjudicial para los humanos, pero su presencia en productos
alimenticios, especialmente a niveles elevados, no es deseable. Tal
como se comentado anteriormente, se han encontrado unas
concentraciones relativamente elevadas de acrilamida en productos
alimenticios que se han calentado o tratado térmicamente. La
reducción de acrilamida en dichos productos se puede conseguir
reduciendo o eliminando los compuestos precursores que forman la
acrilamida, inhibiendo la formación de acrilamida durante el
tratamiento del alimento, rompiendo o haciendo reaccionar el
monómero de acrilamida una vez formado en el alimento, o extrayendo
la acrilamida del producto antes de que se consuma.
Comprensiblemente, cada producto alimenticio presenta desafíos
únicos para conseguir cualquiera de las opciones mencionadas
anteriormente. Por ejemplo, los alimentos que se han cortado en
rodajas y se han cocinado como piezas coherentes no se mezclarán
fácilmente con varios aditivos sin que se destruya físicamente las
estructuras celulares que proporcionan a los productos alimenticios
sus características únicas al cocinarse. Otros requisitos de
tratamiento para productos alimenticios específicos pueden asimismo
hacer que las estrategias de reducción de la acrilamida sean
incompatibles o extremadamente difíciles.
A título de ejemplo, la figura 2 ilustra
procedimientos bien conocidos en la técnica anterior para producir
patatas fritas a partir de patatas crudas. Las patatas crudas, que
contienen aproximadamente un 80% o más de agua en peso, primero se
someten a una etapa de pelado 21. Después de que se haya pelado la
piel de las patatas crudas, se transportan las patatas a una etapa
de corte en rodajas 22. El grosor de cada corte de patata en la
etapa de corte en rodajas 22 depende del grosor deseado del producto
final. Un ejemplo en la técnica anterior implica cortar las patatas
en rodajas a un grosor de aproximadamente 0,04 a aproximadamente
0,08 pulgadas. Después, estas rodajas se transportan a una etapa de
lavado 23, en la que se extrae con agua el almidón superficial de
cada rodaja. Después, las rodajas de patata lavadas se transportan a
una etapa de cocción 24. Esta etapa de cocción 24 normalmente
implica freír las rodajas en una freidora a, por ejemplo,
aproximadamente 171ºC a aproximadamente 182ºC
(340-360ºF) durante aproximadamente dos o tres
minutos. La etapa de cocción normalmente reduce el nivel de humedad
de la patata a menos del 2% en peso. Por ejemplo, una patata frita
normal sale de la freidora con aproximadamente 1-2%
de humedad en peso. Después, las patatas fritas cocinadas se
transportan a una etapa de condimentación 25, donde se aplican los
condimentos en un tambor rotatorio. Finalmente, se procede a la
etapa de empaquetamiento 26 de las patatas fritas condimentadas.
Esta etapa de empaquetamiento 26 implica normalmente la colocación
de las patatas fritas condimentadas en una o más básculas que
dirigen las patatas fritas a una o más máquinas selladoras de
llenado vertical para empaquetarlas en paquetes flexibles. Una vez
empaquetadas, el producto se distribuye y el consumidor lo
compra.
Los pequeños ajustes en un número de etapas de
tratamiento de las patatas fritas descritas anteriormente pueden
proporcionar cambios significativos en las características del
producto final. Por ejemplo, un tiempo de permanencia largo de las
rodajas en agua en la etapa de lavado 23 puede dar como resultado la
eliminación de compuestos de las rodajas que le confieren al
producto final su sabor a patata, su color y su textura. El aumento
de los tiempos de permanencia o de las temperaturas de
calentamiento en la etapa de cocción 24 puede dar como resultado un
aumento en los niveles de oscurecimiento de Maillard en la patata
frita, así como un contenido de humedad inferior. Si es deseable
incorporar ingredientes en las rodajas de patata antes de freírlas,
puede ser necesario establecer mecanismos que proporcionen la
absorción de los ingredientes añadidos en las porciones interiores
de las rodajas sin que se destruya la estructura celular de la
patata frita o que eliminen compuestos beneficiosos de la
rodaja.
A título de otro ejemplo de productos
alimenticios calentados que presenten cuestiones únicas para reducir
los niveles de acrilamida en el producto final, las galletas
saladas también se pueden hacer como galletas saladas elaboradas.
El término "galleta salada elaborada" significa un producto
alimenticio de galleta salada que utiliza como su ingrediente
inicial algo distinto que el material inicial almidonado original e
inalterado. Por ejemplo, las galletas saladas elaboradas incluyen
patatas fritas elaboradas que utilizan un producto de la patata
deshidratado como material de inicio y tortillas de maíz que
utilizan una masa de harina como material de partida. Hay que
destacar que el producto de patata deshidratado puede ser aroma de
patata, copos de patata, granulado de patata o cualquier otra forma
de en la que existan las patatas deshidratadas. Cuando se utilizan
cualquiera de estos términos en la presente solicitud, se entiende
que están comprendidas todas estas variaciones.
Haciendo referencia otra vez a la figura 2, una
patata frita elaborada no requiere la etapa de pelado 21, la etapa
de corte 22, o la etapa de lavado 23. En su lugar, las patatas
fritas elaboradas comienzan con un producto de la patata
deshidratado como los copos de patata. El producto de patata
deshidratado se mezcla con agua y con otros ingredientes menores
para formar una masa. Después, la masa se lamina y se corta antes
de proceder a una etapa de cocción. La etapa de cocción puede
implicar freír u hornear. Después, se procede a una etapa de
condimentación y una etapa de empaquetamiento de las patatas fritas.
La mezcla de la masa de patata generalmente se presta a una fácil
adición de otros ingredientes. En cambio, la adición de dichos
ingredientes a un producto alimenticio crudo, como rodajas de
patata, requiere que se encuentre un mecanismo para permitir la
penetración de los ingredientes a la estructura celular del
producto. Sin embargo, la adición de cualquier ingrediente en la
etapa de mezcla se ha de realizar teniendo en cuenta que los
ingredientes pueden afectar adversamente las características de
laminado de la masa así como las características de la patata frita
final.
Sería deseable desarrollar uno o más
procedimientos para la reducción del nivel de acrilamida en el
producto final de los productos alimenticios calentados o tratados
térmicamente. De forma ideal, dicho procedimiento debería reducir
sustancialmente o eliminar la acrilamida en el producto final sin
afectar adversamente la calidad y las características del producto
final. Además, el procedimiento debería ser fácil de llevar a cabo
y, preferentemente, añadir poco o ningún coste a todo el
proceso.
Biedermann M. et al.: "Experiments on
acrylamide formation and possibilities to decrease the potential of
acrylamide formation in potatoes" Mitteilungen aus dem Gebiete
der Lebensmitteluntersuchung und Hygiene. Travaux de chimie
alimentaire et d'hygiene, Bundesamt fuer Gesundheitswessen, Berna,
CH, vol. 93, nº 6, 2002, páginas 668-687,
XP009008943 da a conocer los resultados de varios experimentos
realizados en alimentos para determinar la formación potencial de
acrilamida.
La presente invención es un procedimiento para
reducir la cantidad de acrilamida en productos alimenticios
tratados térmicamente.
La presente invención proporciona un
procedimiento para reducir la formación de acrilamida en alimentos
tratados térmicamente, dicho procedimiento comprende las etapas que
consisten en: a) proporcionar un alimento que presenta un nivel de
humedad antes de ser cocinado de por lo menos 4% en peso; b) cocinar
dicho alimento para formar un alimento cocinado con una
concentración reducida de acrilamida y un nivel de humedad inferior
al 3% en peso, en el que dicho alimento cocinado comprende el
calentamiento a una temperatura inferior a aproximadamente 120ºC
mientras que el nivel de humedad de dicho alimento es inferior al 3%
en peso.
Según una forma de realización, el procedimiento
comprende proporcionar la introducción continua de patatas crudas
peladas y cortadas en rodajas y el contacto de las rodajas de
patatas crudas con una solución acuosa a aproximadamente 60ºC
(140ºF) durante aproximadamente cinco minutos para reducir la
cantidad del precursor de la acrilamida en las rodajas de patatas
crudas. Según otra forma de realización, el procedimiento comprende
proporcionar la introducción continua de patatas crudas peladas y
cortadas en rodajas, freír las rodajas de patatas crudas a
aproximadamente 171ºC a aproximadamente 182ºC
(340-360ºF) hasta que el contenido de humedad se
reduce a aproximadamente 3-10% de humedad en peso,
después, el secado en horno de las rodajas fritas parcialmente a
una temperatura inferior a aproximadamente 120ºC (250ºF) hasta que
el contenido de humedad se reduce a aproximadamente
1-2% de humedad en peso. Según otra forma de
realización, el procedimiento comprende el contacto de una
introducción continua de rodajas de patatas crudas con una solución
acuosa a aproximadamente 60ºC (140ºF), seguido de freír las rodajas
de patatas crudas puestas en contacto a aproximadamente 171ºC hasta
aproximadamente 182ºC (340-360ºF) hasta que el
contenido de humedad se reduce a aproximadamente
3-10% de humedad en peso, después, el secado en
horno de las rodajas fritas parcialmente a una temperatura inferior
a aproximadamente 120ºC (250ºF) hasta que el contenido de humedad
se reduce a aproximadamente 1-2% de humedad en peso.
Otras formas de realización implican distintas combinaciones de
varios procedimientos para poner en contacto y cocinar una
introducción continua de patatas crudas peladas y cortadas en
rodajas así como la manipulación de otras varias unidades
operativas. Mediante la manipulación de estas unidades operativas,
podemos evitar crear las condiciones más favorables para la
formación de acrilamida y de este modo reducir la formación de
acrilamida en el producto alimenticio tratado térmicamente.
Por ejemplo, la etapa de lavado del
procedimiento general de elaboración de una patata frita se puede
manipular para que comprenda una etapa de contacto en la que las
rodajas de patata se ponen en contacto con una solución acuosa. El
tiempo de contacto y la temperatura se pueden aumentar y manipular,
y se pueden añadir uno o más ingredientes a la solución acuosa. La
etapa de cocción se puede manipular dividiéndola en una primera
etapa de calentamiento a una temperatura más elevada y una segunda
etapa de calentamiento a una temperatura más baja. La primera etapa
de calentamiento a una temperatura más elevada puede comprender la
fritura atmosférica, la fritura al vacío, la fritura por presión y
la fritura asistida con microondas, o el horneado, y otros
procedimientos conocidos en la técnica. La segunda etapa de
calentamiento puede comprender la fritura al vacío, el secado en el
horno a baja temperatura, el secado al vacío en el horno, y
cualquier procedimiento de cocción que mantenga las temperaturas de
cocción requeridas por la segunda etapa de calentamiento. Otros
procedimientos para manipular las unidades operativas de contacto y
cocción para reducir la formación de acrilamida son posibles.
Lo expuesto anteriormente, así como las
características adicionales y las ventajas de la invención
resultarán evidentes en la descripción detallada siguiente.
Las nuevas características de la invención se
exponen en las reivindicaciones adjuntas. La invención en sí misma,
sin embargo, así como un modo de utilización preferido, otros
objetivos y sus ventajas, se pondrán más claramente de manifiesto
mediante las referencias a la siguiente descripción detallada de las
formas de realización ilustrativas junto con las figuras adjuntas,
en las que:
la figura 1 es un esquema de las probables vías
químicas para la formación de acrilamida;
la figura 2 es un esquema de la técnica anterior
de las etapas de tratamiento de las patatas fritas;
la figura 3 es un gráfico que muestra, en el eje
de la y en partes por billón ("ppb"), las concentraciones de
acrilamida en muestras de prueba de patatas que se frieron después
de poner en contacto de varias maneras descritas en el eje de la x,
así como el contenido final de humedad en peso;
la figura 4 es un gráfico que compara los
resultados originales de la figura 3 con los resultados de la figura
3 después de la normalización a un contenido de humedad de 1,32% en
peso;
la figura 5 es un gráfico que muestra la
relación entre la concentración de acrilamida y la humedad del
producto final frito en la que la concentración de acrilamida en
ppb se muestra en el eje de la y, y el contenido de humedad en
porcentaje en peso se muestra en el eje de la x;
la figura 6 es un gráfico que muestra la
relación entre la concentración de acrilamida y la humedad del
producto final horneado en la que la concentración de acrilamida en
ppb se representa en el eje de la y, y el contenido de humedad en
porcentaje en peso se representa en el eje de la x;
la figura 7a es un gráfico que representa las
concentraciones de acrilamida en muestras de prueba de patata que
se frieron y después se secaron en el horno a aproximadamente 120ºC
(250ºF) después de varios procedimientos de contacto, en la que las
concentraciones de acrilamida se representan en el eje de la y en
ppb, y los diversos procedimientos de contacto se describen en el
eje de la x;
la figura 7b es un gráfico que representa los
últimos seis puntos de datos de la figura 7a en una escala de
concentración de acrilamida más limitada;
la figura 8 es un gráfico que representa los
datos de la figura 7a después de normalizar los datos de la fritura
parcial a un nivel de humedad de 3,13% en peso y de normalizar los
datos del secado en el horno a un nivel de humedad de 1,25% en
peso;
la figura 9 es un gráfico que representa en el
eje de la y en ppb: 1) los niveles de acrilamida de muestras de
prueba de patata que se pusieron en contacto de varias formas
representadas en el eje de la x; después fritas a aproximadamente
178ºC (353ºF), y 2) los niveles de acrilamida de esas mismas
muestras de prueba de patata después del secado en horno a
aproximadamente 176ºC (350ºF), normalizadas a un nivel de humedad de
0,76% en peso;
la figura 10 es una tabla que representa las
condiciones operativas y los resultados de un experimento en el que
la muestra de control de las rodajas de patata se frió a presión
atmosférica a 1,4% de humedad en peso, y la muestra de prueba se
frió a presión atmosférica a 2,5% de humedad en peso, después se
secaron en un horno a 1,4% de humedad en peso;
la figura 11 es una tabla que representa las
condiciones operativas y los resultados de varios experimentos en
los que una muestra de control de las rodajas de patata se frió a
presión atmosférica a aproximadamente 0,8% de humedad en peso, y
cuatro muestras de prueba se frió a presión atmosférica a
aproximadamente 3-10% de humedad en peso, después
se frieron al vacío a baja temperatura a menos de 1% de humedad en
peso; y
la figura 12 es una tabla que representa las
condiciones operativas y los resultados de siete experimentos en
los que cuatro muestras de prueba se frieron a presión atmosférica
en aceite a unas temperaturas iniciales con un intervalo de entre
aproximadamente 165 a aproximadamente 180ºC
(329-356ºF) durante aproximadamente
3-4 minutos, y tres muestras de prueba se frieron al
vacío a baja temperatura durante aproximadamente
4-10 minutos a temperaturas con un intervalo de
entre aproximadamente 100 a aproximadamente 140ºC
(212-284ºF) y con presiones en un intervalo de
entre 50-100 milibares.
La formación de acrilamida en alimentos tratados
térmicamente requiere una fuente de carbono y una fuente de
nitrógeno. Existe la hipótesis de que el carbono lo proporciona una
fuente de carbohidratos y el nitrógeno lo proporciona una fuente de
proteína o una fuente de aminoácidos. Muchos ingredientes
alimenticios derivados de plantas, tales como arroz, trigo, maíz,
cebada, soja, patata y avena contienen asparagina y son
fundamentalmente carbohidratos que presentan componentes
aminoácidos secundarios. Normalmente, estos ingredientes
alimenticios presentan un pequeño grupo de aminoácidos, que
contienen otros aminoácidos además de asparagina.
El término "tratado térmicamente" significa
alimentos o productos alimenticios en los que los componentes del
alimento, como una mezcla de ingredientes alimenticios, se calientan
a temperaturas de por lo menos 80ºC. Preferentemente, el
tratamiento térmico del alimento o productos alimenticios tiene
lugar a temperaturas entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente
205ºC. El ingrediente alimenticio se puede procesar separadamente a
temperatura elevada antes de la formación del producto alimenticio
final. Un ejemplo de un ingrediente alimenticio tratado
térmicamente son los copos de patata, que se forma a partir de
patatas crudas en un proceso que expone la patata a temperaturas
tan elevadas como 170ºC. Los ejemplos de otros ingredientes
alimenticios tratados térmicamente incluyen avena tratada, arroz
parcialmente hervido y secado, productos cocinados de soja, pasta
de maíz, granos de café tostados y granos de cacao tostados.
Alternativamente, se pueden utilizar productos alimenticios crudos
en la preparación del producto alimenticio final en el que la
producción del producto alimenticio final incluye una etapa de
calentamiento térmico. Un ejemplo de tratamiento de material crudo
en el que el producto alimenticio final es el resultado de una etapa
de calentamiento térmico es la elaboración de patatas fritas en
rodajas a partir de rodajas de patatas crudas mediante la etapa de
freírlas a una temperatura de entre aproximadamente 100ºC a
aproximadamente 205ºC o la producción de patatas fritas caseras a
temperaturas similares.
Sin embargo, según la presente invención, se ha
descubierto que tiene lugar una formación significativa de
acrilamida cuando el aminoácido asparagina se calienta en presencia
de un azúcar reductor. El calentamiento de otros aminoácidos como
la lisina y la alanina en presencia de un azúcar reductor como la
glucosa no conduce a la formación de acrilamida. Pero,
sorprendentemente, la adición de otros aminoácidos a la mezcla de
asparagina y azúcar puede aumentar o disminuir la cantidad de
acrilamida formada.
Habiendo establecido la rápida formación de
acrilamida cuando se calienta la asparagina en presencia de un
azúcar reductor, se puede conseguir una reducción de acrilamida en
alimentos tratados térmicamente mediante la inactivación de la
asparagina. El término "inactivación" significa extraer la
asparagina del alimento o transformar la asparagina en no reactiva
a lo largo de la vía de formación de la acrilamida mediante
mecanismos de conversión o de unión a otro producto químico que
interfieren en la formación de acrilamida de la asparagina.
Las investigaciones sobre los efectos de las
varias unidades operativas o etapas de tratamiento en la formación
de acrilamida en productos alimenticios finales han conducido a
resultados interesantes. Estos resultados demuestran una capacidad
de modificar una o más unidades operativas en cualquier tratamiento
con la técnica anterior para elaborar un producto alimenticio de
manera que el producto alimenticio cocinado resultante presenta una
concentración reducida de acrilamida. El término "concentración
reducida de acrilamida" significa una concentración de
acrilamida que es más baja que la concentración que se habría
formado durante un tratamiento sin modificar con la técnica
anterior para cocinar el producto alimenticio particular en
cuestión. Los términos "concentración reducida de acrilamida",
"concentración reducida de acrilamida" y "nivel reducido de
acrilamida" se utilizan todas de forma intercambiable en la
presente solicitud. En el contexto de la presente memoria,
"unidades operativas" hace referencia a un segmento definible
de un procedimiento global para producir un producto alimenticio.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 2, cada una de las
etapas de tratamiento de las patatas fritas (la etapa de pelado 21,
la etapa de corte en rodajas 22, la etapa de lavado 23, la etapa de
cocción 24, la etapa de condimentación 25, y la etapa de
empaquetamiento 26) se considera
una unidad operativa separada respecto al proceso global de producción de un producto alimenticio de patatas fritas.
una unidad operativa separada respecto al proceso global de producción de un producto alimenticio de patatas fritas.
Un primer ejemplo de la manipulación de una
unidad operativa implica la etapa de lavado 23 (ilustrada en la
figura 2) de patatas fritas mediante el corte en rodajas de una
cantidad de patatas crudas. El tratamiento de la técnica anterior
de lavado de las rodajas implica enjuagar las patatas con agua a
temperatura ambiente. El tiempo medio de permanencia de cada patata
en esta agua para enjuagar en la técnica anterior es normalmente
inferior a 60 segundos, dependiendo del equipo utilizado.
La figura 3 ilustra como la unidad operativa de
lavado de las patatas fritas se puede manipular de tal forma que
los niveles de acrilamida en producto final de patata frita se
pueden ajustar. Según la presente invención, la etapa de lavado 23
se puede manipular para que comprenda una etapa de contacto, en la
que una introducción continua de rodajas de patata entra en
contacto con una solución acuosa con tiempos de permanencia y a
temperaturas que difieren de las utilizadas en la etapa de lavado
de la técnica anterior. La figura 3 es una tabla que representa en
la vertical izquierda (desde el punto de vista del observador) o eje
de la y, la cantidad de acrilamida ("AA") en partes por billón
("ppb") encontradas en el producto acabado de patatas fritas.
La vertical derecha o eje de la y en la tabla en la figura 3
representa el porcentaje de humedad en peso del producto final de
patatas fritas. El nivel de acrilamida está indicado en la tabla
mediante las barras verticales, mientras que el nivel del
porcentaje de humedad está indicado por la marca de líneas. El eje
horizontal o de la x de la tabla que se representa en la figura 3
enumera varios cambios en los parámetros de tratamiento realizados
en las unidades operativas de lavado del procedimiento de
elaboración de patatas fritas. El tiempo de cocción y la
temperatura fueron idénticos para todos los productos reflejados en
la figura 3. Específicamente, cada muestra se frío a
aproximadamente 178ºC (353ºF) durante aproximadamente
120-140 segundos. Por consiguiente, los niveles de
humedad del producto final tendieron a variar.
A modo de comparación con los resultados que se
representan en la figura 3, la etapa de lavado de la técnica
anterior descrita anteriormente, que utiliza un surtido de patatas
fritas cortadas en rodajas de un grosor de 0,5 pulgadas y fritas a
aproximadamente 178ºC (353ºF) durante aproximadamente
120-140 segundos, da como resultado un producto
acabado que presenta un nivel de acrilamida de aproximadamente
300-500 ppb (que puede ser más elevado dependiendo
del contenido de glucosa y de otras variables del surtido de
patatas) y un nivel final de humedad en peso de aproximadamente
1,4%. El resultado de esta técnica anterior es bastante similar al
primer punto de datos 31 que se encuentra en la tabla que se
representa en la figura 3, que representa el punto base de datos e
implica una etapa de lavado con un tiempo de permanencia en agua de
las rodajas de patatas de dos o tres minutos. Manteniendo todos los
demás parámetros en el tratamiento global de la patata frita, este
pequeño cambio en las unidades operativas de lavado da como
resultado un cambio no apreciable en el nivel de acrilamida
(aproximadamente 330 ppb) o del nivel de humedad del producto
acabado (aproximadamente 1,35%), en comparación con un producto
acabado según la etapa de lavado de la técnica anterior.
El punto siguiente de datos 32 que se representa
en la tabla de la figura 3 refleja un cambio en la etapa de lavado
que comprende el contacto de las rodajas de patatas con el agua como
solución acuosa, aumentando el tiempo de contacto de la solución
acuosa con las rodajas de patatas hasta diez minutos, y aumentando
la temperatura de la solución acuosa de temperatura ambiente a
aproximadamente 38ºC (100ºF). Este ajuste da como resultado una
disminución de la acrilamida en el producto acabado a
aproximadamente 210 ppb y una reducción del nivel de humedad del
producto acabado a menos de un 1% en peso. De modo interesante, el
tercer punto de datos 33 refleja que el aumento de la temperatura
de la solución acuosa (agua, otra vez) a aproximadamente 54ºC
(130ºF) con un tiempo medio de contacto de cinco minutos no dio como
resultado una reducción apreciable en los niveles de acrilamida en
el producto acabado. Por el contrario, el cuarto punto de datos 34
demuestra una reducción apreciable de los niveles de acrilamida en
el producto final (inferior a 100 ppb) cuando la unidad operativa
de lavado implica una etapa de contacto que proporciona un tiempo de
contacto de un minuto con una solución acuosa que comprende agua a
una temperatura de aproximadamente 82ºC (180ºF). Sin embargo, el
nivel de humedad del producto final de patata frita fue de
aproximadamente 1,8%. El quinto punto de información 35 refleja que
utilizando una solución al 1% de L-cisteína como
solución acuosa, a temperatura ambiente durante quince minutos,
reduce el nivel de acrilamida en el producto final a menos de 250
ppb.
En la tabla que se ilustra en la figura 4, los
resultados del experimento representados en la figura 3 (los
primeros de cada par de las barras verticales) se normalizan para
representar los niveles de acrilamida que se podían esperar si las
muestras de prueba se frieran al mismo nivel estandarizado de
humedad (los segundos de cada par de las barras verticales).
Asumiendo que el cambio porcentual en el nivel de acrilamida es
inversamente proporcional al cambio porcentual en el nivel de
humedad cuando los niveles de humedad son bajos, los resultados de
los datos de la prueba representados en la figura 3 se pueden
normalizar multiplicando los niveles de acrilamida reales por el
cambio porcentual en los niveles de humedad necesarios para alcanzar
el nivel de humedad final de la muestra base/estándar. La
normalización de los datos del experimento al mismo nivel de humedad
permite comparar de forma más precisa la eficacia relativa de cada
procedimiento de contacto en la reducción de la formación de
acrilamida.
Haciendo referencia de nuevo en la figura 4, la
vertical o eje de la y está marcada de nuevo en ppb de acrilamida
encontrada en el producto acabado. La horizontal o eje de la x está
marcada para mostrar los parámetros de cada punto de datos. En la
figura 4, cada punto de datos representa un par de barras
verticales, las barras de la izquierda de un par están importadas
de la figura 3 mientras que las barras de la derecha de un par
reflejan los resultados esperados de los mismos parámetros del
proceso de contacto si el producto final se friera a un nivel de
humedad uniforme o estandarizado de 1,32%.
De nuevo, el primer punto 41 es la muestra base
que implica de dos a tres minutos de lavado con agua a temperaturas
ambiente. El segundo punto de datos 42 implica la etapa de contacto
según la presente invención, en la que las rodajas de patata se
ponen en contacto con una solución acuosa que comprende agua a una
temperatura de aproximadamente 38ºC (100ºF) durante un tiempo de
contacto de diez minutos. La barra de la izquierda refleja vuelve a
reflejar que dicho contacto seguido de la fritura a aproximadamente
178ºC (353ºF) durante aproximadamente 120-130
minutos dará como resultado tan solo aproximadamente 200 ppb de
acrilamida en el producto acabado y un producto acabado que
presenta un nivel de humedad inferior al 1%. Sin embargo, la barra
de la derecha demuestra que si se fríe una patata frita puesta en
contacto de esta forma a un nivel de humedad normalizado de 1,32%,
al nivel de acrilamida proyectado descenderá a aproximadamente 150
ppb.
Un resultado deseable similar se da en relación
al tercer punto de información 43, mientras que el cuarto punto 44
refleja que la reducción del nivel de humedad del producto acabado
supera ligeramente el nivel de acrilamida encontrado. De forma
interesante, el último punto de datos 45 refleja una reducción
significativa de acrilamida cuando se utiliza una solución acuosa
que comprende un 1% de L-cisteína y un tiempo de
contacto de quince minutos. Además, se espera un nivel de
acrilamida particularmente bajo para un nivel de humedad de una
patata frita final de 1,32% en peso. También es interesante destacar
que el nivel de acrilamida proyectado para las rodajas de patata
puestas en contacto con un 1% de L-cisteína durante
un tiempo de contacto de quince minutos es casi el mismo que el
nivel esperado para las rodajas puestas en contacto con una solución
acuosa que comprende agua durante diez minutos a aproximadamente
38ºC (100ºF).
Según otras formas de realización, el contacto
de rodajas de patata con una solución acuosa además comprende la
eliminación de uno o más precursores de la acrilamida, como
asparagina o azúcares reductores, a partir de rodajas de patatas
crudas mediante la filtración de dichos precursores de la acrilamida
de las rodajas de patatas crudas con un extracto de patata o un
flujo de filtración. La filtración de componentes en las rodajas de
patata mediante el extracto de patata o el flujo de filtración tiene
lugar en aquellos componentes para los que existe un gradiente de
concentración entre las rodajas de patata y el extracto de patata o
flujo de filtración. La filtración se puede conseguir
selectivamente mediante una solución de extracto de patata que no
presenta el precursor de la acrilamida que se ha de extraer, pero
que presenta unos niveles de concentración de otras materias
solubles que están en, o próximos a, el equilibrio con los
correspondientes niveles de concentración en las rodajas de patata.
La filtración también se puede conseguir no selectivamente mediante
un flujo de filtración l como agua pura. Un ejemplo de filtración
selectiva implica hacer que el extracto de patata no presente la
asparagina, y después poner en contacto las rodajas de patatas
crudas con el extracto de patata que no presenta la asparagina para
filtrar la asparagina de las rodajas de patatas crudas. Según una
forma de realización, el extracto de patata que no presenta uno o
más precursores de la acrilamida se pone en contacto con las
rodajas de patatas crudas a contracorriente, lo que conducirá a una
filtración más eficaz que un flujo en paralelo. En otra forma de
realización, la filtración también aumenta mediante la vibración
ultrasónica del extracto de patata cuando está en contacto con las
rodajas de patata. Si se desea, el extracto de patata o el flujo de
filtración se puede utilizar para extraer los precursores de la
acrilamida filtrados de forma que el extracto de patata o el flujo
de filtración se puede reciclar para su utilización continuada en el
filtración de más rodajas de patata.
Un punto que hay que tener en cuenta cuando se
revisen los efectos de la manipulación de varios parámetros de las
unidades operativas, como los efectos que se representan en las
figuras 3 y 4, es que todos estos ajustes tendrán un efecto
colateral en la calidad y características del producto final. Por
consiguiente, cualquier ajuste realizado en una de las unidades
operativas se ha de seleccionar cuidadosamente para llegar al
producto que presente las características finales deseadas. Estas
características incluyen color, sabor, sensación en la boca,
densidad, olor, y la vida media del producto acabado.
La figura 5 se centra en otro aspecto de las
unidades operativas y representa el efecto e la disminución del
nivel de humedad en la patata frita durante la etapa de cocción.
Haciendo referencia de nuevo a la figura 2, la etapa de cocción 24
es una unidad operativa que normalmente implica la cocción de
patatas fritas en rodajas en una freidora de aceite a temperaturas
elevadas. Volviendo a la figura 5, la tabla de la misma refleja en
el eje horizontal o de la x el nivel de humedad en el producto final
de patata frita. El eje vertical o de la y está marcado de nuevo
como ppb de acrilamida ("AA") encontrada en el producto final
de patatas fritas. Después se exponen varios puntos que muestran un
porcentaje de humedad en relación al nivel de acrilamida de la
patata frita final. Se utilizaron dos temperaturas distintas en la
fritura que representa con el símbolo de diamantes la fritura a
aproximadamente 178ºC (353ºF) mientras que los símbolos cuadrados se
utilizaron para representar puntos para las patatas fritas a
aproximadamente 149ºC (300ºF). Las líneas 51, 52 se ajustan a la
curva de los puntos de datos para establecer una tendencia. Las
líneas ajustadas a la curva 51, 52 siguen la ecuación general y = c
x^{b}, en la que "y" representa el nivel de acrilamida,
"c" es una constante, "x" es el nivel de humedad, y
"b" es el exponente de "x". La primera línea 51 se refiere
a los puntos de datos de la temperatura de fritura a 149ºC (300ºF).
La segunda línea 52 se refiere a los puntos de datos que se
representan para la fritura a una temperatura de 178ºC (353ºF). Tal
como se puede observar en la figura 5, los niveles de acrilamida
permanecen muy bajos a temperaturas de nivel de humedad de la patata
frita superior a aproximadamente 3% de humedad en peso sin importar
la temperatura de fritura.
Mientras que la figura 5 representa la relación
entre los niveles de acrilamida y el contenido de humedad en las
rodajas de patatas fritas, la figura 6 describe la misma relación en
productos de patatas en rodajas al horno hechos a partir de una
mezcla seca. El eje vertical de la tabla en la figura 6 representa
las concentraciones de acrilamida, mientras que el eje horizontal
representa los niveles de humedad en peso. Mientras que las
concentraciones de acrilamida tienden a ser más elevadas en
productos de patatas en rodajas al horno que en rodajas de patatas
fritas, la figura 5 y 6 representan ambas que las concentraciones de
acrilamida permanecen bastante bajas en productos de patata
cocinados hasta que el nivel de humedad cae por debajo del 3%.
Resulta evidente a partir de las figuras 5 y 6
que los niveles de acrilamida en patatas fritas cocinadas en una
freidora típica aumentan de manera más bien drástica una vez que el
nivel de humedad cae por debajo del 3% de humedad en peso, punto en
el que parece que no queda suficiente humedad para mantener la
temperatura del producto inferior a una temperatura de formación de
la acrilamida. Por ejemplo, la figura 5 representa que el nivel de
acrilamida encontrado en el producto final es relativamente bajo
cuando el nivel de humedad de la patata frita a lo largo de la
unidad operativa es de 3% en peso o superior, sin importar la
exposición a medios de cocción con temperaturas elevadas. Las
figuras 5 y 6 demuestran que el nivel de humedad es un parámetro
adicional útil en una unidad operativa que se puede ajustar para la
reducción de la formación de acrilamida en el producto final.
Desafortunadamente, el nivel de humedad en una
patata frita acabada debería estar de forma ideal en aproximadamente
2%, y preferentemente entre aproximadamente 1,3 y 1,4%. Cualquier
valor superior al 2%, e incluso superior al 1,4%, puede conducir a
contaminar microbiológicamente y deteriorar el empaquetamiento del
producto, así como a consecuencias organolépticas, por ejemplo,
sabor, textura, etc. Sin embargo, los cambios en color, sabor y
consistencia del producto final se pueden ajustar de varias formas.
Además, es posible contrarrestar las consecuencias de acabar el
producto alimenticio con un contenido de humedad más elevado
ajustando varios factores en el empaquetamiento como los materiales
de empaquetamiento, películas, bolsas y sellos. Por consiguiente,
según otra forma de realización del procedimiento descrito para
reducir la formación de acrilamida en alimentos tratados
térmicamente, otra unidad operativa comprende acabar el producto
alimenticio de la forma que sale de su última etapa de cocción con
un contenido de humedad de, por ejemplo, aproximadamente 1,4% en
peso, aproximadamente 1,6% en peso, aproximadamente 1,8% en peso y
aproximadamente 2% en peso, o a cualquier% de humedad en peso entre
1,4 y 2%.
Sin embargo, es importante indicar que es
conocido que otros productos de patatas forman cantidades
significativas de acrilamida incluso con un contenido de humedad
relativamente elevado. Por ejemplo, las patatas fritas, que
normalmente salen de la freidora con aproximadamente un 15% de
humedad en peso, han mostrado que desarrollan unas cantidades
significativas de acrilamida durante la cocción. Esto sugiere que la
formación de acrilamida depende de la temperatura (particularmente
la temperatura superficial) de un producto cocinado más que del
contenido de humedad total. De hecho, los estudios han demostrado
que la acrilamida no se forma en cantidades significativas hasta
que los reactivos necesarios se exponen a temperaturas de
aproximadamente 250ºF/120ºC. Parece, por consiguiente, que un
producto de patatas que contiene compuestos precursores de la
acrilamida no formará cantidades significativas de acrilamida hasta
que, en la cocción, la temperatura del producto, que puede diferir
significativamente de la temperatura del medio de cocción, aumenta
por encima de aproximadamente 120ºC (250ºF). sin embargo, el
contenido de humedad de dicho producto puede ser una buena
indicación de si la temperatura del producto ha superado una
temperatura de formación para la acrilamida.
Algunos expertos en la materia han expuesto que
la humedad en el producto ayuda a mantener la temperatura interna
del producto por debajo de la temperatura de formación de la
acrilamida, incluso en un entorno con temperatura relativamente
elevada. Cuando se ha extraído la mayor parte de la humedad, sin
embargo, las temperaturas elevadas de las proximidades pueden
provocar que la temperatura del producto aumente por encima de la
temperatura de formación de la acrilamida. Es importante tener en
cuenta, sin embargo, que no todas las porciones de un producto
cocinado comparten la misma temperatura interna. Las patatas fritas
caseras, por ejemplo, pueden ser bastante gruesas si se comparan
con las patatas en rodajas y por consiguiente tienden a presentar un
gradiente de humedad mayor entre las porciones interiores y
exteriores del producto. Consecuentemente, es posible que una
patata frita que se haya cocinado presente una temperatura
superficial bastante elevada incluso si su contenido de humedad
interior es elevado. Por el contrario, una patata en rodajas es más
delgada y tiende a presentar niveles de humedad más consistentes a
través de la rodaja durante la cocción. Por consiguiente, por lo
menos por lo que respecta a los productos como las rodajas de
patatas o trozos de patata elaborados, el nivel de humedad puede
ser todavía un buen indicador de su temperatura interna. Esto
también es así para productos que no sean de la patata realizados a
partir de maíz, cebada, trigo, centeno, aceite, avena, mijo, y
otros granos a base de almidón. Además, el equipo de cocción
continua se puede diseñar con diferentes etapas de temperatura que
progresivamente disminuyen de las temperaturas más elevadas a las
más bajas a medida que el contenido de humedad del producto
cocinado disminuye. Esto facilita que la humedad se extraiga
rápidamente sin permitir que la temperatura del producto aumente
por encima de la temperatura de formación de la acrilamida.
Por consiguiente, un elemento de esta invención
implica la división de la unidad operativa de cocción (la cuarta
unidad operativa 24 representada en la figura 2) en por lo menos dos
etapas de calentamiento separadas. Una primera etapa de
calentamiento tiene lugar a temperaturas elevadas para reducir el
nivel de humedad a algún punto próximo pero superior al 3% en peso.
El producto se finaliza a un nivel de humedad deseado de
aproximadamente 1-2% en peso, pero preferentemente
aproximadamente 1,4% en peso, con una etapa de calentamiento a
temperatura más baja que presenta una temperatura inferior a
aproximadamente 120ºC (250ºF). Sin embargo, las modificaciones del
proceso descritas en la presente memoria no se limitan a procesos de
técnicas anteriores para cocinar rodajas de patatas como el dado a
conocer en la figura 2. Estas modificaciones también son aplicables
en procesos para elaborar productos elaborados derivados de patata,
maíz, trigo, centeno, arroz, avena, mijo, y otros granos a base de
almidón. Por ejemplo, estas modificaciones del proceso se pueden
utilizar para reducir la formación de acrilamida en patatas
elaboradas y en productos de maíz, cereales, galletas, galletas
saladas, galletas saladas en forma de lazo duras, y panes, por
nombrar unos cuantos. Destacar que los términos "etapa de cocción
modificada" y "unidad operativa de cocción modificada"
significan que incluyen no solo el procedimiento de la técnica
anterior de la figura 2 para cocinar rodajas de patatas sino también
los procedimientos de la técnica anterior para elaborar otros
productos alimenticios en los que es deseable reducir la formación
de acrilamida. Además, el término "trozos a base de patata"
incluye tanto rodajas de patatas crudas como trozos de patatas
elaborados a partir de almidón o masa de patata.
Cada etapa de calentamiento se puede conseguir
utilizando varios procedimientos de calentamiento. Por ejemplo, la
primera etapa de calentamiento puede comprender la fritura a presión
atmosférica, fritura al vacío, fritura asistida con microondas, o
el horneado. La primera etapa de calentamiento, sin embargo, puede
comprender alternativamente cualquier otro procedimiento para
cocinar el producto y disminuir su nivel de humedad prestando una
atención especial a la eficiencia de la producción como el tiempo
de permanencia, los costes de energía, los costes del equipo
principal y el espacio disponible. Cuando la primera etapa de
calentamiento implica freír el producto, la primera etapa de
calentamiento se denomina a menudo "fritura parcial", ya que
friendo solo parcialmente se cocina el producto hasta que su
contenido de humedad se disminuye a un punto cercano pero superior
al 3% en peso. La segunda etapa de calentamiento puede comprender
la fritura al vacío, secado en el horno a baja temperatura, secado
en horno al vacío, o cualquier otro procedimiento de cocción que
mantenga las temperaturas de cocción requeridas por la segunda
etapa de calentamiento. Sin embargo, también se pueden utilizar
otros procedimientos para reducir el contenido de humedad evitando
las condiciones de temperatura baja/temperatura elevada más
favorables para la formación de acrilamida siempre que la
temperatura del producto permanezca por debajo de la temperatura de
formación de la acrilamida de aproximadamente 120ºC (250ºF). La
segunda etapa de calentamiento se denomina a menudo "fritura
final" o "secado final", ya que el contenido de humedad se
reduce hasta el nivel final deseado.
Mediante la modificación de la etapa de lavado
23 y/o la etapa de cocción 24 del proceso para elaborar patatas
fritas que se representa en la figura 2, los niveles de acrilamida
en el producto final se pueden reducir significativamente sin
perjudicar la calidad del producto y sus características finales. En
una forma de realización preferida, un proceso de elaboración de
patatas fritas que utiliza patatas frescas para freír combina las
etapas tradicionales de pelado, el corte en rodajas, y lavado con
una unidad operativa de cocción modificada que implica la fritura
parcial a aproximadamente 165ºC a aproximadamente 182ºC
(330-360ºF) durante aproximadamente
1-3 minutos, seguido del secado en el horno inferior
a aproximadamente 120ºC (250ºF) hasta que el nivel de humedad de la
patata frita se reduce a aproximadamente 1,4% en peso. En las
pruebas en las que se ha utilizado esta forma de realización
preferida, se han conseguido niveles de acrilamida inferiores a 130
ppb. Esta forma de realización preferida consigue un balance entre
un nivel elevado de reducción de la acrilamida con un cambio
aceptable en la calidad del producto asociado con las modificaciones
necesarias del proceso. Sin embargo, son posibles otras formas de
realización. Las figuras 7a, 7b y 8 representan varios ejemplos de
combinaciones de modificaciones de lavado que comprenden el
contacto con una solución acuosa y las modificaciones de cocción
que reducen los niveles finales de acrilamida de los niveles que han
resultado de los procedimientos de la técnica anterior. Por
ejemplo, un nivel final de acrilamida de más de 300 ppb se reduce a
menos de 100 ppb. Aunque las figuras 7a, 7b y 8 implican formas de
realización para procesar rodajas de patatas crudas, los
procedimientos de lavado utilizados en esas formas de realización
también se pueden aplicar a otro tipo de alimentos crudos en los
que es deseable una reducción de acrilamida, como boniatos, ñames y
plátanos. Asimismo, las modificaciones de cocción utilizadas en
esas formas de realización también se pueden aplicar a otros
productos alimenticios fritos tales como tortillas de maíz, plátanos
fritos, boniatos fritos y ñames fritos.
La figura 7a describe los niveles de acrilamida
resultantes de patatas fritas elaboradas combinando varias formas
de realización distintas de una etapa de lavado modificada que
comprende el contacto con una forma de realización particular de
una etapa de cocción modificada. La etapa de cocción modificada de
la figura 7a comprende freír parcialmente ("fritura parcial")
rodajas de patata a aproximadamente 178ºC (353ºF) durante
aproximadamente uno a tres minutos en una primera etapa de
calentamiento, después el secado en horno de las rodajas de patata
a aproximadamente 120ºC (250ºF) hasta que el contenido de humedad se
reduce a aproximadamente 1,3% en peso en una segunda etapa de
calentamiento. La ventaja de freír parcialmente seguido de un secado
al horno es que se pueden evitar las condiciones de humedad
baja/temperatura elevada que son más favorables para la formación
de acrilamida y producir igualmente productos finales que son
organolépticamente similares a los productos tradicionalmente
fritos. Sin embargo, un secado al horno prolongado puede conferir al
producto una sensación de sequedad en la boca y puede provocar un
abrasamiento del producto que es difícil de enmascarar.
La vertical o eje de la y de la gráfica en la
figura 7a representa las concentraciones de acrilamida en ppb,
mientras que la horizontal o eje de la x está indicada para mostrar
los parámetros de cada forma de realización de la etapa de lavado
modificada que comprende el contacto de las rodajas de patatas con
una solución acuosa. Cada punto de datos representa un par de las
barras verticales: la barra de la izquierda representa las
concentraciones de acrilamida después del contacto y la fritura
parcial mientras que la barra derecha representa las concentraciones
de acrilamida después del secado en el horno. Leyendo de izquierda
a derecha, el primer punto de datos 71 de la figura 7a, como el de
la figura 3 y 4, es una muestra base que implica un lavado en agua
de dos a tres minutos a temperatura ambiente, después del cual la
muestra se fríe atmosféricamente a aproximadamente 1,3% de humedad
en peso. El segundo punto de datos 72 es como el primero con la
excepción de que la muestra se fríe a aproximadamente el 1,0% de
humedad. Destacar que la primera y la segunda muestra 71, 72
desarrollan aproximadamente 320 ppb y 630 ppb de acrilamida
respectivamente. El tercer punto de datos 73 implica el mismo
lavado en agua durante dos a tres minutos, pero la muestra después
se fríe a una humedad ligeramente superior al 3% y se seca en el
horno a aproximadamente 1,3% de humedad. Las barras izquierda y
derecha representan que la muestra abandonó la etapa de fritura
parcial con una concentración de acrilamida relativamente baja de
aproximadamente 65 ppb y aumentó menos de 15 ppb en la etapa de
secado en horno. El cuarto punto de datos 74 implica el contacto de
una solución acuosa que comprende agua con las rodajas de patata
durante un tiempo de contacto de cinco minutos a aproximadamente
60ºC (140ºF), seguido de las etapas de fritura parcial y secado en
el horno de la unidad operativa de cocción modificada. Estos cinco
minutos, 60ºC (140ºF) de contacto combinado con las etapas de
fritura parcial y secado en horno da como resultado en una
concentración de acrilamida incluso más baja de menos de 40 ppb.
Las muestras se pusieron en contacto con
soluciones de cloruro cálcico 75, 76, 77 produjeron todas unos
niveles de acrilamida superiores a los producidos por la muestra 74
en contacto con agua pura durante cinco minutos a aproximadamente
60ºC (140ºF). Sin embargo, los niveles de acrilamida finales de
todas estas muestras estaban todavía por debajo de 80 ppb, que es
significativamente inferior que los 320 ppb en la muestra base.
El último punto de datos 78 implica un contacto
de 15 minutos con una solución acuosa que comprende un 1% de
L-cisteína. De forma interesante, de los distintos
procedimientos de contacto representados en la figura 7a, este
procedimiento de contacto produjo la concentración de acrilamida más
baja. Este procedimiento de contacto, sin embargo, también requiere
el tiempo de contacto más prolongado de los procedimientos
representados en la figura 7a. Aunque la utilización de un 1% de
L-cisteína 78 como solución acuosa para el contacto
dio como resultado el nivel más bajo de acrilamida en el producto
final, se han de considerar otros factores, tales como el efecto de
un tiempo de contacto tan prolongado en la calidad del producto, así
como el coste de aumentar el tiempo de contacto.
La figura 7b representa los últimos seis puntos
de datos 73, 74, 75, 76, 77, 78 de la figura 7a en una tabla a una
escala de concentración de acrilamida más estrecha.
En la figura 8, los resultados representados en
la figura 7b se han normalizado para describir los niveles de
acrilamida que se podrían esperar si las muestras de prueba se
hubieran frito a un nivel de humedad ligeramente superior al 3% en
peso y después secado en el horno a aproximadamente 120ºC (250ºF) a
un nivel de humedad normalizado de aproximadamente 1,3% en peso.
Los niveles de acrilamida están normalizados de la misma forma
descrita anteriormente en relación con la figura 4. Al comprar los
resultados 83, 84, 88 representados en la figura 8 con los
experimentos similares 41, 43, 45 representados en la figura 4, se
puede observar que dividir la unidad operativa de cocción en una
primera etapa de calentamiento a temperatura elevada y una segunda
etapa de calentamiento a temperatura más baja reduce
significativamente los niveles de acrilamida. Mientras que la
figura 4 representa que la fritura según la forma tradicional a un
nivel de humedad normalizado al 1,32% en peso debe dar como
resultado unas concentraciones de acrilamida que varían en un
intervalo ligeramente superior a 100 ppb hasta aproximadamente 400
ppb, la figura 8 representa que la fritura parcial y el secado al
horno al mismo nivel de humedad normalizado debería dar como
resultado unas concentraciones de acrilamida significativamente
inferiores a 100 ppb. El beneficio acumulativo de la combinación de
una unidad operativa de lavado modificada que comprende una etapa
de contacto con una unidad operativa de cocción resulta
particularmente aparente cuando se compara el punto de datos 43 de
54ºC (130ºF)/5 minutos de contacto de la figura 4 y el punto de
datos 84 de 60ºC (140ºF)/5 minutos de contacto de la figura 8 con el
punto de referencia 41 de la figura 4. Como se ha expuesto
anteriormente en relación con la figura 4, aumentado el tiempo de
contacto desde 2-3 minutos hasta 5 minutos e
incrementando la temperatura de contacto desde la temperatura
ambiental hasta aproximadamente 54ºC (130ºF) hace que el nivel de
acrilamida en el producto final disminuya desde aproximadamente 330
ppb hasta aproximadamente 230 ppb. El segundo punto de datos 84 de
la figura 8 representa que el nivel final de acrilamida puede
reducirse más hasta menos de 40 ppb cuando una etapa de contacto
similar de 5 minutos de duración a una temperatura de 60ºC (140ºF)
es seguida por una unidad operativa de cocción que implica la
fritura parcial y el secado en el horno.
La figura 9 representa el aumento drástico en
las concentraciones finales de acrilamida que da como resultado una
temperatura de secado en el horno superior a aproximadamente 120ºC
(250ºF). En la figura 9, las muestras de prueba se ponen en
contacto y después se fríen parcialmente de la misma manera que en
la figura 7b, pero las muestras después se secan al horno a
aproximadamente 176ºC (350ºF) mejor que aproximadamente 120ºC
(250ºF). Las concentraciones finales de acrilamida de las muestras
de prueba después se normalizan para mostrar los niveles de
acrilamida esperados al alcanzar el 0,76% en peso (que es el
contenido de humedad final que se alcanza en el punto basal/normal
de dos a tres minutos de lavado con agua que se representa como el
primer punto de datos). Cuando se compara el segundo punto 74 de la
figura 7b con el punto 94 de la figura 9, por ejemplo, el aumento
de la temperatura de secado al horno desde aproximadamente 120ºC
(250ºF) hasta aproximadamente 176ºC (350ºF) aumenta la
concentración de acrilamida desde un nivel ligeramente inferior a 40
ppb hasta aproximadamente 270 ppb. Esta temperatura de secado en el
horno aumenta de forma similar debido a las concentraciones de
acrilamida de otras muestras de prueba hasta aumentar drásticamente
desde valores a 100 ppb hasta más de 500 ppb. Otra muestra de
prueba (no se representa) se lavó para eliminar almidón superficial,
se frió parcialmente a aproximadamente 176ºC (350ºF) para un
contenido de humedad entre aproximadamente 3-5% en
peso, y después se secó en un horno comercial Wenger a una
temperatura de aproximadamente 132ºC (270ºF) hasta un contenido
final de aproximadamente 1,3% en peso, que da como resultado un
nivel de acrilamida de aproximadamente 270 ppb. Los resultados 93,
94, 95, 96, 97, 98 que se representan en la figura 9, así como los
resultados de la muestra de prueba secada en el horno a una
temperatura de aproximadamente 132ºC (270ºF), ilustran las ventajas
de mantener la temperatura de cocción y/o secado del producto
inferior o igual a aproximadamente 120ºC (250ºF) cuando el contenido
de humedad disminuye por debajo aproximadamente del 3% en peso.
Este principio se aplica no solo a las rodajas de patata cruda sino
que también a otros alimentos crudos, como ñames y plátanos, y
productos elaborados derivados de patata, maíz, cebada, trigo,
centeno, arroz, avena, mijo y otros granos que contienen
almidón.
La figura 10 presenta los resultados y las
condiciones operativas de otra forma de realización en la que las
rodajas de patata se lavan, se fríen un poco y se secan al horno.
Una muestra control 101 se procesó de una forma similar a la
descrita en relación con las muestras base 71, 72 descritas en la
figura 7a. Tras aproximadamente un lavado con agua a temperatura
ambiente durante 20-30 segundos, de un contacto
breve de las rodajas de patata con una solución diluida de cloruro
sódico (3-5%) durante unos cuantos segundos, una
muestra control 101 de un grosor de las rodajas de 1,45 mm de
patatas Hermes cortadas para freír se frieron un poco en aceite que
tiene una temperatura inicial de aproximadamente 179ºC (354ºF)
durante aproximadamente tres minutos hasta alcanzar una humedad de
1,4% en peso. La muestra control 101 presenta una concentración de
acrilamida de 640 ppb, similar a las 630 ppb producidas en la
segunda muestra de referencia 72 que se representa en la figura 7a.
La muestra de prueba 102 se lavó de forma similar y puso en contacto
como la muestra control 101. Utilizando una freidora comercial
grande, la muestra de prueba 102 se frió parcialmente en aceite que
tiene una temperatura inicial de aproximadamente 174ºC (345ºF)
durante aproximadamente tres minutos hasta que la humedad disminuyó
hasta 2,5% en peso. Después la muestra de prueba frita parcialmente
102 se acabó de freír durante aproximadamente seis minutos
utilizando un horno a una temperatura de aproximadamente 110ºC
(230ºF) hasta que el contenido de humedad disminuyó hasta 1,4% en
peso. La cocción de esta manera dio un producto con una
concentración reducida de acrilamida de 160 ppb, que es
aproximadamente el 25% de la concentración de acrilamida de la
muestra control 101.
En otro grupo de pruebas (no representado)
similar a los que se representan en la figura 10, las rodajas de
patata que se sometieron a un procedimiento normalizado de lavado,
se frieron parcialmente hasta aproximadamente 3-5%
de humedad en peso, y después se secan al horno hasta
aproximadamente menos del 2% en peso. Una muestra control se lavó y
después se frió hasta aproximadamente 179ºC (354ºF) hasta un
contenido final de humedad de aproximadamente 1,3% en peso, que da
como resultado un nivel de acrilamida de 380 ppb. Sin embargo, las
muestras de prueba fritas parcialmente a aproximadamente 179ºC
(354ºF) hasta un contenido de humedad entre aproximadamente 3 hasta
aproximadamente 5% dieron como resultado unos niveles de acrilamida
de aproximadamente 64 ppb. El producto frito parcialmente después
se secó en un horno comercial Wenger a varias temperaturas. Se ha
demostrado que secar las rodajas fritas parcialmente a
aproximadamente 115ºC (240ºF) a un contenido en humedad final de
aproximadamente 1,3% de humedad en peso en un horno Wenger dio como
resultado unos niveles de acrilamida de 125 ppb. De manera
interesante, secar las rodajas fritas parcialmente a aproximadamente
100ºC (212ºF) y a una presión atmosférica igual a la ambiental o
ligeramente inferior (13,6 a 14,6 psia), incluso durante unos
periodos de tiempo largos (incluso a un periodo tan largo como
10-15 minutos), no incrementa los niveles de
acrilamida. Esta forma de realización demuestra que las rodajas de
patata se pueden freír parcialmente a aproximadamente 179ºC (354ºF)
hasta un contenido de humedad entre 3-5% y después
se secan al horno a aproximadamente 100ºC (212ºF) a una presión
atmosférica igual a la ambiental o ligeramente inferior sin
incrementar los niveles de acrilamida por encima de los niveles que
se forman en la operación de fritura parcial. Para reducir más la
concentración de acrilamida formada en el producto cocinado, las
rodajas de patata se pueden eliminar de la etapa de fritura parcial
con unos niveles tan elevados como el 10% en peso, pero sacar el
producto demasiado pronto puede afectar la textura final del
producto. Cabe destacar, sin embargo, que este procedimiento no se
limita a las rodajas crudas de patata y se puede aplicar a otros
productos alimenticios fritos como tortitas fritas, plátanos
fritos, boniatos fritos y ñames fritos. La ventaja de freír
parcialmente y después secar a aproximadamente 100ºC (212ºF) es que
la unidad operativa de cocción se puede modificar sola para reducir
significativamente la formación de acrilamida desde más de 300 ppb
hasta aproximadamente menos de 70 ppb; no es necesario modificar
las etapas de pelar, cortar en rodajas y lavar.
En el conjunto de formas de realización que
implica la fritura parcial seguida del secado al horno, también es
posible realizar el secado al vacío para mejorar la eliminación de
la humedad. En el secado al vacío, se necesita menos tiempo para
secar el producto hasta el contenido de humedad final deseado.
Aunque se ha demostrado que el secado en el horno a 100ºC (212ºF) o
una temperatura próxima no provoca ningún aumento medible en los
niveles de acrilamida, el secado en el horno a esta temperatura
requiere un tiempo relativamente largo para secar el producto. De
este modo, el secado al vacío ayuda a reducir el tiempo necesario
para secar el producto. También ayuda a reducir el tiempo al que se
expone el producto a las temperaturas formadoras de acrilamida, se
deben utilizar unas temperaturas de secado al horno más
elevadas.
Las figuras 7a, 7b, 8 y 10 representan unos
resultados de pruebas a partir de la combinación de una forma de
realización particular de una unidad operativa de cocción modificada
con varias formas de realización diferentes de una unidad operativa
de lavado modificada que comprende una etapa de contacto, también
son posibles otras formas de realización. Por ejemplo, las
diferentes etapas de contacto presentadas en estas figuras se pueden
prolongar con una unidad operativa de cocción modificada diferente.
Alternativamente, un procedimiento mejorado para la reducción de la
formación de acrilamida puede utilizar simplemente una unidad
operativa de cocción modificada sin modificar otra unidad
operativa. En otro grupo de formas de realización, la segunda de las
dos etapas de calentamiento de una unidad operativa de cocción
modificada comprende la fritura final al vacío en lugar de la
fritura a presión atmosférica. En la fritura final al vacío, el
producto parcialmente frito o cocinado que se obtiene de la primera
etapa de calentamiento se puede seguir friendo, pero a una
temperatura demasiado baja para formar unas cantidades
significativas de acrilamida. Según una forma de realización, la
presión al vacío debe ser la adecuada para que la fritura se de por
debajo de aproximadamente 120ºC (250ºF). Dicha fritura final al
vacío también se puede aplicar a otros productos alimenticios como
los derivados de patata, maíz, centeno, trigo, arroz, avena, mijo y
otros granos que contienen almidón.
La figura 11 representa los resultados y las
condiciones operativas de varios ejemplos de una unidad operativa
de cocción que implica la fritura parcial seguida de la fritura
final al vacío. En el control 110 y las muestras de prueba 111,
112, 113, 114, la variedad Hermes de patatas para freír se pelaron,
se cortaron a un grosor de aproximadamente 1,35 mm y se sometieron
a un lavado con agua a temperatura ambiente durante 20 a 30
segundos. Después del lavado, la muestra control 110 se frió a
presión atmosférica en aceite que presenta una temperatura inicial
de aproximadamente 177ºC (351ºF) durante aproximadamente 2,5 minutos
a un nivel de humedad de 0,83% en peso, produciendo una
concentración de acrilamida de 370 ppb. En las pruebas
1-4, todas las muestras de prueba 111, 112, 113,
114 se frieron parcialmente a presión atmosférica a aproximadamente
177ºC (351ºF) y se acabó de freír al vacío a aproximadamente 120ºC
(248ºF) y 100 milibares, pero cada una se frió parcialmente y se
acabó de freír al vacío durante varios periodos de tiempo. En la
prueba 1 111, se encontraron 220 ppb en la muestra de prueba
después del lavado, la fritura parcial atmosférica durante
aproximadamente 100 segundos hasta 3% de humedad en peso, y la
fritura final al vacío durante 44 segundos hasta aproximadamente
0,7% en peso. Los resultados de las pruebas 2-4
112, 113, 114 muestran que los niveles de acrilamida en el producto
final disminuye drásticamente cuando se para la fritura parcial, y
se inicia el secado final al vacío, antes de que el contenido de
humedad disminuya a 3% en peso. Las pruebas 2-4 112,
113, 114 produjeron todas unas concentraciones de acrilamida
inferiores a 50 ppb. En la prueba 4 114, se alcanzó un nivel de
acrilamida de sólo 13 ppb hasta 10% de humedad en peso por fritura
al vacío, después la fritura al vacío hasta aproximadamente 1% en
peso. Como se puede observar a partir de los datos, las rodajas
parcialmente fritas con un contenido de humedad superior antes de
que se acaben de freír al vacío a baja temperatura disminuye
dramáticamente las concentraciones finales de acrilamida. Este
procedimiento también se puede utilizar para reducir las
concentraciones finales de acrilamida en otros productos fritos
como tortillas fritas, plátanos fritos, boniatos fritos y ñame
frito. Las ventajas de la fritura final al vacío después de la
fritura parcial a aproximadamente 3-10% de humedad
en peso son que las etapas finales de la cocción se pueden completar
a unas temperaturas bajas sin afectar la textura del producto, y su
eficacia en la reducción de la formación de acrilamida puede
eliminar la necesidad de modificar la etapa de lavado que comprende
el contacto del producto con la solución acuosa. Sin embargo, la
fritura final al vacío también permite que las etapas finales de
cocción se puedan completar a unas temperaturas superiores a las
que se pueden utiliza cuando no se fríen al vacío, al mismo tiempo
que todavía proporcionan unas concentraciones de acrilamida
reducidas en el producto final. Se debe destacar que el producto
frito acabado al vacío presenta un color más pálido que la muestra
control, y la transferencia del producto cocinado desde la
operación de fritura parcial en la unidad de fritura final al vacío
a unos niveles superiores de humedad puede proporcionar un aroma
dulce al producto. Se debe tener en cuenta que el coste del equipo
de fritura final al vacío puede ser superior al del equipo de secado
al horno.
De forma similar, el frito parcial al vacío se
puede utilizar en la primera de las dos etapas de calentamiento de
una unidad operativa modificada de cocción. A título de ejemplo, una
forma de realización de una unidad operativa modificada de cocción
implica la fritura parcial al vacío hasta obtener un contenido de
humedad próximo pero superior al umbral de humedad de
3-4% en peso, después se seca al horno a una
temperatura no superior a aproximadamente 120ºC (250ºF) hasta la
finalización. Al freír parcialmente al vacío, el producto se puede
freír a una temperatura inferior, produciendo de este modo menos
acrilamida. Además, el secado al horno a una temperatura de 120ºC
(250ºF) o inferior permite que no se forme acrilamida o se forme
poca cantidad durante la etapa de secado al horno. La ventaja de
utilizar la fritura parcial al vacío en la primera de las dos
etapas de calentamiento, particularmente cuando se realiza a una
temperatura inferior a aproximadamente 120ºC (250ºF) o incluso
inferior a aproximadamente 140ºC (284ºF) al vacío es que no se forma
acrilamida o se forma poca cantidad durante la primera etapa,
mientras que generalmente la fritura parcial produce por lo menos
algo de acrilamida. Sin embargo, la fritura al vacío en la primera
etapa de calentamiento puede crear un producto con unas
características acabadas diferentes.
Para las líneas de productos acabados, que
pueden comprender los tentempiés elaborados o productos como
cereales, galletas, galletas saladas, galletas saladas en forma de
lazo (pretzel) y pan, otra forma de realización de la invención
comprende una unidad operativa de cocción con una primera etapa de
cocción de temperatura superior y una segunda etapa de cocción de
temperatura inferior. En la unidad operativa de cocción de esta
forma de realización el producto primero se hornea a una
temperatura más elevada (superior a aproximadamente 120ºC (250ºF))
hasta que su contenido de humedad se reduce hasta aproximadamente un
4% a aproximadamente un 10% en peso. El producto después se seca en
un horno (secado u horneado final) a una temperatura no superior a
aproximadamente 120ºC (250ºF) hasta que se consigue el nivel de
humedad deseado, normalmente aproximadamente de 1% a
aproximadamente 3%. Por ejemplo, se puede utilizar un horno de
convección en la primera etapa de calentamiento a una temperatura
más elevada para reducir el contenido de humedad del producto a
aproximadamente un 10% en peso. El horno puede estar dividido en
cuatro zonas de calentamiento en las que la temperatura es más
elevada en la primera zona y desciende gradualmente a lo largo de
las tres zonas restantes. Se puede utilizar un horno de convección,
de temperatura descendiente, de zona única, en la segunda etapa de
calentamiento a una temperatura más baja para completar el proceso
de calentamiento. Sin embargo, se pueden utilizar otros tipos de
horno para las dos etapas de calentamiento de esta forma de
realización. También, la segunda etapa de calentamiento a una
temperatura más baja de esta forma de realización en particular,
como la de las formas de realización que implican una fritura
parcial seguida de un secado al horno, se pueden realizar a
aproximadamente 120ºC (250ºF) y una presión atmosférica ligeramente
inferior de modo que se forme poca o ninguna acrilamida adicional
después de la primera etapa de calentamiento a una temperatura más
elevada.
En las pruebas que utilizan una forma de
realización del ejemplo que implica una primera etapa de horneado a
una temperatura más elevada y una segunda etapa de horneado a una
temperatura más baja, los trozos de patata elaborados se hornearon
primero a una temperatura superior a aproximadamente 120ºC (250ºF)
hasta que los niveles de humedad descendieron a aproximadamente un
10% en peso. Después, los trozos se sometieron a un secado final a
aproximadamente 110ºC (230ºF) durante aproximadamente 10 minutos
hasta que el contenido de humedad descendió a aproximadamente
1,7-2,2% en peso. Los niveles finales de acrilamida
fueron de aproximadamente 100-200 ppb. Sin embargo,
cuando algunas muestras de trozos parcialmente horneados se
sometieron a un secado final a aproximadamente 120ºC (250ºF) a
aproximadamente 1,6% de humedad en peso, los niveles de acrilamida
fueron de entre 470 y 750 ppb. Además, se produjeron unos niveles
de acrilamida sustancialmente superiores de entre 460 y 1.900 ppb
cuando las muestras de rodajas parcialmente horneadas se sometieron
a un secado final a aproximadamente 132ºC (270ºF) a aproximadamente
1,6-2,2% de humedad en peso. Estos resultados
subrayan la importancia de mantener el cocción o la temperatura de
secado de un producto cocinado a, o inferior a, aproximadamente
120ºC (250ºF) durante las etapas finales de cocción. Este principio
es aplicable no sólo a las piezas de patatas cocinadas o elaboradas
sino también a otros productos elaborados derivados de la patata, el
maíz, la cebada, el trigo, el centeno, el arroz, la avena, el mijo,
y otros granos que contienen almidón. Este principio también es
aplicable a la cocción de productos crudos como boniatos y
plátanos.
En otra forma de realización de la invención, en
lugar de dividir la unidad operativa de cocción modificada en una
primera etapa de calentamiento a una temperatura más elevada y una
segunda etapa de calentamiento a una temperatura más baja, la
unidad operativa de cocción modificada comprende en cambio una
fritura al vacío para todo el proceso de cocción. La figura 12
representa los resultados y las condiciones operativas de varios
ejemplos de dicha forma de realización. En las pruebas
1-4, 121, 122, 123, 124, se lavaron en agua varios
grupos control de patatas fritas del tipo Hermes, peladas, cortadas
en rodajas y de un grosor de 1,45 mm a temperatura ambiente durante
aproximadamente 30 segundos, después se procesaron a través de una
fritura continuada habitual. La temperatura de entrada del aceite
varió en un intervalo de entre aproximadamente 165ºC a
aproximadamente 180ºC (329-356ºF), y las muestras
de control se frieron durante aproximadamente 3-4
minutos, dando como resultado unos niveles de acrilamida de
aproximadamente 300 ppb. En contraste, las muestras de prueba en las
Pruebas 5-7, 125, 126, 127 todas produjeron
concentraciones de acrilamida inferiores a 60 ppb después de una
fritura al vacío a una temperatura baja durante aproximadamente 4 a
aproximadamente 10 minutos a unas temperaturas en un intervalo de
entre aproximadamente 100 a aproximadamente 140ºC
(212-284ºF) y a presiones en un intervalo de entre
aproximadamente 50 a aproximadamente 100 milibares. Como se puede
apreciar a partir de los datos, la fritura al vacío a temperaturas
reducidas reduce espectacularmente la cantidad de acrilamida
formada. Además, se forma poca cantidad o no se forma acrilamida
cuando el producto se fríe al vacío a una temperatura inferior a
aproximadamente 120ºC (250ºF) a lo largo de todo el proceso de
cocción. Las pruebas 6 y 7 126, 127, por ejemplo, muestran que la
fritura al vacío por debajo de aproximadamente 120ºC (250ºF) y a una
presión no superior a 100 milibares da como resultado unos niveles
virtualmente indetectables (inferiores a 5 ppb) de acrilamida. La
ventaja de freír por debajo de aproximadamente 120ºC (250ºF) es que
se forma poca cantidad o no se forma acrilamida. Sin embargo, las
temperaturas superiores a aproximadamente 120ºC (250ºF) se pueden
utilizar cuando se realiza la fritura al vacío o fritura final al
vacío, consiguiendo todavía una concentración de acrilamida
reducida en el producto acabado. Por ejemplo, en la prueba 5 125, la
fritura al vacío a 140ºC (284ºF) produjo un producto con un
contenido de acrilamida de aproximadamente 53 ppb. Dado este
resultado, parece probable que la fritura final al vacío o la
fritura al vacío solamente podría producir productos que presentan
menos de aproximadamente 100 ppb de acrilamida a temperaturas de
hasta 143ºC (290ºF). Debería considerarse, sin embargo, que la
fritura al vacío a lo largo de todo el proceso de cocción puede
alterar significativamente la textura, la apariencia y el sabor del
producto.
Para las líneas de productos acabados, que
pueden comprender los tentempiés, cereales y otros productos a base
de almidón y maíz como se ha explicado anteriormente, la unidad
operativa modificada de cocción puede comprender alternativamente
la cocción a una temperatura baja durante todo el proceso de
cocción. La cocción a temperatura baja se puede llevar a cabo a una
temperatura de 120ºC (250ºF) de modo que no se forme acrilamida.
Sin embargo, la cocción de una temperatura inferior puede crear unos
productos de un color más claro, mientras que la cocción a una
temperatura superior puede crear unos productos más oscuros. De este
modo, la aplicabilidad de la cocción a una temperatura baja está en
función en parte de las características de color deseadas del
producto final.
La presente invención combina las explicaciones
de la presente memoria en relación con las manipulaciones de varias
unidades operativas para conseguir un nivel de acrilamida deseado en
el producto final así como las características deseadas del
producto acabado. Las combinaciones utilizadas dependen del producto
de partida y del producto final deseado y un experto en la materia
las puede ajustar según las explicaciones del documento presente.
El efecto del pH sobre la formación de acrilamida es otro factor que
se puede considerar y combinar con las explicaciones de la presente
memoria.
Se debe entender que los cambios en las
características del producto final, como los cambios en el color,
el gusto y la consistencia se pueden ajustar por varios medios. Por
ejemplo, las características de color en las patatas fritas se
pueden ajustar controlando la cantidad de azúcares en el producto de
partida. Algunas características de gusto se pueden cambiar
mediante la adición de varios agentes aromatizantes en el producto
final. La textura física del producto se puede ajustar mediante, por
ejemplo, la adición de un agente de fermentación o varios
emulsionantes.
Aunque la invención se ha representado
particularmente y se ha descrito haciendo referencia a una o más
formas de realización, los expertos en la materia apreciarán que se
pueden plantear varios enfoques para la reducción de acrilamida en
los alimentos tratados térmicamente sin apartarse del alcance de la
presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Por ejemplo, aunque los procedimientos se han descrito en la
presente memoria haciendo referencia a los productos de la patata,
el procedimiento se puede utilizar también en el tratamiento de
productos alimenticios preparados a partir de maíz, cebada, trigo,
centeno, arroz, avena, mijo y otros granos que contienen almidón.
Además de las patatas fritas, La invención se puede utilizar para
la preparación de tortitas de maíz fritas y otros tipos de
tentempiés fritos, así como en cereales, galletas, galletas
saladas, galletas saladas en forma de lazo, panes y bollos, y el
empanado para la carne. En cada uno de estos alimentos, el
procedimiento de la presente invención para la manipulación de una o
más unidades operativas se puede combinar con otras estrategias
para la reducción de acrilamida para producir un nivel aceptable de
acrilamida sin afectar negativamente el gusto, el color, el olor u
otras características de un alimento particular.
Claims (33)
1. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente,
comprendiendo dicho procedimiento las etapas que consisten en:
- a)
- proporcionar un alimento que presenta un nivel de humedad antes de la cocción de por lo menos 4% en peso;
- b)
- cocer dicho alimento para formar un alimento cocido con una concentración reducida de acrilamida y un nivel de humedad inferior a 3% en peso, en el que dicha cocción comprende el calentamiento a una temperatura inferior a aproximadamente 120ºC mientras que el nivel de humedad de dicho alimento es inferior a 3% en peso.
2. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además el calentamiento a una temperatura superior a
aproximadamente 120ºC mientras que el nivel de humedad es de por lo
menos 3% en peso.
3. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 2, en el que dicho calentamiento a una
temperatura superior a aproximadamente 120ºC comprende la fritura
parcial a presión ambiental.
4. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 3, en el que dicha fritura parcial comprende la
fritura en una pluralidad de etapas en las que la temperatura
disminuye de una etapa a la etapa posterior.
5. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 2, en el que dicho calentamiento a una
temperatura superior a aproximadamente 120ºC comprende la fritura
parcial al vacío.
6. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 2, en el que dicho calentamiento a una
temperatura superior a aproximadamente 120ºC comprende el
horneado.
7. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 2, en el que dicho calentamiento a una
temperatura superior a aproximadamente 120ºC comprende la fritura
parcial a presión ambiental y la cocción al microondas.
8. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 2, en el que dicho calentamiento a una
temperatura superior a aproximadamente 120ºC comprende el horneado y
la cocción al microondas.
9. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicho calentamiento a una
temperatura inferior a aproximadamente 120ºC comprende la fritura al
vacío.
10. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicho calentamiento a una
temperatura inferior a aproximadamente 120ºC comprende el secado al
horno.
11. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 10, en el que dicho secado al horno se lleva a
cabo en una pluralidad de etapas, calentándose cada una de ellas a
temperaturas sucesivamente inferiores.
12. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además la fritura inferior a 120ºC al vacío.
13. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además el horneado a una temperatura inferior a
aproximadamente 120ºC.
14. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que la etapa a) comprende además poner
en contacto dicho alimento con una solución acuosa.
15. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 14, en el que dicho contacto se realiza
utilizando agua a temperatura ambiente.
\newpage
16. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 14, en el que dicho contacto se realiza
utilizando agua a una temperatura superior a la temperatura
ambiente.
17. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 14, en el que dicho contacto se realiza
utilizando una solución acuosa de cloruro cálcico.
18. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 14, en el que dicho contacto se realiza
utilizando una solución acuosa de L-cisteína.
19. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 14, en el que dicho contacto comprende por lo
menos la extracción por filtración de por lo menos un precursor de
la acrilamida de dicho alimento.
20. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 19, que comprende además la eliminación por
filtración de por lo menos un precursor de la acrilamida de dicho
alimento con un extracto que es pobre en el precursor de acrilamida
que es extraído por filtración.
21. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además el acabado de dicho alimento a un contenido en
humedad de aproximadamente 1,4% en peso.
22. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 21, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además el acabado de dicho alimento a un contenido en
humedad entre 1,4% en peso y 1,6% en peso.
23. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 21, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además el acabado de dicho alimento a un contenido en
humedad entre 1,6% en peso y 1,8% en peso.
24. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 21, en el que dicha cocción de la etapa b)
comprende además el acabado de dicho alimento a un contenido en
humedad entre 1,8% en peso y 2% en peso.
25. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicho alimento comprende un producto
de patata.
26. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicho alimento comprende una
pluralidad de rodajas de patata.
27. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicho alimento comprende un producto
de maíz.
28. Procedimiento para la reducción de la
formación de acrilamida en los alimentos tratados térmicamente según
la reivindicación 1, en el que dicho alimento comprende una pasta
de masa.
29. Alimento tratado térmicamente producido
mediante el procedimiento según la reivindicación 1.
30. Alimento tratado térmicamente según la
reivindicación 29, en el que dicho alimento tratado térmicamente
comprende un producto a base de patata.
31. Alimento tratado térmicamente según la
reivindicación 29, en el que dicho alimento tratado térmicamente
comprende una patata frita.
32. Alimento tratado térmicamente según la
reivindicación 29, en el que dicho alimento tratado térmicamente
comprende un producto a base de maíz.
33. Alimento tratado térmicamente según la
reivindicación 29, en el que dicho alimento tratado térmicamente
comprende maíz frito.
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