ES2560503T3 - Método para la obtención de extractos de cacao con un alto contenido de polifenoles - Google Patents

Abstract

Proceso de obtención de extractos de cacao en polvo con un elevado contenido en polifenoles: catequina, epicatequina, procianidinaB1 y B2, no fermentado, cuyas etapas principales son: pelado o desengrullado de la semilla, enfriamiento, despulpado, escaldado,secado, desgrasado, estabilización y molido, pudiendo intercalarse una fase de limpieza y/o otra de descascarillado entre las de secado y desgrasado. A continuación se realiza una extracción hidroalcohólica, tras la cual se separan las fases sólida y líquida.El extracto líquido se concentra y: - se seca, obteniéndose un extracto hidroalcohólico en polvo con un contenido en polifenoles totales de 35-55%, todos los porcentajes expresados como base seca. - se realiza una extracción líquido-líquido, separándose el extracto obtenido en: - una fracción acuosa, a partir de la cual, tras su concentración y secado, se obtiene un extracto semipurificado en polvo, con un contenido en polifenoles totales de 20-45%, y- una fracción orgánica, a partirde la cual, tras su concentración y secado, se obtiene un extracto purificado en polvo, con uncontenido en polifenoles totales de 60-90%.

Description

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DESCRIPCION

Metodo para la obtencion de extractos de cacao con un alto contenido de polifenoles Campo de la Tecnica

La invencion se refiere a extractos de cacao, mas espedficamente se refiere a un proceso para obtener extractos de cacao con alto contenido de polifenol a partir de semillas de cacao no fermentadas.

Estado de la Tecnica

Recientemente ha habido un creciente interes en productos alimentarios tales como te verde, manzanas, aceitunas, vino y cacao como una fuente de polifenoles, debido al caracter antioxidante de estos compuestos.

El uso del cacao y el chocolate en la medicina, y la idea de sus posibles beneficios para la salud, se conoce desde hace tiempo. Ya los nativos del “Nuevo Mundo” dejaron evidencia de su uso en su vida cotidiana, siendo Hernan Cortes el primero de los conquistadores espanoles en mencionar los terminos “cacao” y “chocolate”. Sin embargo, fue el naturalista sueco Karl von Linne (conocido como Carolus Linnaeus en latm, Carlos Linneo en espanol) quien publico un estudio taxonomico en el que fueron vinculados a su genero y especie, Theobroma Cocoa, que significa "alimento de los dioses”. Theobroma Cocoa se utilizo en el pasado para curar varias enfermedades, pero esto desaparecio de forma progresiva hasta que estudios recientes han demostrado, de forma inesperada, que el cacao tiene un gran potencial para “aumentar la salud” (T.L. Dillinger et al., "Food of the Gods: Cure for the Humanity? A cultural history of the medicinal and ritual use of chocolate", J.Nutr., 130, 2057S-2072S (2000)).

Actualmente hay bastante bibliograffa de patentes y de no patentes, respaldando los posibles beneficios de la inclusion del cacao en la dieta debido a los polifenoles que este contiene, espedficamente flavonoides y su clase espedfica flavonoles, que proporcionan un efecto beneficioso en la circulacion (L.I. Meneen et al., "Consumption of foods rich in flavonoids is related to a decreased cardiovascular risk in apparently healthy French women", J.Nutr. 13, 923-926 (2004)), para el corazon (M.G. Hertog et al., "Dietary antioxidant flavonoids and risk of coronary disease: the Zutphen Elderly Study", Lancet 342, 1007-1011 (1993)), contra el cancer (M.G. Hertog et al., "Flavonoid intake and long-term risk of coronary heart disease and cancer in the seven countries study", Arch. Inter. Med. 155, 381-386 (1995)), y contribuye a prevenir enfermedades neurodegenerativas y diabetes mellitus (A. Scalbert et al., "Dietary polyphenols and the prevention of diseases", Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 45, 287-306 (2005)).

El uso de los granos de cacao se ha desarrollado durante siglos, hasta lo que actualmente se denomina chocolate (granos de cacao procesados con distintos componentes adicionales, tales como azucares y leche, entre otros). Los estudios de los componentes del chocolate se han llevado a cabo por medio de cromatograffa lfquida, y se ha observado que los principales compuestos monomericos purificados contenidos en el chocolate son los flavonoles, catequina y epicatequina (J.F. Hammerstone et al., "Identification of procyanidins in cocoa (Theobroma cocoa) and chocolate using high-performance liquid chromatography/mass spectrometry", J. Agric. Food Chem., 47, 490-496 (1999)).

Se conocen varios procesos para la obtencion de extractos de cacao. La patente de Estados Unidos 5.554.645, publicada el 10.09.1996, describe la preparacion de extractos de cacao de varios genotipos, en los que los granos de cacao se liofilizan, una vez congelados se despulpan y se descascaran, y la masa resultante se desgrasa y se extrae con un disolvente, tal como metanol, acetona acuosa, o acetato de etilo, a partir de lo cual se obtiene el extracto de cacao. Se han ensayado extractos de cacao de varios genotipos, asf como fenoles sinteticos en composiciones antioxidantes, antitumorales y anticancengenas. Tambien se reivindico un kit util para el tratamiento de tumores y cancer.

En la patente de Estados Unidos 6.015.913, publicada el 18.01.2000, las semillas de cacao se calientan a 100-110 °C por medio de rayos infrarrojos sin tostarlas, siendo separada la cascara. Las semillas descascaradas se pasan a traves de una prensa con el fin de desgrasarlas, obteniendose un solido de cacao que contiene procianidinas.

En la patente de Estados Unidos 6.312.753, publicada el 06.11.2001, las semillas de cacao tienen un factor de fermentacion de 275 o menos, la cascara se separa con la ayuda de rayos infrarrojos y se tuestan a una temperatura de 150 °C, moliendose mas tarde para obtener licor de cacao. De forma opcional, de las semillas tostadas puede obtenerse un solido parcialmente desgrasado que se utiliza como un componente en la fabricacion de barras u otros productos alimentarios.

La patente de Estados Unidos US 6.627.232, publicada el 30.09.2003, que pertenece a los mismos autores que las dos anteriores, utiliza para obtener solidos de cacao los procesos de cualquiera de los metodos descritos con, de forma alternativa, semillas tostadas y no tostadas, fermentadas y no fermentadas. A partir de dichos solidos se ensayan distintos metodos y disolventes (el metodo preferente es el metodo en contracorriente) para extraer de ellos cafema y teobromina.

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Se debe tener en cuenta que el contenido de polifenol en los granos de cacao depende en gran parte del origen de dichos granos, de su tipo, el area geografica donde se han cultivado, el tipo de agricultura utilizada para su cuidado, como se han recogido y el procesado de las plantas y sus semillas (fermentacion, secado, tostado, desgrasado, etc.), hasta la obtencion de los productos finales conteniendo flavonoides (J. Wollgast, E. Anklam, "Review on polyphenols in Theobroma cocoa: changes in composition during the manufacture of chocolate and methodology for identification and quantification", Food Research International, 33, 423-447 (2000)).

En el documento de la patente WO 2005/115160 A1, publicado el 08.12.2005, los autores de la presente invencion describen un proceso por el cual se obtiene un concentrado de polifenol de cacao, que comprende las etapas de: a) someter las semillas de cacao no fermentadas a un escaldado en agua a una temperatura de 85-100 °C, durante un periodo de tiempo de 3 a 15 minutos; b) secado de las semillas no fermentadas a una temperatura de menos de 85 °C, obteniendo semillas con un contenido de humedad de no mas del 15 %; c) triturar las semillas obtenidas en la etapa anterior hasta que al menos el 99 % del producto tiene un tamano de partfcula de 300 pm; d) someter las semillas molidas a una extraccion; y e) concentrar dicho extracto de cacao con polifenoles; donde el proceso puede incluir, de forma opcional, una etapa de desgrasado que se lleva a cabo antes de la etapa d).

Ademas, la solicitud de patente espanola P 200600462, documento de prioridad WO 2007/096449, basandose solo en el Art. 54(3) EPC, los mismos autores describen un proceso para obtener polvo de cacao rico en polifenol con bajo contenido de grasa, caracterizado por que consiste de las siguientes etapas: 1) pelado; 2) despulpado; 3) escaldado; 4) secado; 5) desgrasado; 6) estabilizacion; 7) trituracion; y 8) micronizacion, por el cual se obtiene un polvo de cacao que tiene un contenido de polifenol de mas del 18% por peso de materia seca, un contenido de grasa de menos del 1 % por peso, un contenido de agua del 7 % por peso y un tamano de grano de menos de 75 micrones en 99 %.

Portes et al., Phytochemistry, Vol. 30, No. 5, pag. 1657-1663, 1991, documento XP001084175, describen procianidinas de cacao, flavonoides principales y la identificacion de los mismos metabolitos menores.

Otro efecto de los polifenoles en los mairnferos, es que la capacidad antioxidante del plasma se altera dependiendo de la cantidad de flavonoides circulando en dicho plasma (J.P.E. Spencer et al., "Bioavailability of flavan-3-ols and procyanidins: gastrointestinal tract influences and their relevance to be active forms in vivo", Antioxid. Redox. Signal, 3, 1023-1039 (2000)). En otras palabras, el efecto provocado por los polifenoles en el organismo depende de varios factores, siendo el mas importante su biodisponibilidad. Esta caractenstica esta estrechamente relacionada con la estructura del compuesto. Por lo tanto, la importancia de los contenidos de catequina y epicatequina se basa en el hecho de que, dado que son compuestos con una estructura monomerica, se absorben mas facilmente en comparacion con los compuestos con un tamano molecular mas grande; las moleculas mas grandes necesitan ser hidrolizadas para facilitar su absorcion. Por esta razon, los monomeros tienen una mayor biodisponibilidad en el organismo.

Debido a lo dicho anteriormente, sena muy beneficioso para la salud obtener productos a partir de granos de cacao que sean mejores que aquellos que ya existen en el estado de la tecnica, que tengan caractensticas especiales no solo de seleccion, cultivo, recoleccion y almacenamiento, sino tambien que se obtengan por medio de un proceso que tenga, de forma especial, cuidado de no danar o eliminar polifenoles, es decir, los flavonoides presentes en dichos granos.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invencion es obtener un producto de cacao que no solo tenga un alto contenido de polifenol, sino que estos polifenoles tengan un alto contenido de monomeros Flavan-3-ol (catequina y epicatequina), sus dfmeros (procianidina B1 y procianidina B2) y las procianidinas restantes con un tamano molecular mas grande (procianidinas trimericas, tetramericas y polimericas).

Para alcanzar este objetivo, en primer lugar el producto inicial se ha seleccionado porque tiene una influencia significativa no solo sobre el contenido de polifenol final y total, sino tambien en el contenido de monomero y dfmero del producto obtenido.

Con el proposito de obtener cacao con los mayores niveles de catequina, epicatequina y procianidinas B1 Y B2, tambien se ha llevado a cabo un proceso en el que las semillas de cacao no se fermentan, debido a que los resultados de diversos estudios que se han llevado a cabo indican que las semillas de cacao no fermentadas contienen, de forma significativa, mayores niveles que las semillas fermentadas, debido a que hasta el 70-80 % de los polifenoles pueden degradarse durante la fermentacion (vease por ejemplo [0008] la patente de Estados Unidos 2004/0096566 A1). El cacao obtenido de forma adicional tiene un contenido de grasa bajo, debido a que actualmente se sabe que una dieta baja en grasa es mucho mas beneficiosa para la salud.

Descripcion de los Dibujos

Figura 1: el primer folio muestra el diagrama de flujo del proceso para obtener extractos de cacao ricos en polifenol, desde la recoleccion de la vaina de cacao hasta la torta/harina molida estabilizada.

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La segunda hoja muestra la continuacion del diagrama de flujo del proceso para obtener extractos de cacao ricos en polifenol: desde la extraccion de la torta/harina hasta la obtencion de extractos hidroalcoholicos, semipurificados y purificados.

Descripcion de la Invencion

El proceso que corresponde a esta invencion, para obtener extractos de cacao ricos en polifenol a partir de granos de cacao no fermentados, consiste de las siguientes etapas:

a) Pelado de la fruta (separacion de su envoltura natural)

b) Despulpado de las semillas

c) Escaldado de las semillas

d) Secado de las semillas

e) Desgrasado por medio de prensado

f) Estabilizacion del producto desgrasado

g) Trituracion

h) Extraccion solido-lfquido

i) Separacion solido-lfquido

j) Concentracion del extracto lfquido

k) Obtencion del extracto hidroalcoholico obtenido mediante secado del concentrado obtenido en (j)

l) Extraccion lfquido-lfquido del extracto concentrado en (j) y separacion de las fases acuosa y organica

m) Concentracion de la fase acuosa obtenida en (l)

n) Obtencion del extracto semipurificado mediante secado del concentrado obtenido en (m)

o) Concentracion de la fase organica obtenida en (l)

p) Obtencion del extracto purificado mediante secado del concentrado obtenido en (o)

Mas espedficamente, la obtencion proporciona un proceso como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Cada una de las fases del proceso para la produccion de extractos de cacao se describe en detalle a continuacion:

a) Pelado de la fruta o separacion de su envoltura natural.

Las vainas de cacao son el fruto a partir del que se obtiene el material en bruto que sera utilizado para desarrollar el proceso completo para obtener extractos de cacao con alto contenido de polifenol.

Esta fase del proceso consiste de la apertura de las vainas de cacao y la extraccion de las semillas recien obtenidas de su envoltura original, en la que la fase se lleva a cabo de forma manual manteniendo las condiciones higienicas necesarias para evitar tanto como se pueda que los granos de cacao se contaminen. En esta etapa se obtienen granos de cacao recien obtenidos.

Las semillas recien obtenidas se pueden refrigerar con el fin de preservar los polifenoles presentes en las semillas de cacao recien obtenidas, asf como para eliminar parcialmente la pulpa que las recubre. La refrigeracion se lleva a cabo mediante la inmersion de las semillas en agua, la que debe estar a una temperatura de no menos de 1 °C o mas de 25 °C. Por lo tanto, con este proceso se reduce la temperatura interna del grano, reduciendose el riesgo de fermentacion de los granos de cacao durante su almacenamiento y evitandose el contacto de los granos de cacao con oxfgeno, lo que retarda las reacciones de oscurecimiento enzimatico. Los granos de cacao pueden permanecer en estas condiciones durante un periodo de tiempo maximo de 24 horas.

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b) Despulpado de las semillas

El objetivo de esta fase del proceso es eliminar de forma completa o parcial la pulpa que recubre las semillas de cacao recien obtenidas con el fin de optimizar el rendimiento de la etapa de secado y evitar que las semillas se peguen entre sf una vez que esten secas. El despulpado se lleva a cabo, por ejemplo, con una maquina de despulpado de acero inoxidable, de la marca CI Talsa, modelo D500, adaptada para este tipo de proceso. Este tipo de maquina despulpa de 500 a 700 kg/h, y se proporciona con una tolva receptora donde se descargan los granos, de donde los granos pasan por gravedad a un tamiz cilmdrico con un tamano de malla comprendido entre 3 y 5 mm. Este tamiz tiene un eje concentrico con palas con un acabado de superficie de goma, que dirige los granos hacia las paredes del tamiz. La pulpa pasa a traves de la malla del tamiz y los granos limpios salen a traves de la apertura del cilindro.

c) Escaldado de las semillas

Esta fase del proceso consiste del escaldado de las semillas con agua a una temperatura interna de la semilla de no menos de 85 °C y no mas de 100 °C, durante un periodo de tiempo de no menos de 3 min y no mas de 15 min, preferentemente a una temperatura de 95 °C durante 5 min.

Los objetivos principales de esta fase son llevar a cabo una inactivacion completa o parcial de la actividad de la enzima polifenol oxidasa, presente en los granos de cacao, lo que contribuye a preservar el contenido de polifenol inicial presente en la semilla.

Polifenol oxidasa es una enzima del cacao endogena, su caractenstica estructural mas importante es la presencia de dos atomos de cobre en su centro activo, cada uno de los cuales esta unido a tres histidinas. Esta enzima tiene dos actividades enzimaticas, una de las cuales hidroxila monofenoles a difenoles (cresolasa) y la otra que oxida difenoles dando lugar a quinonas (catecolasa); las quinonas pueden convertirse en trifenoles y posteriormente oxidarse a hidroxiquinonas; estos compuestos son muy reactivos y pueden, por lo tanto, dar lugar a reacciones de polimerizacion, dando lugar a melaninas. Este conjunto completo de reacciones provoca la degradacion y reduccion de compuestos fenolicos del cacao, por lo tanto, la inactivacion de la polifenol oxidasa ayuda en la preservacion del contenido de estos compuestos. Por lo tanto, el objetivo de esta etapa es minimizar la reduccion del contenido de polifenol total, asf como el contenido de los monomeros catequina y epicatequina y de los dfmeros procianidina B1 y procianidina B2.

Otro objetivo alcanzado en esta fase es la reduccion de la posible carga microbiana de los granos.

Un sistema de escaldado continuo, por ejemplo, se utiliza para llevar a cabo esta etapa. En este caso, los granos pasan directamente de la maquina de despulpado a una malla cilmdrica donde se los transporta longitudinalmente a traves del cilindro mediante un tornillo sin fin; durante este proceso los granos se sumergen en agua en ebullicion para conseguir una temperatura interna del grano de 95° C, con un tiempo de permanencia de 5 min. El agua se calienta por medio de una camisa de vapor y el tiempo de permanencia de los granos se controla modificando la velocidad del tornillo sin fin.

Tambien se puede utilizar un sistema de escaldado discontinuo; este sistema puede consistir en sumergir cantidades limitadas de granos de cacao en un tanque de acero inoxidable provisto de resistencias de calentamiento de agua. Para sumergir los granos se utiliza un cilindro fabricado con una malla de acero inoxidable, que permite la entrada de agua caliente y evita la salida de los granos. Una vez que se ha completado el tiempo de permanencia se retira el cilindro con los granos.

d) Secado de los granos

El fin de esta fase es reducir el contenido de humedad de la semilla no fermentada escaldada, para minimizar en ella la fermentacion microbiana. La humedad de las semillas despues del secado debe estar comprendida entre el 1 % y el 12 % expresado en peso/peso. El secado se puede llevar a cabo a temperatura ambiente secando las semillas al sol, o en secadores a una temperatura de no mas de 80 °C.

En esta etapa se obtiene un grano de cacao seco que tiene un contenido total de polifenol que usualmente es de mas del 5 %, alcanzando valores del 15 % expresado como un porcentaje del peso seco y medido de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteu modificado, en el que los polifenoles se expresan como equivalentes de catequina (Singleton, V.; Rossi, J. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144-158, (1965))

Los granos se secan en un secador por etapas con un sistema de circulacion de aire, por ejemplo, en este secador la humedad se elimina por medio de un proceso que implica varias etapas de calentamiento que se pueden llevar a cabo en camaras independientes. En cada camara se aplican los parametros de calentamiento cambiando la velocidad de secado de cada una de las etapas, optimizando asf el secado del grano y evitando el cierre de los poros de dichos granos. Se puede incluir una etapa de refrigeracion despues de la ultima etapa de secado, en la que

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se disminuye la temperatura de la semilla hasta alcanzar los 30 °C. El aire se calienta en la entrada del sistema, y su temperature se controla a traves de todo el proceso por medio de la colocacion de sensores en cada una de las camaras. En la salida del secador, la humedad contenida en el aire se elimina por medio de un proceso de condensacion, de manera que este pueda ser recirculado.

El secado tambien se puede llevar a cabo en un secador discontinuo en plataformas de secado.

e) Desgrasado por medio de prensado

El objetivo de la fase de prensado es eliminar de forma parcial la grasa presente en los granos de cacao no fermentados. Este proceso se lleva a cabo mediante la extrusion de los granos de cacao. Para llevar a cabo esta fase del proceso se puede utilizar una prensa de tornillo, tambien llamada expulsora o extrusora. Este equipo consiste de un extractor mecanico continuo en el que los granos se prensan, y la manteca de cacao se extrae mediante presion.

Este equipo esta formado por una tolva en la que los granos de cacao se descargan y, posteriormente, pasan a una cuba en la que se calientan a una temperatura de no menos de 35 °C; este material se prensa mediante un tornillo helicoidal rotando dentro de un cilindro, de tal manera que la grasa se expulsa y se drena. El producto obtenido en esta fase es llamado torta si es a partir de granos descascarados, o harina si es a partir de granos con cascara. La temperatura de este producto cuando sale de la prensa debe ser de menos de 80 °C.

En esta fase del proceso se obtiene una torta de cacao no fermentado, inactivado, parcialmente desgrasado. El contenido de grasa de esta torta puede estar comprendido entre el 8 % y el 30 %, expresado en un porcentaje de peso seco, por ejemplo, el 12 %.

f) Estabilizacion del producto desgrasado

El objetivo de esta fase del proceso es reducir la temperatura de la torta (o harina) obtenida en la etapa previa hasta una temperatura de no mas de 35 °C, de manera que se facilite la etapa posterior de trituracion. El proceso de estabilizacion se puede llevar a cabo con un refrigerador, provisto de forma interna con palas que agitan el producto. Este equipo puede estar provisto de una camisa a traves de la cual se circula agua fna para facilitar la reduccion de la temperatura en producto.

g) Trituracion

El objetivo de esta fase del proceso es reducir el tamano de partfcula de la torta o harina, con el fin de mejorar la superficie de contacto en el momento que se lleva a cabo la extraccion. En esta etapa, se obtiene un producto de cacao del que al menos el 80 %, preferentemente al menos el 95 %, y todavfa mas preferentemente al menos el 99 % de las partfculas de cacao, tienen un tamano de partfcula de menos de 0,5 mm.

La trituracion se puede llevar a cabo con un molino de martillos provisto de un tamiz, o con cualquier otro sistema de trituracion que permita alcanzar el tamano de partfcula deseado.

h) Extraccion solido-lfquido

El fin de esta fase es llevar a cabo una extraccion selectiva de los polifenoles presentes en la torta o harina de cacao. La migracion de los polifenoles de la torta o harina de cacao al disolvente de extraccion, depende de un conjunto de factores tales como la proporcion solido-lfquido, el tamano de partfcula del material a extraer, la mezcla de extraccion, la temperatura de extraccion y el tiempo de extraccion.

La proporcion solido/lfquido debe ser mayor de 1/3, por ejemplo 1/5. Preferentemente, la extraccion se lleva a cabo utilizando torta o harina molidas, debido a que la reduccion del tamano de partfcula aumenta la superficie de contacto y facilita la extraccion de los polifenoles. Esta etapa de proceso se lleva a cabo utilizando una mezcla de extraccion polar formada por etanol y agua, pudiendo variar la proporcion de estos solventes de 30 % de etanol y 70 % de agua (v/v), hasta 100 % de etanol, siendo la mezcla preferente 70 % de etanol y 30 % de agua (v/v).

La temperatura de extraccion puede variar de 40 °C a 80 °C, por ejemplo 70 °C. El tiempo de extraccion utilizado es normalmente de mas de 30 minutos, por ejemplo de 1 hora y media.

Esta etapa preferentemente se lleva a cabo en extractores de acero inoxidable provistos con agua caliente o camisas de vapor, para mantener la temperatura de extraccion deseada. La mezcla se agita de forma frecuente con palas de acero inoxidable, que se accionan por medio de motores provistos con dispositivos para cambiar la velocidad (mecanicos o electricos), con el fin de optimizar el proceso de extraccion.

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i) Separacion solido-Kquido

El fin de esta fase es separar el solido semiempobrecido (fase solida) y el extracto hidroalcoholico rico en polifenol (fase lfquida).

El solido semiempobrecido se puede someter a una nueva etapa de extraccion o se puede eliminar como un residuo; esto se lleva a cabo de acuerdo con el contenido de polifenol restante en el mismo. Normalmente, se llevan a cabo dos etapas de extraccion con el mismo material en bruto, debido a que, en general, se obtienen rendimientos de baja masa en la tercera etapa de extraccion. El rendimiento de masa corresponde a la proporcion porcentual entre la cantidad de solidos recuperados en el extracto hidroalcoholico y la cantidad inicial de torta o harina.

El extracto hidroalcoholico obtenido en la primera etapa de extraccion es normalmente un residuo seco comprendido entre 5 y 100 g/l, por ejemplo 25 g/l. El residuo seco expresa el contenido solido en el extracto. Este valor puede disminuir si se lleva a cabo un lavado durante la separacion. En el caso de extracciones sucesivas, estas se pueden llevar a cabo en las mismas condiciones descritas anteriormente. El extracto obtenido en la segunda etapa de extraccion se puede combinar con el extracto obtenido en la primera etapa.

La separacion se puede llevar a cabo utilizando varios equipos; por ejemplo utilizando un decantador, un sistema de filtracion al vacfo con la adicion opcional de tierra de filtracion, o a traves de un filtro de placa.

j) Concentracion del extracto lfquido

El objetivo de esta fase es eliminar etanol y, opcionalmente, parte del agua del extracto hidroalcoholico. El proceso se lleva a cabo, por ejemplo, en concentradores de acero inoxidable, que pueden ser de una, dos y hasta tres etapas. La temperatura de concentracion puede variar entre 30 °C y 70 °C, de acuerdo con la presion de vacfo alcanzada en el equipo. Los disolventes eliminados del extracto pueden recuperarse y separarse en una torre de rectificacion para reutilizarse en futuros procesos de extraccion. En esta etapa, el alcohol se elimina preferentemente de forma completa del extracto hidroalcoholico, y el agua se elimina de forma parcial, de tal manera que el extracto esta en el medio acuoso.

Este concentrado en un medio acuoso puede destinarse a obtener tres productos finales. Puede secarse directamente para obtener extracto hidroalcoholico, o purificarse con acetato de etilo con el fin de obtener el extracto purificado y el extracto semipurificado.

k) Obtencion del extracto hidroalcoholico obtenido por secado del concentrado obtenido en (j)

El objetivo de esta fase es reducir el contenido de humedad del extracto hasta que tenga caractensticas de polvo. Esta etapa se puede llevar a cabo utilizando un secador por pulverizacion o, por ejemplo, un secador con un sistema alternativo de vacfo. Las temperaturas de secado deben ser, de forma preferente, de menos de 40 °C y no mas de 100 °C.

Puede utilizarse otro equipo con el fin de alcanzar el tamano de partfcula deseado en el producto final tal como, por ejemplo, molinos.

El extracto hidroalcoholico obtenido debe tener un contenido de humedad de menos del 10% expresado en peso/peso, preferentemente menos del 5 %, por ejemplo el 3 %.

El extracto hidroalcoholico debe tener un tamano de partfcula de menos de 500 micrometros, preferentemente menos de 200 micrometros, por ejemplo menos de 50 micrometros.

El contenido de polifenol total esta comprendido entre el 35 % y el 55 % expresado en una base seca, por ejemplo el 40 %. El contenido total de polifenol se midio de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteau.

Este extracto es significativamente diferente de otros extractos, con respecto a su contenido de Flavan-3-ol y procianidina. De esta forma, el extracto hidroalcoholico tiene niveles de catequina de entre 10 y 70 mg/g; de epicatequina de entre 80 y 350 mg/g; de procianidina B1 de entre 1 y 10 mg/g y de procianidina B2 de entre 30 y 125 mg/g.

La determinacion del contenido de flavonol en cada uno de los extractos se llevo a cabo mediante cromatograffa en columna utilizando un cromatografo Alginet 1100 con empaquetado de columna C18 y elucion con agua acidificada y acetonitrilo con haz de diodos UV a una longitud de onda de 200 nm. Las soluciones estandar las proporciono Sigma Aldrich (catequina y epicatequina), y Extrasynthese (Procianidinas B1 y B2).

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l) Extraccion Kquido-Kquido del extracto concentrado en (j) y separacion de las fases acuosas y organicas

La purificacion del concentrado hidroalcoholico mediante extraccion Kquido-Kquido. El fin de esta fase es obtener el extracto purificado y el extracto semipurificado a partir del concentrado hidroalcoholico.

Para la purificacion se lleva a cabo una extraccion lfquido-lfquido con acetato de etilo. La purificacion se produce por la migracion de una parte de los polifenoles del concentrado hidroalcoholico hacia el acetato de etilo. Dado que el contenido hidroalcoholico esta en un medio acuoso, despues de anadir acetato de etilo y debido a la diferencia en polaridad, ambos forman dos fases no miscibles correspondientes a una fase acuosa (semipurificada) y una fase organica de acetato de etilo (purificada).

El proceso de purificacion se lleva a cabo en un sistema a contracorriente a una temperatura de, preferentemente, mas de 20 °C y menos de 70 °C; por ejemplo a 50 °C. Despues se separan las fases por diferencia de polaridad. Una vez que las fases estan separadas, estas se concentran y secan, obteniendose dos productos distintos. Estos son el extracto semipurificado obtenido a partir de la fraccion acuosa y el extracto purificado obtenido a partir de la fraccion organica de acetato de etilo.

m) Concentracion del extracto acuoso obtenido en (I)

El objetivo de esta fase es eliminar el agua del extracto semipurificado. La concentracion se puede llevar a cabo en concentradores de acero inoxidable que pueden ser de una, dos y hasta tres etapas. La temperatura de concentracion puede cambiar entre 30°C y 7o°C, de acuerdo con la presion de vado alcanzada por el sistema. El extracto puede tener una concentracion de solido de, preferentemente, entre el 15 % y el 40 % peso/peso; por ejemplo el 20 % peso/peso.

n) Obtencion del extracto semipurificado mediante secado del concentrado obtenido en (m).

El objetivo de esta fase de secado es reducir el contenido de humedad hasta que el extracto tiene caractensticas de polvo. Esta etapa puede llevarse a cabo mediante la utilizacion de un secador por pulverizacion o, por ejemplo, de un secador con un sistema alternativo de vado. Las temperaturas de secado deben, preferentemente, no ser de menos de 40 °C o de mas de 80 °C.

Se puede utilizar otro equipo con el fin de alcanzar en el producto final el tamano de partfcula deseado tal como, por ejemplo, molinos. El extracto semipurificado debe tener un tamano de partfcula de menos de 500 micrometros, preferentemente de menos de 200 micrometros, por ejemplo de menos de 50 micrometros.

El extracto semipurificado obtenido debe tener un contenido de humedad de menos del 10% expresado en peso/peso, preferentemente de menos del 5 %, por ejemplo el 3 %.

El contenido de polifenol total esta comprendido entre el 20 % y el 45 %, expresado en una base seca, por ejemplo el 35 %. El contenido de polifenol total se midio de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteu.

El extracto semipurificado tiene niveles de catequina de entre 10 y 50 mg/g; de epicatequina de entre 50 y 250 mg/g; de procianidina B1 de entre 1 y 8 mg/g; y de procianidina B2 de entre 25 y 90 mg/g.

El analisis del perfil de polifenol se lleva a cabo mediante el mismo que el descrito para el extracto hidroalcoholico.

o) Concentracion de la fase organica obtenida en (I)

El objetivo de esta fase es eliminar el solvente organico, en este caso acetato de etilo, del extracto purificado. La concentracion se puede llevar a cabo en concentradores de acero inoxidable que pueden ser de una, dos y hasta tres etapas. La temperatura de concentracion puede cambiar entre 30 °C y 70 °C, de acuerdo con la presion de vado alcanzada por el sistema. El extracto puede tener una concentracion de solido preferentemente de entre el 15 % y el 40 % peso/peso; por ejemplo el 20 % peso/peso.

p) Obtencion del extracto purificado mediante secado del concentrado obtenido en (o)

El objetivo de esta fase de secado es reducir el contenido de disolvente hasta que el extracto tiene caractensticas de polvo. Esta etapa se puede llevar a cabo mediante el uso de un secador por pulverizacion o, por ejemplo, un secador con un sistema alternativo de vado. Las temperaturas de secado deben, preferentemente, no ser de menos de 40 °C o de mas de 80 °C.

Se puede usar otro equipo con el fin de alcanzar en el producto final el tamano de partfcula deseado tal como, por ejemplo, molinos. El extracto semipurificado debe tener un tamano de partfcula de menos de 500 micrometros, preferentemente de menos de 200 micrometros, por ejemplo de menos de 50 micrometros.

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El extracto purificado obtenido debe tener un contenido de humedad de menos del 10 % expresado en peso/peso, preferentemente de menos del 5 %, por ejemplo el 3 %.

El contenido de polifenol total esta comprendido entre el 60 % y el 90 %, expresado en una base seca, por ejemplo el 85 %. El contenido de polifenol total se midio de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteu.

El extracto purificado tiene niveles de catequina de entre 40 y 100 mg/g; de epicatequina de entre 200 y 500 mg/g; de procianidina B1 de entre 5 y 20 mg/g; y de procianidina B2 de entre 80 y 250 mg/g.

El analisis del perfil de polifenol se lleva a cabo con el mismo analisis que el descrito para el extracto hidroalcoholico. Fases opcionales

- Limpieza

La fase de limpieza es opcional, y su objetivo es eliminar los restos de sustancias extranas que acompanan a las semillas de cacao. Esta limpieza se puede llevar a cabo en un equipo Bulher, que consiste en un sistema de tamizado con un tamano de malla comprendido entre 2 y 10 mm, y provisto de un sistema opcional de succion de aire que permite la separacion de sustancias extranas.

- Descascarado

La fase de descascarado es opcional y su objetivo es eliminar de forma parcial la cascara que rodea a las semillas de cacao. Este proceso se lleva a cabo de forma mecanica. Las semillas de cacao no fermentadas, secas, pasan a traves de un sistema automatico donde se fragmentan; la cascara liberada se elimina mediante un proceso de succion, obteniendo asf granulos de cacao (el termino granulos de cacao se refiere a fragmentos de cacao sin cascara). Se pueden utilizar otros equipos tales como aquellos fabricados por Martin Lloveras, Bauermeister, Lehmann y otros, alcanzando rendimientos de cascara residual en los granulos del 2 % por peso.

En esta fase se obtienen granulos de cacao con un contenido de cascara residual que debe ser de menos del 7 %, y preferentemente de mas del 2 %.

Ejemplo 1. Ensayo de laboratorio. Comparacion de los extractos de polifenol hidroalcoholicos, obtenidos mediante el uso de torta de cacao con diferentes contenidos de grasa como material en bruto.

En este ensayo se lleva a cabo una comparacion de los diferentes extractos de cacao que pueden obtenerse, de acuerdo con el proceso descrito en la invencion, dependiendo del material en bruto utilizado en la extraccion. Con ese fin se llevaron a cabo dos procesos de extraccion con tres pasos de extraccion consecutivos, utilizando como material en bruto torta de cacao con distinto contenido de grasa y distinto contenido de polifenol.

Las condiciones del proceso para ambos extractos son semejantes, cambiando solamente la torta de cacao que se utiliza para la extraccion.

Descripcion de los materiales en bruto usados en los ensayos de extraccion:

En ambos casos, la torta de cacao utilizada es de semillas de cacao de la variedad Amazonas, del Ecuador, clon CCN 51, no fermentadas, escaldadas, secas y descascaradas, siendo la unica diferencia entre ambas las condiciones del proceso de prensado.

1. En el proceso de extraccion 1 se utilizo una torta de cacao con un contenido de grasa del 30 % y un contenido de polifenol del 10 % expresado en una base seca, con humedad del 5,82%.

2. En el proceso de extraccion 2, una torta de cacao con un contenido de grasa del 12% y un contenido de polifenol del 18 % expresado en una base seca, con humedad del 6,77 %.

Descripcion de las condiciones del proceso:

Las condiciones del proceso se describen a continuacion, siendo estas condiciones semejantes para los dos ensayos.

• Extraccion solido-lfquido

Se someten 100 g de torta de cacao a una extraccion solido-lfquido, con una mezcla de etanol:agua a una proporcion de 70:30, utilizando un matraz de reaccion de vidrio de 2 litros provisto de un sistema de refrigeracion. La agitacion se lleva a cabo de forma mecanica utilizando para tal fin un motor Heidolph provisto de palas de mezcla. Las condiciones de extraccion son 70 °C durante una hora y media, con una proporcion solido-lfquido 1/5.

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• Separacion solidodquido

El extracto se separa del solido semiempobrecido por medio de un proceso de filtracion al vado, utilizando un proceso de filtracion de laboratorio con un filtro de 15-25 micrones N°. 411 ALBET para este fin.

El solido semiempobrecido se lava varias veces con agua destilada y despues se somete otra vez a una segunda y tercera etapa de extraccion solido-lfquido, con el fin de estudiar los rendimientos de masa y la recuperacion de polifenoles obtenidos en cada caso.

• Concentracion del extracto

El extracto obtenido se concentra a una temperatura de 55 °C y con una presion de vado de menos de 150 mbar, utilizando para tal fin un sistema de evaporacion rotatorio de laboratorio Heidolph V V2000.

• Secado del extracto

El extracto concentrado se seca a 70°C en un horno de laboratorio Gallenkam Modelo 5 A-5799 OVL-570010J, provisto de un sistema de vado.

El contenido de polifenol total de los extractos obtenidos se cuantifica de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteu modificado, en el que los polifenoles se expresan como equivalentes de catequina (Singleton, V.; Rossi, J. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144-158, 1965).

La Tabla 1 muestra los contenidos de polifenol total de los extractos hidroalcoholicos, los rendimientos de recuperacion de masa y los rendimientos de recuperacion de polifenoles obtenidos en los procesos de extraccion, utilizando torta de cacao con un 30 % y un 12 % de grasa. Los rendimientos de la segunda y la tercera etapa se refieren a los contenidos iniciales del material en bruto.

Tabla 1. Comparacion de los contenidos de polifenol, rendimiento de masa de polifenol y rendimiento de ___________________recuperacion de los ensayos con material en bruto distinto___________________

Rendimiento de masa Rendimiento de polifenol Contenido de polifenol (b.s)

Material en bruto

Torta 30 % de grasa Torta 12% de grasa Torta 30 % de grasa Torta 12% de grasa Torta 30 % de grasa Torta 12% de grasa

Primera etapa

22,26 % 23,24 % 77,47 % 64,18 % 37,10 % 50,08 %

Segunda etapa

3,24 %* 10,03 %* 7,92 %* 15,39 %* 26,11 % 27,82 %

Tercera etapa

4,36 %* 2,18 %* 4,05 %* 4,22 %* 9,92 % 35,07 %

(*) Los rendimientos se refieren al material en bruto inicial

Ejemplo 2. Ensayo de laboratorio: comparacion de los extractos hidroalcoholicos de polifenoles obtenidos mediante cambio de la concentracion de etanol en la mezcla de extraccion.

Se comparan en este ensayo los distintos extractos de cacao que se pueden obtener de acuerdo con la concentracion de etanol de la mezcla de extraccion. Se llevan a cabo tres procesos de extraccion a nivel de laboratorio, a tres concentraciones de etanol distintas. Las concentraciones utilizadas son del 50 %, 70 % y 90 % (v/v).

En los tres ensayos las condiciones del proceso son semejantes, cambiando solamente las concentraciones de etanol. El material en bruto utilizado es la torta de cacao a partir del procesamiento de las semillas de cacao de la variedad Amazon, clon CCN 51, no fermentadas, escaldadas, secas y descascaradas. La torta tiene un contenido de grasa del 12 % y un contenido de polifenol del 18 %, expresado en una base seca. La humedad de esta torta es del 6,77 %.

Descripcion de las condiciones del proceso para obtener extractos hidroalcoholicos:

• Extraccion solido-lfquido.

Se someten 100 g de la torta de cacao a una extraccion solido-lfquido en un unico paso de extraccion. La extraccion se lleva a cabo en un matraz de reaccion de vidrio de 2 litros, provisto de un sistema de refrigeracion. La agitacion se lleva a cabo de forma mecanica, utilizando para tal fin un motor Heidolph provisto de palas de mezcla. Las condiciones de extraccion son 70 °C durante una hora y media, con una proporcion solidodquido 1/5.

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Las mezclas de extraccion utilizadas en cada uno de los procesos son:

Proceso 1: etanol:agua (50:50)

Proceso 2: etanol:agua (70:30)

Proceso 3: etanol:agua (90:10)

• Separacion solido-Kquido

El extracto se separa del solido semiempobrecido por medio de un proceso de filtracion al vado, utilizando para tal fin un proceso de filtracion de laboratorio con un filtro de 15-25 micrones N°. 411 ALBET.

El residuo solido obtenido despues de la filtracion se elimina.

• Concentracion del extracto

El extracto obtenido se concentra a una temperatura de 55 °C y con una presion de vado de menos de 150 mbar, utilizando para tal fin un sistema de evaporacion rotatorio de laboratorio Heidolph V V2000.

• Secado del extracto

El extracto concentrado se seca a 70 °C en un horno de laboratorio Gallenkam Modelo 5 A-5799 OVL-570010J, provisto de un sistema de vado.

El contenido de polifenol total de los extractos obtenidos se cuantifica de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteu modificado, en el que los polifenoles se expresan como equivalentes de catequina (Singleton, V.; Rossi,J. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdio-phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144-158, 1965).

La Tabla 2 muestra los contenidos de polifenol, los rendimientos de masa y los rendimientos de recuperacion de polifenoles obtenidos a diferentes concentraciones de etanol.

Tabla 2. Resultados de los ensayos de extraccion utilizando distintas concentraciones de etanol

% de polifenoles en el extracto (b.s) % Rendimiento de Masa % Rendimiento de polifenol

Etanol 50 %

48,83 24,24 65,32

Etanol 70 %

50,08 23,24 64,18

Etanol 90 %

52,12 19,17 55,11

Los resultados muestran que un aumento de la concentracion de etanol favorece la concentracion total de polifenol obtenida en el extracto. Por consiguiente, cuando la concentracion de polifenol en el extracto aumenta, el rendimiento de masa y recuperacion de polifenol disminuyen.

El Grafico 1 muestra la concentracion de polifenol aumentada de acuerdo con la concentracion de etanol de la muestra de extraccion.

Grafico 1. % de polifenoles en el extracto de acuerdo con la concentracion de etanol

imagen1

5 El Grafico 2 muestra como un aumento de la concentracion de etanol reduce los rendimientos de masa de la extraccion.

Grafico 2. % del rendimiento de masa de acuerdo con la concentracion de etanol

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El Grafico 3 muestra como la recuperacion de polifenol disminuye cuando aumenta la concentracion de etanol.

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Grafico 3. % de rendimiento de recuperacion de polifenoles en el extracto de acuerdo con la concentracion de etanol

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Ejemplo 3. Ensayo de laboratorio: Obtencion del Extracto Purificado.

Este ensayo se lleva a cabo utilizando como material en bruto la torta de cacao del procesamiento de semillas de cacao de la variedad Amazon, clon CCN 51, no fermentadas, escaldadas, secas y descascaradas. La torta tiene un contenido de grasa del 12 % y un contenido de polifenol del 18 % expresado en una base seca. La humedad de la torta es del 6,77 %.

Descripcion de las condiciones del proceso para obtener el extracto purificado:

• Extraccion solido-Kquido

Se someten 100 g de la torta de cacao a una extraccion solido-lfquido en una unica etapa de extraccion. La extraccion se lleva a cabo en un matraz de reaccion de vidrio de 2 litros, provisto de un sistema de refrigeracion. La agitacion se lleva a cabo de forma mecanica, utilizando un motor Heidolph provisto de palas de mezcla para tal fin. Las condiciones de extraccion son 70 °C durante una hora y media, con una proporcion solido/liquido 1/5.

• Separacion solido-lfquido

El extracto se separa del solido semiempobrecido por medio de un proceso de filtracion al vado, utilizando para tal fin un proceso de filtracion de laboratorio con un filtro de 15-25 micrones N.° 411 ALBET.

El residuo solido obtenido despues de la separacion se elimina.

• Concentracion del extracto hidroalcoholico

El extracto obtenido se concentra hasta la eliminacion completa del etanol, a una temperatura de 55 °C y con una presion de vado de menos de 150 mbar, utilizando para tal fin un sistema de evaporacion rotatorio de laboratorio.

• Extraccion lfquido-lfquido

En esta etapa el extracto concentrado se somete a un proceso de purificacion por medio de una extraccion lfquido- lfquido con acetato de etilo. Para tal fin, se toma el extracto concentrado y se diluye al doble con agua, y despues se anade un volumen proporcional de acetato de etilo y la mezcla se agita de forma vigorosa a una temperatura de 50 °C durante 30 minutos, en un matraz de reaccion de vidrio de 2 litros. La agitacion se lleva a cabo de forma mecanica, utilizando para tal fin un motor de agitacion Heidolph. Despues se separa la mezcla en un embudo de decantacion y se recupera la fraccion correspondiente al acetato de etilo.

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• Concentracion del extracto purificado

El extracto obtenido se concentra hasta la eliminacion completa del etanol, a una temperatura de 40 °C y con una presion de vado de menos de 150 mbar, utilizando para tal fin un sistema de evaporacion rotatorio de laboratorio Heidolph V V2000.

• Secado del extracto purificado

El extracto concentrado se seca en un horno de circulacion de aire con un sistema de ventilacion externo, hasta una humedad del 5,4 %.

Despues de esta etapa, se obtienen 2,43 g de extracto purificado con un contenido total de polifenol del 87 %.

El contenido total de polifenol de los extractos obtenidos se cuantifica de acuerdo con el metodo de Folin-Ciocalteu modificado, en el que los polifenoles se expresan como equivalentes de catequina (Singleton, V.; Rossi,J. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Am. J. Enol. Vitic. 16, 144-158, 1965).

La Tabla 3 muestra los contenidos totales de polifenol, el rendimiento de recuperacion de masa y el rendimiento de recuperacion de polifenoles obtenidos en este ensayo.

Tabla 3. Porcentaje de polifenoles y de rendimientos del ensayo para obtener el extracto purificado

% de polifenoles en el extracto (b.s) % de rendimiento de masa % de rendimiento de polifenol

Extracto purificado

87 % 2,47 % 11,93

Ejemplo 4. Ensayo industrial: Obtencion de extractos de cacao ricos en polifenol a un nivel industrial.

Para llevar a cabo el proceso se utilizo un genotipo de cacao, el clon CCN 51 de la variedad Amazon, de la region de Quevedo en el Ecuador.

El proceso se lleva a cabo con 10.000 kg de semillas de cacao recien obtenidas, en pulpa mucilaginosa, y los contenidos de la semilla en una base humeda es aproximadamente del 65 % de humedad, en el que la humedad correspondiente a la pulpa comprende el 17% de grasa, 4% de cascara, 3,5% de polifenoles totales. Estas semillas se someten a un tratamiento de despulpado utilizando para tal fin una maquina de despulpado de acero inoxidable modelo D500 CI Talsa para este tipo de procesamiento. Los granos se cargan en la tolva y se pasan a un tamiz cilmdrico por gravedad; este tamiz tiene un tamano de malla comprendido entre 3 y 5 mm y tiene, de forma interna, palas que empujan los granos hacia las paredes del tamiz, alcanzando asf la separacion del 90 % de la pulpa presente en los granos, y obteniendo 7.210 kg de granos despulpados con un contenido de pulpa residual del 3 %, 47 % de humedad, 23,5 % de grasa y 5,5 % de cascara, y 4,8 % de polifenoles totales.

Una vez que la mayona de la pulpa se ha eliminado de los granos, estos ultimos se someten a un tratamiento de escaldado; en este punto los granos pasaron directamente de la maquina de despulpado a una malla cilmdrica, en la que se los conduce longitudinalmente a traves del cilindro mediante un tornillo sin fin; durante este proceso los granos se sumergen en agua en ebullicion para alcanzar una temperatura interna del grano de 95 °C, con un tiempo de escaldado de 5 minutos. El agua se calienta por medio de una camisa de vapor, y el tiempo de estancia de los granos se controla cambiando la velocidad del tornillo sin fin.

Los granos obtenidos en la etapa de escaldado, con humedad cercana al 50 %, se secan a 70 °C hasta reducir su humedad a aproximadamente el 6 %; en este punto se utiliza un secador en etapas con un sistema de circulacion de aire que se diseno especialmente para este proceso. En este secador los granos de cacao se someten a distintas condiciones de secado en cada una de las etapas, cambiando la velocidad de secado en cada una de ellas. Despues de este proceso, se obtienen 3.805 kg de granos secados con una humedad residual del 6%, 44% de grasa, 10,5 % de cascara y 9,1 % de polifenoles totales, todos los contenidos expresados en una base humeda.

Los granos secados se someten a un tratamiento de limpieza en el que se eliminan partfculas extranas, tales como cuerdas, piedras, etc.; esta limpieza se lleva a cabo en una maquina de limpieza Buhler. Una vez que se limpian los granos, estos van a una etapa de fragmentacion y descascarado, en la que los granos se fragmentan, obteniendo granos finos clasificados por tamano. La cascara se elimina mediante succion, eliminando al menos el 90 % de la cascara presente en los granos. Este proceso se lleva a cabo en una maquina de descascarado tipo DK 100 Martin Lloveras y se obtienen 3.475 kg de granulos de cacao descascarados con un contenido de cascara residual del 2 %, 6,5 % de humedad, 48 % de grasa y 10 % de polifenoles totales.

Los granos obtenidos en esta etapa se someten a un proceso de desgrasado por medio de prensado en un expulsor; este proceso se lleva a cabo por medio de la extrusion de las granulos de cacao, eliminando asf parte de la

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fraccion de grasa. Para llevar a cabo este proceso se utilizo una prensa continua KP Harburguer Einsem Bronzewerke. De este proceso se obtienen 1.910 kg de torta de cacao, con un contenido de grasa del 9 %, 18 % de polifenoles expresado en una base humeda, siendo la humedad del torta del 10 %.

El torta obtenida en esta etapa salio a una temperature > 35 °C y para triturarla tuvo que someterse a un proceso de refrigeracion y estabilizacion. Esto se lleva a cabo utilizando un refrigerador de hoja rotativa. La temperature de la torta cuando sale del refrigerador es de aproximadamente 15 °C.

Una vez que la torta se estabiliza, se somete a una trituracion que se lleva a cabo en un molino de martillos provisto de un tamiz (MS-33-M1) fabricado por Gruber Hnos. S.A., obteniendo 1.890 kg de torta molida con un tamano de partfcula de menos de 500 micrones en el 99 % de la torta, y humedad del 10 %.

Para obtener los extractos con un alto contenido de polifenol, se sometieron 1.850 kg de esta torta seca por peso a un proceso de extraccion solido-lfquido. La extraccion se lleva a cabo con una mezcla de etanol:agua (70:30) a 70 °C en agitacion constante durante una hora y media. Una vez que ha pasado este tiempo, el extracto se separa del solido empobrecido por medio de un proceso de filtracion al vado. El extracto obtenido se concentra a 55 °C en un concentrador con una presion de vado de 150 mbar, hasta eliminar todo el etanol, obteniendo asf un concentrado hidroalcoholico con un rendimiento de masa del 23 % y el 64 % de recuperacion de polifenoles. Se seca la mitad de este extracto concentrado en un sistema de secado por pulverizacion a 70 °C hasta reducir la humedad a aproximadamente el 10 %. En esta etapa se obtienen 190 kg de extracto hidroalcoholico, con un contenido total de polifenol del 50% expresado en una base seca, con un rendimiento de masa del 11% y rendimiento de recuperacion de polifenoles del 32 % con respecto a la torta.

El extracto concentrado restante se somete a una extraccion lfquido-lfquido en un extractor a 50 °C. De esta etapa se obtienen dos fases, una fase acuosa y otra fase de acetato de etilo. La fase acuosa se concentra en un concentrador a 55 °C y se seca con un sistema de secado por pulverizacion a una temperatura de 70 °C, obteniendo 142 kg de extracto semipurificado con un contenido de polifenol del 40 % expresado en un base seca; en esta etapa se obtiene un rendimiento de masa del 9 % y un rendimiento de recuperacion de polifenoles del 20 %, con respecto a la torta inicial.

La fase de acetato de etilo se concentra a una temperatura de 40 °C y se seca en un sistema de secado por pulverizacion, obteniendo 38 kg de extracto purificado con un contenido de polifenol del 85 % expresado en una base seca; en esa etapa se obtiene un rendimiento de masa del 2,5 % y un rendimiento de recuperacion de polifenoles del 11,9 %, con respecto a la torta inicial.

Claims (11)

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   REIVINDICACIONES

   1. Proceso para obtener extractos de polvo de cacao ricos en polifenol que se caracteriza por las siguientes etapas:

   a. Pelado de las vainas de cacao para obtener semillas de cacao recien obtenidas,

   b. Despulpado de las semillas de la etapa a),

   c. Escaldado de las semillas de la etapa b) con agua para alcanzar una temperatura interna de semilla de no menos de 85 °C y no mas de 100 °C, durante un periodo de no menos de 3 minutos y no mas de 15 minutos,

   d. Secado de las semillas a una temperatura de no mas de 80 °C,

   e. Desgrasado de las semillas secas obtenidas en la etapa d) por medio de prensado,

   f. Estabilizacion del producto desgrasado obtenido en la etapa e),

   g. Trituracion del producto obtenido en la etapa f),

   h. Extraccion solido-lfquido utilizando una mezcla de extraccion polar formada por etanol y agua a una temperatura que vana de 40 a 80 °C durante mas de 30 minutos,

   i. Separacion solido-lfquido,

   j. Concentracion del extracto de lfquido,

   k. Obtencion del extracto hidroalcoholico obtenido mediante secado del concentrado obtenido en j), o

   l. Extraccion lfquido-lfquido del extracto concentrado en j) utilizando acetato de etilo y separacion de las fases acuosa y organica,

   m. Concentracion de la fase acuosa obtenida en I),

   n. Obtencion del extracto semipurificado mediante secado del concentrado obtenido en m), o

   o. Concentracion de la fase organica obtenida en I), y

   p. Obtencion del extracto purificado mediante secado del concentrado obtenido en o).
2. 2. Proceso de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que adicionalmente incluye una etapa de refrigeracion de la semilla despues de la etapa de pelado del fruto a) a una temperatura de no menos de 1 °C o de mas de 25 °C, con el fin de retardar la fermentacion.
3. 3. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que en la etapa de secado d) la temperatura de los granos es de menos de 80 °C.
4. 4. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que adicionalmente incluye una etapa de descascarado de la semilla despues de la etapa de secado d) o la etapa de limpieza.
5. 5. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que la etapa de desgrasado por medio de prensado e) se lleva a cabo a una temperatura de menos de 80 °C, obteniendo un contenido de grasa en la torta o harina de cacao de entre 8 y 30 % en una base seca.
6. 6. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que en la etapa de extraccion solido- lfquido el disolvente es una mezcla de 70 % de etanol y 30 % de agua.
7. 7. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que en la etapa de concentracion del extracto lfquido j) las temperaturas del proceso son de menos de 70 °C.
8. 8. Proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que en la etapa de concentracion de la fase organica y acuosa l) las temperaturas del proceso son de menos de 70 °C.
9. 9. Extracto de polvo de cacao hidroalcoholico rico en polifenol obtenible de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la catequina esta presente de 10 a 70 mg/g, la epicatequina esta presente de 80 a 350 mg/g, la procianidina B1 esta presente de 1 a 10 mg/g y la procianidina B2 esta presente de 30 a 124 mg/g, donde las partfculas de cacao tienen un tamano de partfcula de menos de 500 pm, preferentemente de menos de 200 pm, por ejemplo menos de 50 pm y el extracto se obtiene con un contenido de humedad de menos del 10% expresado en peso/peso, preferentemente menos del 5 %, por ejemplo el 3 %.
10. 10. Extracto de polvo de cacao rico en polifenol semipurificado obtenible de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la catequina esta presente de 10 a 50 mg/g, la epicatequina esta presente de 50 a 250 mg/g, la procianidina B1 esta presente de 1 a 8 mg/g y la procianidina B2 esta presente de 25 a 90 mg/g, donde las partfculas de cacao tienen un tamano de partfcula de menos de 500 pm, preferentemente de menos de 200 pm, por ejemplo menos de 50 pm y el extracto se obtiene con un contenido de humedad de menos del 10 % expresado en peso/peso, preferentemente menos del 5%, por ejemplo el 3%.
11. 11. Extracto de polvo de cacao de acetato de etilo rico en polifenol obtenible de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la catequina esta presente de 40 a 100 mg/g, la epicatequina esta presente de 200 a 500 mg/g, la procianidina B1 esta presente de 5 a 20 mg/g y la procianidina B2 esta presente de 80 a 250 mg/g, donde las

    partfculas de cacao tienen un tamano de partfcula de menos de 500 pm, preferentemente de menos de 200 pm, por ejemplo de menos de 50 pm y el extracto se obtiene con un contenido de humedad de menos del 10 % expresado en peso/peso, preferentemente de menos del 5 %, por ejemplo el 3 %.