ES2963056T3 - Proceso para la fabricación de una espuma a base de lípidos - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere en general al campo de las espumas. Un aspecto de la invención proporciona una espuma que tiene una fase lipídica continua y una porosidad de entre y 80% en la que, a una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0,1 y 80%, la espuma comprende burbujas de gas que tienen al menos 50%. % de su superficie ocupada por cristales que comprenden triglicéridos. Otros aspectos de la invención son un producto que comprende una espuma y un proceso para formar una espuma. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso para la fabricación de una espuma a base de lípidos
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general al campo de espumas.
Más precisamente, la presente invención se refiere a un proceso para formar una espuma como se define en las reivindicaciones. También se describe, pero no forma parte de la presente invención, un producto que comprende una espuma.
Antecedentes de la invención
Las espumas lipídicas son de particular interés para la industria de productos de consumo, ya que tienen el potencial de proporcionar nuevas texturas y propiedades sensoriales para productos alimenticios y nutricionales, así como para productos cosméticos. En los productos alimenticios existe una creciente preocupación por la cantidad de grasa consumidas en la dieta de las personas. Los lípidos espumosos proporcionan un método para mantener el volumen del producto mientras que reduce el contenido de grasa. Tales espumas lipídicas se describen, por ejemplo, en DE 10 2012021545 A1 y Estados Unidos 3549387 A.
La principal dificultad para generar estructuras de espuma estables dentro de sistemas basados en lípidos en comparación con sistemas basados en agua radica en la falta de surfactantes adecuados para formar interfaces estables entre el aire y los lípidos. Los surfactantes propuestos pueden no ser adecuados para estabilizar espumas comestibles debido a su toxicidad o sabor desagradable. Como consecuencia, el enfoque más común para obtener espumas estables en una matriz basada en lípidos es formando una red rígida en el material en volumen, por ejemplo formando una red rígida de cristales en una fase continua lipídica líquida o enfriando rápidamente el lípido para solidificar el material en volumen. Además de afectar a la textura de una manera que no siempre es deseable, ambos enfoques conllevan limitaciones a la hora de procesar la espuma. Tener una red rígida en la fase continua lipídica líquida afecta la capacidad de la espuma para bombearse, depositarse o mezclarse con otros componentes sin destruir la red estabilizadora que conduzca a la coalescencia de las burbujas. Una espuma estabilizada mediante la solidificación de la masa es generalmente inestable antes de la solidificación y, por tanto, sólo puede mantenerse como espuma durante un período corto y no puede estar sujeta a fuerzas de cizallamiento sustanciales durante el procesamiento.
Por lo tanto, existe una necesidad en la industria de encontrar mejores soluciones para producir espumas de lípidos estables, en particular espumas de lípidos comestibles que tengan buen sabor y estén hechas de ingredientes naturales. Un objeto de la presente invención es mejorar el estado de la técnica y proporcionar una solución mejorada para superar al menos algunos de los inconvenientes descritos anteriormente o al menos proporcionar una alternativa útil. Cualquier referencia a documentos de la técnica anterior en esta especificación no debe considerarse una admisión tal que dicha técnica anterior sea ampliamente conocida o forme parte del conocimiento general común en el campo. Tal como se utilizan en esta especificación, las palabras "comprende", "que comprende" y palabras similares no deben interpretarse en un sentido exclusivo o exhaustivo. En otras palabras, pretenden significar "incluido, pero no limitado a". El objeto de la presente invención se logra mediante el objeto de las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes desarrollan aún más la idea de la presente invención.
Resumen de la invención
La presente invención, que está definida por las reivindicaciones, se refiere a un proceso para formar una espuma, la espuma, contiene menos del 5% en peso de agua y contiene más del 95% en peso de lípidos totales de triglicéridos, todos de cuyos ácidos grasos tienen una longitud de cadena de carbono inferior a 22, comprendiendo el proceso las etapas de proporcionar una composición que comprende
triglicéridos y que tienen un contenido de lípidos superior al 20% en peso; controlando la temperatura de la composición tal que la composición comprenda cristales de triglicéridos, tenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % y forme un gel; y aireando el gel para formar una espuma, en donde la etapa de aireación comprende agitación mecánica; y en donde se añaden partículas sólidas que tienen un tamaño de partícula inferior a 500 micrómetros a la composición que comprende triglicéridos.
Los inventores han descubierto sorprendentemente que, al enfriar una composición lipídica líquida que comprende triglicéridos a una temperatura a la que hay una cristalización parcial y se forma un gel y luego batir la composición, se produce una espuma estable. Se encontró que las burbujas de gas en la espuma estaban recubiertas de cristales de triglicéridos. Mediante un proceso de batido prolongado e intensivo se pueden obtener conjuntos muy estables de burbujas envueltas en cristales. Los cristales se atascan alrededor de la burbuja, lo que genera estabilidad mecánica y resiste la contracción de la burbuja. La masa permanece blanda, por ejemplo, no hay una red rígida de cristales entre las burbujas. La espuma se puede diluir con aceite adicional y aún así permanecer estable (a menos que se agregue tanto aceite que disuelva los cristales). La espuma puede enfriarse aún más para que la fase continua se solidifique, pero si la espuma se vuelve a calentar y la fase continua se vuelve a fundir, las burbujas estables envueltas en cristales permanecen hasta que la temperatura se eleva al punto en que todos los cristales se funden (o sustancialmente todos los cristales se funden). Las espumas según la invención no se desestabilizan fácilmente durante el procesamiento mecánico, a diferencia de muchas espumas estabilizadas con partículas o espumas estabilizadas con surfactantes convencionales.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 muestra un rastro de cristalización y fusión de un calorímetro de barrido diferencial para 20% en peso de manteca de cacao en aceite de girasol con alto contenido de oleico.
La Figura 2 muestra la evolución de las propiedades reológicas durante la gelificación a medida que se aplica el enfriamiento desde el estado completamente fundido hasta 5 °C, para 20 % de manteca de cacao en HOSFO. La Figura 3 muestra un 20% en peso de manteca de cacao en espuma de aceite de girasol con alto contenido oleico, preparada como se describe en el ejemplo 1, prueba 1.2, después de 7 días de almacenamiento.
La Figura 4 muestra un 20% en peso de manteca de cacao en espuma de aceite de girasol con alto contenido oleico, preparada como se describe en el ejemplo 1, prueba 1.3, después de 7 días de almacenamiento.
La Figura 5 es una micrografía de una espuma 20% en peso de manteca de cacao de aceite de girasol con alto contenido oleico, preparada como se describe en el ejemplo 1, ensayo 1.5, que muestra la ausencia de relajación de la forma en la densa capa de cristales adsorbidos en la superficie de las burbujas.
La Figura 6 es una ilustración esquemática de la ausencia de relajación de forma alrededor de una burbuja.
La Figura 7 es una micrografía óptica polarizada de una espuma de 20% en peso de fracción de palma de alto punto de fundido en aceite de girasol con alto contenido oleico.
La Figura 8 es una micrografía óptica polarizada de una espuma de 20% en peso de fracción de palma de alta fundido en aceite de girasol con alto contenido oleico, diluida en un factor de aproximadamente 5.
La figura 9 es una micrografía de una espuma compuesta por aceite de girasol alto oleico y un mejorador de manteca de cacao.
La figura 10 es otra micrografía de la espuma que se muestra en la figura 9.
La Figura 11 es una micrografía óptica polarizada de una espuma que contiene aceite de girasol con alto contenido oleico y manteca de cacao equivalente.
Descripción detallada de la invención
En consecuencia la presente invención se refiere en parte a un proceso definido por las reivindicaciones, que permite formar una espuma que tiene una fase lipídica continua y una porosidad entre 1 y 80 %, por ejemplo entre 10 y 75 %, en donde, a una temperatura a que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 %, por ejemplo entre 0.1 y 60 %, por ejemplo entre 0.5 y 40 %, por ejemplo entre 1 y 20 %, por ejemplo entre 5 y 20 %, la espuma comprende burbujas de gas que tienen al menos el 50 % de su superficie ocupada por cristales que comprenden triglicéridos. Una espuma es una dispersión de un gas en un medio sólido o líquido. El gas puede ser cualquier gas comúnmente utilizado para la generación de espuma, tal como CO<2>, N<2>o N<2>O, pero típicamente el gas es aire. El término porosidad se refiere a la fracción del volumen de huecos llenos de gas sobre el volumen total, como porcentaje entre 0 y 100 %. La fase lipídica de la espuma puede comprender lípidos sólidos, semisólidos o líquidos. La fase lipídica de la espuma puede comprender ésteres de glicerol insolubles en agua con ácidos grasos.
Los triglicéridos, también llamados triacilgliceroles o triacilglicéridos, son ésteres derivados del glicerol y tres ácidos grasos. La temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % puede medirse mediante cualquier método bien conocido en la técnica. Por ejemplo, el contenido de lípidos sólidos a diferentes temperaturas se puede medir mediante RMN pulsada, por ejemplo según el método IUPAC 2.150. El contenido de lípidos sólidos a diferentes temperaturas también puede medirse mediante un calorímetro de escáner diferencial. El resultado de una medición del contenido de lípidos sólidos se denomina comúnmente contenido de grasa sólida. Aunque es posible obtener contenidos de lípidos sólidos intermedios entre 0 y 100 % con una composición de triglicéridos puros aprovechando la cinética de cristalización y transferencia de calor, en general es preferible que la fase lipídica comprenda una mezcla de diferentes triglicéridos con diferentes puntos de fundido. De hecho, los triglicéridos puros son costosos y por eso no son preferidos. Todos los componentes de la espuma pueden ser comestibles. El término "comestible" se refiere a sustancias que se pueden comer de forma segura. Si bien la presente invención no se limita a sustancias permitidas para el consumo en ninguna jurisdicción particular, las composiciones comestibles pueden comprender, por ejemplo, materiales aprobados para el consumo humano por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los<e>E.UU.
La espuma que se puede obtener mediante el proceso de la invención tiene un bajo contenido de humedad, es decir, la espuma contiene menos del 5 % de agua en peso, por ejemplo menos del 2.5 % de agua en peso. Cabe señalar que la espuma que se puede obtener mediante el proceso de la presente invención se puede formar sin humedad, por ejemplo sin el uso de surfactantes en agua o la formación de una emulsión que contenga agua. Los ingredientes alimentarios completamente libres de humedad son raros, pero la espuma de la invención puede estar esencialmente libre de agua. El porcentaje de la superficie de las burbujas de gas ocupada por cristales se puede medir usando microscopía (por ejemplo microscopía óptica y/o microscopía confocal), junto con técnicas de análisis de imágenes adecuadas. Con un alto nivel de cobertura de la superficie, tras la inspección microscópica puede resultar inmediatamente evidente que al menos el 50 % de la superficie de las burbujas de gas está ocupada por cristales.
Los cristales que ocupan al menos el 50 % de la superficie de las burbujas de gas se atascan entre sí, resistiendo cualquier contracción de las burbujas y proporcionando una espuma estable y fluida cuando la fase continua es fluida, tal como cuando la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 %. Los cristales que ocupan al menos el 50 % de la superficie de las burbujas de gas pueden hacer que las burbujas tengan una forma que no se relaje cuando las espumas se diluyen con aceite. En el contexto de la presente invención, el término espuma fluida se refiere a una espuma que puede procesarse en unidades de bombeo o agitación utilizando equipos típicos de procesamiento de alimentos sin sufrir un engrosamiento o colapso estructural evidente. La espuma fluida puede fluir por gravedad después de agitarla (por ejemplo a 20°C).
El material de confitería a base de grasa puede comprender burbujas de gas que tienen su superficie ocupada por triglicéridos, por ejemplo cristales de triglicéridos, tal que su densidad superficial sea de al menos 15 mg.m-2, por ejemplo al menos al menos 25 mg.m-2, por ejemplo al menos 50 mg.m-2, por ejemplo al menos al menos 200 mg.m-2. La densidad superficial de los triglicéridos en la superficie se puede medir diluyendo las espumas mediante la adición de aceite y agitación manual suave. Luego las muestras se dejan en reposo hasta que se produce la separación de fases entre una capa superior formada por acumulación de burbujas, debido al desajuste de flotabilidad entre el aire y la fase oleosa continua, y una fase inferior formada por aceite y los cristales de triglicéridos no adsorbidos restantes. Luego se retiran cuidadosamente las capas superiores de espuma y se recogen los subnadantes para su análisis. La concentración de triglicéridos se puede determinar mediante cromatografía de gases. A partir de la concentración inicial de triglicéridos en el material antes de batir (el gel) y la concentración medida en el sobrenadante, se puede calcular el área interfacial:
- Área interfacial (S) desarrollado por una espuma:
V: volumen de espuma (m3)
0 : porosidad
D: diámetro de Sauter de la burbuja (m) medido mediante microscopía óptica/tomografía
- OR/porosidad: Los niveles de aireación pueden estimarse por Desborde (OR) o porosidad (0) medidas en vasos de plástico estandarizados.
%OR ™-no aireado ^aireadox 100
^ a ire a d o
- Concentración de triglicéridos adsorbidos en la interfaz:
^adsQniCnon—ads^%
Cads:concentración de glicéridos, relativa a la fase oleosa, adsorbida en la interfaz aire-aceite de las burbujasCiní.concentración inicial de glicérido en el gel
Cno ads.:concentración de glicéridos no adsorbidos titulados a partir del subnadante diluido
X: factor de dilución aplicado a la espuma antes de recolectar el subnadante
- Densidad de la superficie de adsorción:
p _ cads(3 0 ) ^
=S
La espuma que puede obtenerse mediante el proceso de la invención tiene una serie de ventajas. A temperaturas en las que la fase continua es fluida, la estabilidad de la espuma facilita su procesamiento sin dañar la espuma. La composición de la espuma se puede ajustar de modo que haya una alta proporción de lípidos líquidos a la temperatura a la que se usa la espuma, y esto permite texturas suaves manteniendo una buena estabilidad. Los inventores se sorprendieron al descubrir que la espuma permanece estable (en reposo y durante el procesamiento) cuando se combina con otros materiales, por ejemplo otros materiales alimenticios tales como proteínas, emulsionantes y partículas sólidas.
La espuma se puede enfriar de manera tal que la fase lipídica continua ya no sea fluida. Sin embargo, una característica de la espuma es que, a una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 %, por ejemplo después del recalentamiento, la espuma todavía comprende burbujas de gas que tienen al menos el 50 % de su superficie ocupada por cristales que comprenden triglicéridos. Esto contrasta con las espumas que simplemente se estabilizan cristalizando la masa. Una alta proporción de los cristales lipídicos en la espuma de la invención ocupan la superficie de las burbujas de gas a una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 %. Por ejemplo, al menos el 50 % en volumen de las burbujas puede tener al menos el 50 % de su superficie ocupada por cristales que comprenden triglicéridos. La fase lipídica puede comprender grasas tales como aceite de coco, aceite de palmiste, aceite de palma, manteca de cacao, aceite de mantequilla, manteca de cerdo, sebo, fracciones de aceite/grasa tal como las fracciones láurica o esteárica, aceites hidrogenados y mezclas de los mismos, así como aceite de girasol , aceite de semilla de colza, aceite de oliva, aceite de soja, aceite de pescado, aceite de linaza, aceite de cártamo, aceite de maíz, aceite de algas, aceite de semilla de algodón, aceite de semilla de uva, aceites de frutos secos tales como aceite de avellana, aceite de nuez, aceite de salvado de arroz, aceite de sésamo, aceite de maní aceite de palma, aceite de palmiste, aceite de coco y cultivos oleaginosos emergentes tales como aceite de girasol con alto contenido oleico, aceite de semilla de colza con alto contenido oleico, aceite de palma con alto contenido oleico, aceites de soja con alto contenido oleico y girasol con alto contenido de estearina o combinaciones de los mismos. Por ejemplo, la fase lipídica puede comprender grasas seleccionadas del grupo que consiste en manteca de cacao, manteca de karité, manteca de illipe, grasa de sal, mantequilla de kokum, grasa de drupa de mango, aceite de palma, aceite de coco, aceite de soja, aceite de semilla de colza, aceite de semilla de algodón, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de oliva y productos de hidrogenación, productos de interesterificación, fracciones y combinaciones de estos.
Es ventajoso que la espuma esté estabilizada mediante cristales de triglicéridos ya que éstos tienen buena aceptación por parte del consumidor, por ejemplo en productos alimenticios. A una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 %, la espuma puede comprender burbujas de gas que tienen al menos el 50 % de su superficie ocupada por cristales de triglicéridos. La fase lipídica puede comprender al menos un 60 % en peso de triglicéridos, por ejemplo al menos un 75 % en peso de triglicéridos, por ejemplo al menos un 90 % en peso de triglicéridos.
Es beneficioso poder estabilizar una espuma que tiene una fase lipídica continua sin necesidad de utilizar triglicéridos con ácidos grasos de longitud de cadena alta. Tales ácidos grasos de longitud de cadena alta, especialmente los saturados, afectan las propiedades organolépticas de la espuma, dando una sensación en boca pesada y cerosa. Los inventores se sorprendieron al descubrir que las espumas que pueden obtenerse mediante el proceso según la invención podrían estabilizarse eficazmente sin utilizar triglicéridos con ácidos grasos de longitud de cadena alta, por ejemplo utilizando el proceso de la invención. Las burbujas de gas comprendidas dentro de la espuma de la invención pueden tener su superficie ocupada por triglicéridos, todos cuyos ácidos grasos tienen una longitud de cadena de carbono inferior a 22. Las burbujas de gas comprendidas dentro de la espuma de la invención pueden tener su superficie ocupada por triglicéridos, todos los cuales tienen una longitud de cadena de ácido graso promedio inferior a 20. Por ejemplo, el triglicérido palmítico-oleico-esteárico (POSt) tiene una longitud de cadena promedio de 17.3, ya que el ácido palmítico es C16, el ácido oleico es C18 y el ácido esteárico es C18.
La espuma obtenida mediante el proceso de la invención contiene más del 95 % en peso de lípidos totales (por ejemplo más del 98 %, por ejemplo más del 99 %) de triglicéridos, todos cuyos ácidos grasos tienen una longitud de cadena de carbono inferior a 22. La espuma de la invención puede contener más del 95 % en peso de lípidos totales (por ejemplo, más del 98 %, para ejemplo adicional más del 99 %) de triglicéridos, todos cuyos ácidos grasos tienen una longitud de cadena promedio inferior a 20.
El comportamiento de cristalización de la fase lipídica se puede examinar mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC), una técnica en la que la diferencia en la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una muestra y la de referencia se mide en función de la temperatura. Por ejemplo, una muestra que comprende la fase lipídica puede calentarse para fundir completamente todos los lípidos, enfriarse para registrar la firma de cristalización y luego recalentarse para registrar la firma de fundido. Cuando el protocolo de enfriamiento lleva la mezcla a una temperatura tan baja que el sistema se solidifica en masa, entonces la fase lipídica en la espuma de la presente invención puede mostrar al menos dos "picos" de fundido endotérmico distintos durante la fase de recalentamiento, los al menos dos "picos" de fundido endotérmicos están separados por al menos 10 °C, por ejemplo al menos 15 °C, por ejemplo al menos 20 °C. El área bajo cada uno de los al menos dos picos puede ser al menos el 10% del área bajo todos los picos en la traza de fundido. Dependiendo del equipo DSC utilizado, los flujos de calor endotérmico pueden mostrarse como picos positivos o negativos.
Los inventores han descubierto que se pueden obtener buenos resultados utilizando una grasa o una mezcla de grasas que tenga una amplia gama de temperaturas de cristalización. Tales grasas o mezclas de grasas tienen amplios rangos de picos de cristalización cuando se miden en un calorímetro diferencial de barrido (DSC). Estos amplios rangos de temperaturas de cristalización permiten flexibilidad a la hora de seleccionar una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % (por ejemplo entre 0.1 y 60 %, por ejemplo entre 0.5 y 40 %, por ejemplo entre 1 y 20 %). %, por ejemplo entre 5 y 20 %) antes de airear la composición para formar una espuma. Las mediciones DSC de grasas se realizan convenientemente entre 80 °C y -20 °C. La fase lipídica en la espuma de la invención puede tener al menos el 80 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura de al menos 20 °C, por ejemplo un rango de al menos 30 °C. La fase lipídica en la espuma puede tener al menos el 50 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura entre 40 °C y 15 °C. La fase lipídica en la espuma de la invención puede tener al menos el 50 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura entre 20 °C y -5 °C, por ejemplo al menos el 80 %. de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura entre 20 °C y -5 °C. Las mediciones de la entalpía de cristalización pueden medirse, por ejemplo, por DSC.
Los cristales que comprenden triglicéridos que ocupan la superficie de las burbujas de gas en la espuma que se puede obtener mediante el proceso según la invención pueden formar capas que tienen un espesor medio inferior a 5 pm, por ejemplo entre 0.2 y 5 pm. Los cristales lipídicos que comprenden triglicéridos que ocupan la superficie de las burbujas de gas en la espuma pueden formar capas que tienen un espesor promedio inferior a 2 pm, por ejemplo entre 0.2 y 2 pm. Los cristales lipídicos que comprenden triglicéridos que ocupan la superficie de las burbujas de gas en la espuma según la invención pueden formar capas que tienen un espesor promedio entre 0.01 pm y 5 pm, por ejemplo entre 0.05 pm y 2 pm, por ejemplo adicionalmente entre 0.2 pm y 1 pm. Las capas delgadas de cristales proporcionan una ventaja ya que se requiere una cantidad menor de cristales para envolver las burbujas y, por lo tanto, una cantidad menor de componentes de mayor punto de fundido. A medida que disminuye el tamaño de las burbujas en una espuma, para el mismo volumen de gas en la espuma en general, el área de superficie de las burbujas aumenta, por lo que se necesitarían más cristales para recubrir las burbujas. Como el proceso de la invención proporciona burbujas de gas recubiertas con finas capas de cristales, se pueden formar espumas con bajas densidades con un tamaño de burbuja pequeño, proporcionando texturas interesantes y atractivas.
La espuma que puede obtenerse mediante el proceso de la invención no depende de una red rígida en la fase continua para su estabilidad. Esto significa que, a temperaturas en las que una alta proporción de la fase lipídica es líquida, la espuma es estable pero puede ser suave y fluida. Por consiguiente, la espuma puede no tener una red rígida en la fase lipídica continua a una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80%. Por ejemplo la espuma, a una temperatura a la que la fase lipídica tiene un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80% (por ejemplo entre 0.1 y 60%, por ejemplo entre 0.5 y 40%, por ejemplo entre 1 y 20%, por ejemplo entre 5 y 20 %), puede fluir por gravedad sin perder más del 10 % de su porosidad (por ejemplo sin perder más del 5 % de su porosidad). Una red rígida está presente cuando el flujo induce una inestabilidad parcial de la estructura. Al aplicar cizallamiento a una red rígida, se observa un flujo inicial de tipo sólido. Por ejemplo, si un sistema que tiene una red rígida se corta por cizalla en un reómetro, se observaría una resistencia inicial de tipo elástico (o rígido), seguida de una transición a través de la resistencia máxima (rotura de la estructura rígida) antes de que la estructura volviera a ser fluido (al menos en parte). La transición entonces no es rápidamente reversible (no hay recuperación rápida de la red rígida, por ejemplo en unos pocos segundos o minutos). Esto contrasta con el comportamiento de las espumas que no tienen una red rígida.
La mayoría de los materiales lipídicos utilizados comercialmente son mezclas de diferentes moléculas. Las grasas vegetales y animales, por ejemplo, contienen una variedad de triglicéridos diferentes. Como consecuencia, al enfriar estas grasas, una fracción de los triglicéridos comenzará a cristalizarse mientras que el resto de la grasa permanece líquida. Los inventores han descubierto que enfriando las grasas líquidas de modo que parte de los triglicéridos cristalicen y se forme un gel, y luego aireando el gel, se puede producir una espuma estable. La estructura del gel puede continuar desarrollándose durante y después de la formación de espuma. Los inventores descubrieron, por ejemplo, que al enfriar el aceite de oliva (80 % refinado, 20 % virgen extra) a -23 °C se forma un gel. Después de volver a calentar el gel dejándolo a 5 °C durante 3 horas, batir el gel crea una espuma estable (sobrepasamiento alrededor del 65 %) con burbujas de gas cuya superficie está ocupada por cristales de triglicéridos. Para facilitar el procesamiento, se puede aumentar la temperatura antes de batir, siempre que queden algunos cristales y el gel. Por ejemplo, los inventores pudieron batir el gel de aceite de oliva a 5 °C, después de solidificarlo enfriándolo, por ejemplo, a -10 °C y dejarlo a -10 °C durante unas horas, luego dejar fundir parcialmente a 5 °C antes de batir. En tal espuma, no es necesario añadir ningún material estabilizador adicional a la grasa líquida para permitir que se forme una espuma. Por consiguiente, en una realización de la invención, la fase lipídica comprende una o más grasas y los cristales que comprenden triglicéridos que ocupan la superficie de las burbujas de gas comprenden triglicéridos de todas las una o más grasas. Las grasas pueden ser grasas vegetales. Las grasas pueden seleccionarse del grupo que consiste en manteca de cacao, aceite de oliva, aceite de girasol con alto contenido de esteárico y combinaciones de estos. La composición de triglicéridos que ocupan la superficie de las burbujas de gas puede ser más rica en triglicéridos de punto de fundido más alto que la grasa en masa. En el contexto de la presente invención los términos aceites y grasas se usan indistintamente. Convencionalmente en la industria, el término aceites se utiliza para las grasas que son líquidas a la temperatura a la que tradicionalmente se venden. En otra realización de la invención, se pueden incluir una o más grasas de punto de fundido más alto en la fase lipídica de la espuma para promover la formación de cristales que ocupen la superficie de las burbujas de gas cuando la mayor parte de la fase lipídica todavía está líquida. El proceso de la invención puede proporcionar una espuma en la que la fase lipídica comprende una o más grasas de punto de fundido más alto (HMP) y una o más grasas de punto de fundido más bajo (LMP) y en donde el punto de fundido de las grasas de punto de fundido más bajo y más alto es al menos 10 °C, por ejemplo al menos 15 °C, por ejemplo al menos 20 °C, por encima del punto de fundido de la grasa de punto de fundido más alto y en el que las grasas de punto de fundido más bajo están presentes a un nivel superior al 50% en peso del lípido total en la fase lipídica, por ejemplo superior al 60% en peso, por ejemplo superior al 70% en peso, por ejemplo superior al 90% en peso. Una composición de fase lipídica como la descrita facilita la formación y estabilidad de la espuma, con cristales de las grasas de mayor punto de fundido ocupando las superficies de las burbujas de gas mientras que las grasas de menor punto de fundido mantienen una fase fluida continua para permitir la aireación, por ejemplo mediante batido.
Considere una fase lipídica que consta de 6% en peso de una fracción de aceite de palma de alto punto de fundido (mpt. 63 °C), 40 % en peso de manteca de cacao (mpt. 35 °C) y 54% en peso de aceite de girasol alto oleico (mpt. -17 °C). La fase lipídica tiene dos grasas HMP (fracción de aceite de palma de alto punto de fundido y manteca de cacao) y una grasa LMP (aceite de girasol alto oleico). El punto de fundido de la grasa HMP (manteca de cacao) con el punto de fundido más bajo es de 35 °C, que es al menos 10 °C por encima del punto de fundido de la grasa LMP con el punto de fundido más alto, es decir, el aceite de girasol con alto contenido de oleico con un punto de fundido de -17. °C. La grasa LMP (HOSFO) está presente en un 54% en peso del lípido total.
Para diferentes aplicaciones del producto y temperaturas de uso, los puntos de fundido de las grasas en la fase lipídica pueden variar. El punto de fundido de la grasa HMP de punto de fundido más bajo puede estar por encima de 10 °C, por ejemplo por encima de 20 °C, por ejemplo por encima de 30 °C, por ejemplo por encima de 40 °C. Una combinación de una pequeña cantidad de grasa de alto punto de fundido con una gran cantidad de grasa de bajo punto de fundido puede proporcionar una espuma estable a temperatura ambiente e inferior, lo cual es particularmente beneficioso para las espumas comestibles ya que logran estabilidad sin causar una cera excesiva en la boca y sin un aumento no deseado en el contenido de grasas saturadas. Por ejemplo, el punto de fundido de la grasa HMP de punto de fundido más bajo puede estar por encima de 40 °C, por ejemplo entre 40 y 90 °C, y las grasas de punto de fundido más bajo pueden estar presentes en un nivel superior al 90 % en peso. Por ejemplo, el punto de fundido de la grasa HMP de punto de fundido más bajo puede estar por encima de 30 °C, por ejemplo entre 30 y 50 °C, y las grasas de punto de fundido más bajo pueden estar presentes en un nivel superior al 75 % en peso. Los cristales que ocupan la superficie de las burbujas de gas pueden contener triglicéridos de grasas HMP. Las grasas presentes en cantidades menores con puntos de fundido entre la temperatura de la grasa HMP de punto de fundido más bajo y las grasas LMP de punto de fundido más alto no afectan significativamente la eficiencia de la formación de espuma. El punto de fundido de la grasa de punto de fundido más bajo con punto de fundido más alto puede ser al menos 10 °C, por ejemplo al menos 15 °C, por ejemplo al menos 20 °C, por encima del punto de fundido de la grasa con punto de fundido más alto cuando hay grasas presentes a niveles inferiores al 1% en peso del contenido de lípidos de la fase lipídica se descuentan. El punto de fundido de una grasa puede ser, por ejemplo, la temperatura a la que tiene un contenido de grasa sólida del 1 % medido por RMN pulsada.
La una o más grasas de punto de fundido más alto en la espuma se pueden seleccionar del grupo que consiste en manteca de cacao, manteca de karité, manteca de kokum, mantequilla de illipe, grasa de sal, grasa de drupa de mango, aceite de semilla de palma, aceite de palma, aceite de coco, grasa de leche, aceite de girasol con alto contenido esteárico y productos de hidrogenación, productos de interesterificación, fracciones y combinaciones de estos; y la una o más grasas de punto de fundido más bajo pueden seleccionarse del grupo que comprende aceite de girasol (alto oleico y estándar), aceite de coco, aceite de cártamo, aceite de semilla de colza, aceite de oliva y combinaciones y fracciones de estos. La una o más grasas de punto de fundido más alto en la espuma de la invención pueden tener un punto de fundido superior a 20 °C y la una o más grasas de punto de fundido más bajo en la espuma de la invención pueden tener un punto de fundido inferior a 20 °C.
Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender manteca de cacao, por ejemplo manteca de cacao interesterificada, y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma pueden comprender aceite de girasol, por ejemplo aceite de girasol con alto contenido de oleico. Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender una fracción de aceite de palma de alto punto de fundido, y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma pueden comprender aceite de girasol, por ejemplo aceite de girasol con alto contenido de oleico. Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender aceite de coco hidrogenado y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma de la invención pueden comprender aceite de girasol, por ejemplo aceite de girasol con alto contenido oleico. Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender aceite de palmiste hidrogenado y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma pueden comprender aceite de girasol, por ejemplo aceite de girasol con alto contenido de oleico. Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender manteca de karité, por ejemplo manteca de karité fraccionada o interesterificada, y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma pueden comprender aceite de girasol, por ejemplo aceite de girasol con alto contenido de oleico. Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender mantequilla de ilipe, por ejemplo mantequilla de ilipe fraccionada o interesterificada, y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma pueden comprender aceite de girasol, por ejemplo aceite de girasol con alto contenido de oleico. Las grasas de punto de fundido más alto en la espuma pueden comprender estearina de aceite de girasol con alto contenido de esteárico, y las grasas de punto de fundido más bajo en la espuma pueden comprender aceite de girasol con alto contenido de oleico.
Típicamente, las grasas con un punto de fundido más bajo tienen niveles más bajos de ácidos grasos saturados que las grasas con un punto de fundido más alto. El consumo de ácidos grasos saturados se ha relacionado con niveles elevados de colesterol LDL en la sangre y enfermedades cardíacas, por lo que sería ventajoso poder reducir el consumo de ácidos grasos saturados. Al poder crear una espuma a partir de una fase lipídica con un alto porcentaje de grasas de bajo punto de fundido, la invención proporciona un medio para reducir el contenido de ácidos grasos saturados de las espumas comestibles. La espuma puede tener un bajo contenido de ácidos grasos saturados, por ejemplo, la espuma puede tener un contenido de ácidos grasos saturados inferior al 45 % en peso del contenido total de ácidos grasos, por ejemplo, inferior al 35 % en peso del contenido total de ácidos grasos. por ejemplo, menos del 25% en peso del contenido total de ácidos grasos. La espuma proporciona un volumen equivalente para un menor peso de material y, por tanto, reduce la grasa total y, por tanto, el contenido de ácidos grasos saturados de cualquier producto alimenticio que la comprenda.
Los inventores han encontrado que la adición de partículas puede ayudar a la estabilidad de la espuma, reduciendo el engrosamiento con el tiempo y proporcionando una mejor homogeneidad de la espuma. En la espuma se dispersan partículas sólidas que tienen un tamaño de partícula inferior a 500 pm. El tamaño de las partículas se puede medir mediante métodos conocidos en la técnica consistentes con el tamaño que se está midiendo. Por ejemplo, un tamaño de partícula inferior a 500 pm puede confirmarse pasando a través de un tamiz de malla 35 estándar de EE. UU. Las partículas sólidas dispersadas en la espuma pueden tener un tamaño de partícula inferior a 180 pm (por ejemplo, medido al pasar a través de una malla estadounidense 80). Las partículas sólidas dispersadas en la espuma pueden tener un tamaño de partícula D90 medido mediante dispersión de luz láser de menos de 100 pm, por ejemplo menos de 50 pm, por ejemplo menos de 30 pm. Las partículas sólidas dispersadas en la espuma se pueden seleccionar del grupo que consiste en almidón modificado, maltodextrina, sal inorgánica (por ejemplo sal inorgánica comestible), partículas de proteínas, fibras (por ejemplo carbohidratos de digestión lenta o resistentes a la digestión), partículas de plantas (por ejemplo partículas de cacao, partículas de café, especias o hierbas), azúcares (por ejemplo sacarosa), partículas de hidrogel y combinaciones de estos. Las partículas sólidas dispersas en la espuma pueden ser maltodextrina. Las partículas sólidas pueden estar presentes a un nivel de entre 1 y 500 % del peso total de lípidos en la espuma, por ejemplo entre 1 y 200 % del peso total de lípidos en la espuma, por ejemplo entre 1 y 100 % del total peso de lípidos en la espuma, por ejemplo entre 1 y 20 % del peso total de lípidos en la espuma, por ejemplo adicional entre 5 y 20 % del peso total de lípidos en la espuma.
Como se define en las reivindicaciones, la invención proporciona un proceso para formar una espuma, conteniendo dicha espuma menos del 5% de agua en peso y conteniendo más del 95% en peso de lípidos totales de triglicéridos, todos cuyos ácidos grasos tienen una longitud de cadena de carbono menor que 22, el proceso que comprende las etapas de proporcionar una composición que comprende triglicéridos y que tiene un contenido de lípidos superior al 20% en peso (por ejemplo superior al 30% en peso, por ejemplo superior al 40% en peso, por ejemplo superior al 50% en peso, por ejemplo superior al 60% en peso); controlar la temperatura de la composición tal que la composición comprenda cristales de triglicéridos, tenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % (por ejemplo entre 0.1 y 60 %, por ejemplo entre 0.5 y 40 %, por ejemplo entre 1 y 20 %, para ejemplo entre 5 y 20%), y forma un gel; y airear el gel para formar una espuma. La espuma puede comprender burbujas de gas que tienen su superficie ocupada por cristales que comprenden triglicéridos. En el contexto de la presente invención, el término aireación se refiere a la formación de espuma mediante la incorporación de burbujas de gas, no siendo necesariamente el gas aire. La aireación se consigue en el procedimiento según la invención mediante agitación mecánica. Según la invención, a la composición que comprende triglicéridos se añaden partículas sólidas que tienen un tamaño de partícula inferior a 500 micrómetros.
Un gel es una red no fluida caracterizada por un líquido continuo en todo su volumen. El gel del proceso de la invención puede tener una fase lipídica continua. El gel del proceso de la invención puede tener una propiedad de gel que surge de una red cristalina, por ejemplo una red de cristales de tamaño promedio inferior a 100 micrómetros en toda la matriz. El gel del proceso de la invención puede tener entre un 3 y un 30 % del lípido total en peso en forma de cristales, por ejemplo entre un 5 y un 20 %. Un gel puede definirse por su reología. Por ejemplo, a una frecuencia de 1 Hz, el módulo elástico de cizallamiento lineal medido G' de un gel puede ser mayor que 10 Pa y el módulo viscoso G'' puede ser menor que G'. Los geles más adecuados para la generación de espuma tienen un módulo elástico de cizallamiento lineal G' inicialmente en el rango 10.2 - 107 Pa a 1 Hz, por ejemplo un módulo elástico de cizallamiento lineal G' inicialmente en el rango 102 - 106 Pa a 1 Hz, por ejemplo, un módulo elástico de cizallamiento lineal G' inicialmente en el rango 103 - 106 Pa a 1 Hz. La composición que comprende triglicéridos puede comprender una variedad de triglicéridos diferentes con diferentes puntos de fundido. El comportamiento de cristalización de la composición que comprende triglicéridos se puede examinar usando calorimetría diferencial de barrido (DSC). La aireación se puede realizar a una temperatura por debajo del pico de fundido más alto, siendo la temperatura tal que el contenido de lípidos sólidos esté entre 0.1 y 80 %, preferiblemente a una temperatura por debajo de toda el área del pico de fundido endotérmico más alto. Por ejemplo, en una mezcla de 20% de manteca de cacao en aceite de girasol con alto contenido oleico, se encontró que el pico de fundido más alto tenía un máximo de 23 °C. Se obtuvieron buenos resultados aireando la mezcla que se había enfriado recientemente a una temperatura de 17°C, estando el contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80%. La composición que comprende triglicéridos en el proceso de la invención puede comprender una o más grasas de punto de fundido más alto (HMP) y una o más grasas de punto de fundido más bajo (LMP), en donde el punto de fundido de la grasa de punto de fundido más bajo es al menos 10 °C, por ejemplo al menos 15 °C, por ejemplo al menos 20 °C, por encima del punto de fundido de la grasa con punto de fundido más alto y en el que las grasas con punto de fundido más bajo están presentes a un nivel de más del 50% en peso del lípido total en la fase lipídica, por ejemplo más del 60% en peso, por ejemplo más del 70% en peso, por ejemplo más del 90% en peso.
En el proceso de la invención se añaden partículas sólidas que tienen un tamaño de partícula inferior a 500 pm, por ejemplo inferior a 180 pm, a la composición que comprende triglicéridos. Las partículas sólidas pueden tener un tamaño de partícula D90 inferior a 100 pm, por ejemplo inferior a 50 pm, por ejemplo inferior a 30 pm. Las partículas sólidas se pueden añadir antes de que la composición forme un gel. Las partículas sólidas añadidas a la composición que comprende triglicéridos se pueden seleccionar del grupo que consiste en almidón modificado, maltodextrina, sal inorgánica, partículas de proteína, fibras, partículas de plantas, azúcares, partículas de hidrogel y combinaciones de estas. Las partículas sólidas pueden haber sido trituradas o agregadas. Las partículas sólidas añadidas a la composición que comprende triglicéridos pueden ser maltodextrina. Las partículas sólidas pueden estar presentes en un nivel de entre 1 y 20 % del peso total de lípidos en la espuma.
Enfriar la composición de triglicéridos promoverá la formación de cristales. Esto puede mejorarse mediante la adición de pequeños cristales, por ejemplo cristales de una grasa de mayor punto de fundido. Los cristales añadidos pueden ocupar ellos mismos la superficie de las burbujas de gas cuando se airea el gel, o pueden promover el crecimiento de cristales que ocupan la superficie de las burbujas de gas o una mezcla de ambos. Por consiguiente, se pueden añadir cristales de triglicéridos a la composición que comprende triglicéridos en el proceso de la invención, por ejemplo se pueden añadir mientras se controla la temperatura de la composición lipídica.
La composición que comprende triglicéridos puede estar inicialmente a una temperatura a la que contenga menos del 0.1% en peso de lípidos sólidos en el proceso de la invención. Por ejemplo, puede estar a una temperatura en la que no contenga lípidos sólidos. Comenzar con menos del 0.1 % en peso de lípidos sólidos, o sin lípidos sólidos, hace que sea más fácil controlar las condiciones tales que cristalice una proporción de la composición que comprende triglicéridos, proporcionando cristales adecuados para ocupar la superficie de las burbujas de gas en la espuma generada por el proceso de la invención.
Los inventores han descubierto que se pueden obtener resultados mejorados (por ejemplo, espumas de menor densidad y mayor estabilidad) si se deja madurar el gel antes de airearlo. Puede haber un intervalo de tiempo de al menos 5 minutos entre la formación del gel y el inicio de la aireación en el proceso de la invención. El intervalo de tiempo entre la formación del gel y el inicio de la aireación en el proceso de la invención puede ser de al menos 30 minutos, por ejemplo de al menos 1 hora, por ejemplo de al menos 24 horas, por ejemplo de al menos 4 semanas. En tiempos de maduración prolongados, la estabilidad de la espuma aumenta con el tiempo de maduración pero la densidad comienza a disminuir. El intervalo de tiempo entre la formación del gel y el inicio de la aireación en el proceso de la invención puede ser de entre 1 hora y 2 semanas, por ejemplo entre 1 hora y 1 semana, por ejemplo adicional entre 1 hora y 24 horas. El gel se puede mantener a cualquier temperatura durante el tiempo entre la formación del gel y el inicio de la aireación siempre que la composición mantenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 %. Los inventores han descubierto que cuanto mayor es la temperatura del gel cuando este se bate, menor es la densidad de la espuma obtenida, siempre que la temperatura no se eleve hasta el punto de que todos los cristales de triglicéridos se fundan y el gel se destruya. Por ejemplo, la composición que comprende triglicéridos puede enfriarse rápidamente, tal como en un congelador a -18 °C para formar un gel, y luego dejarse calentar hasta una temperatura en la que sólo quede un pequeño porcentaje de lípidos sólidos antes de airearse.
La etapa de aireación en el proceso de la invención comprende agitación mecánica, por ejemplo batido. Los inventores han descubierto que aunque se podían obtener espumas mediante métodos de agitación no mecánicos, tales como disolver o dispersar gas bajo presión y luego liberarlo, para obtener las espumas más estables era preferible aplicar agitación mecánica. Sin desear verse limitados por la teoría, los inventores creen que la agitación mecánica aumenta la envoltura de las burbujas de gas con cristales de triglicéridos. La agitación mecánica se puede aplicar, por ejemplo, utilizando un equipo del tipo rotor-estator, tal como un sistema de aireación Haas-Mondomix. Después de la formación y maduración (si la hubiera), el gel se puede cortar suavemente para permitir una fácil transferencia al sistema de aireación. La agitación mecánica, por ejemplo batido, se puede aplicar durante al menos 5 s (tales como los tiempos de residencia en un sistema de rotor-estator continuo), por ejemplo al menos 1 minuto, por ejemplo al menos 5 minutos (tal como en una máquina de batir por lotes), por ejemplo al menos 10 minutos, por ejemplo adicional al menos 30 minutos. La estabilidad de la espuma generalmente aumenta al aumentar el tiempo de agitación mecánica. A diferencia de muchas espumas, la espuma generada según el procedimiento de la invención no es especialmente sensible al batido excesivo. La etapa de aireación en el proceso de la invención puede comprender la despresurización del gas seguida de un batido mecánico. Tal combinación de generación inicial de burbujas mediante gas disuelto/dispersado y una caída de presión seguida de agitación mecánica puede emplearse útilmente; sin embargo, todas las etapas del proceso pueden realizarse a presión atmosférica o cerca de ella, por ejemplo a una presión absoluta de entre 800 hPa y 2100 hPa. hPa, por ejemplo entre 850 hPa y 1100 hPa.
El proceso de la invención puede comprender además agregar materiales adicionales. Por ejemplo, el proceso puede incluir agregar ingredientes alimenticios adicionales y formar un producto alimenticio. El proceso puede incluir agregar materiales adicionales antes de la formación del gel, después de que se forme un gel o a la espuma.
La espuma obtenida en el proceso de la invención aireando el gel se puede mezclar con una composición no aireada, por ejemplo la espuma se puede mezclar con una composición no aireada que tiene una fase continua lipídica. Un proceso tal de "dos etapas" de este tipo es particularmente eficaz para crear una composición aireada que tiene un bajo contenido de lípidos cuando la espuma obtenida en el proceso de la invención tiene un contenido de lípidos mayor que la composición no aireada. Las composiciones lipídicas continuas con bajos contenidos de lípidos son difíciles de airear, ya que la estructura de la espuma tiende a romperse durante el batido. Los inventores se sorprendieron al descubrir que al crear una espuma según el proceso de la invención utilizando una composición con un alto contenido de lípidos y luego mezclando cuidadosamente la espuma con un material no aireado con un menor contenido de grasa, podían obtener una porosidad mucho mayor que la que se podía obtener batiendo directamente la composición final. Sin querer limitarse a ninguna teoría, los inventores creen que la formación de burbujas envueltas en cristales en la espuma inicial proporciona una espuma con buena estabilidad durante el mezclado, permitiendo que se mezcle con un material no aireado con muy poca pérdida de porosidad.
En una realización del proceso de la invención, la fase lipídica de la composición que comprende triglicéridos puede tener al menos el 80 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura de al menos 20 °C. por ejemplo un rango de al menos 30 °C. En una realización del proceso de la invención, la fase lipídica de la composición de la invención puede tener al menos el 50 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura entre 40 °C y 15 °C, por ejemplo, al menos el 80 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C se produce en un rango de temperatura entre 40 °C y 15 °C. En una realización adicional del proceso de la invención, la fase lipídica de la composición de la invención puede tener al menos el 50 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura entre 20 °C y - 5 °C, por ejemplo al menos el 80 % de su entalpía de cristalización total entre 80 °C y -20 °C ocurriendo en un rango de temperatura entre 20 °C y -5 °C.
El proceso de la invención puede comprender las etapas de proporcionar una composición que comprende triglicéridos y que tiene un contenido de lípidos superior al 40% en peso; controlar la temperatura de la composición de manera tal que la composición comprenda cristales de triglicéridos, tenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % (por ejemplo entre 0.1 y 60 %, por ejemplo entre 0.5 y 40 %, por ejemplo entre 1 y 20 %, por ejemplo entre 5 y 20%), y forme un gel; airear el gel para formar una espuma; y mezclar la espuma con una composición lipídica continua no aireada que tiene un contenido de lípidos inferior al 40% en peso para formar una espuma adicional. La espuma adicional formada mezclando la espuma inicial con una composición lipídica continua no aireada puede tener un contenido de lípidos por debajo del 40% en peso, por ejemplo por debajo del 35% en peso, por ejemplo por debajo del 30% en peso. Las espumas pueden comprender burbujas de gas que tienen su superficie ocupada por cristales que comprenden triglicéridos. En el contexto de la presente invención, el término "no aireado" se refiere a una composición que tiene una porosidad inferior al 1%, por ejemplo la composición lipídica continua no aireada puede tener una porosidad en la fase lipídica inferior al 1%.
La temperatura de la composición que comprende triglicéridos se puede controlar para formar un gel, por ejemplo mediante enfriamiento rápido, y luego se mezclan más ingredientes, actuando para aumentar la temperatura del gel listo para una aireación eficiente, pero sin fundir todo el contenido de lípidos sólidos. Una ventaja del proceso de la invención es que proporciona una espuma con buena estabilidad, tal que se pueden mezclar ingredientes adicionales en la espuma sin conducir a un aumento demasiado grande de la densidad. Se puede dejar que la espuma madure antes de agregar ingredientes adicionales. Por ejemplo, el intervalo de tiempo entre la formación de la espuma y la adición de ingredientes adicionales, por ejemplo ingredientes alimentarios, puede ser de al menos 30 minutos, por ejemplo de al menos 1 hora, por ejemplo de al menos 24 horas, por ejemplo de al menos 4 semanas.
En una realización del proceso de la invención, el proceso puede comprender las etapas de proporcionar una composición que comprende triglicéridos que tienen un contenido de manteca de cacao entre 5 y 50 % en peso (por ejemplo, entre 15 y 25 % en peso) y un contenido de grasa de punto de fundido inferior entre 50 y 95 % en peso (por ejemplo entre 85 y 50 % en peso), en donde la grasa de punto de fundido más bajo tiene un punto de fundido más alto por debajo de 0 °C (por ejemplo por debajo de -10 °C); enfriar la composición a una temperatura entre 0 y 15 °C tal que manera que la composición comprenda cristales de triglicéridos, tenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % (por ejemplo, entre 5 y 20 %) y forme un gel; y airear el gel (por ejemplo mediante batido mecánico) para formar una espuma. La composición que comprende triglicéridos puede estar libre de cristales de lípidos antes de enfriarse. La espuma resultante se puede mezclar opcionalmente con una composición lipídica continua no aireada.
En una realización adicional del proceso de la invención, el proceso puede comprender las etapas de proporcionar una composición que comprende triglicéridos que tienen un contenido de grasa de punto de fundido más alto entre 5 y 50 % en peso (por ejemplo entre 15 y 25 % en peso) y un contenido de grasa de punto de fundido más bajo entre 50 y 95 % en peso (por ejemplo entre 50 y 85 % en peso), en donde la grasa de punto de fundido más alto tiene un punto de fundido más bajo por encima de 30 °C (por ejemplo por encima de 35 °C, para ejemplo adicional por encima de 40 °C) y la grasa de punto de fundido más bajo tiene un punto de fundido más alto por debajo de 10 °C (por ejemplo por debajo de 0 °C, por ejemplo por debajo de -10 °C); enfriar la composición a una temperatura entre 0 y 25 °C (por ejemplo entre 0 y 15 °C) de manera tal que la composición comprenda cristales de triglicéridos, tenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % (por ejemplo entre 5 y 20 %) y forme un gel; y airear el gel (por ejemplo mediante batido mecánico) para formar una espuma. La composición que comprende triglicéridos puede estar libre de cristales de lípidos antes de enfriarse. La espuma resultante se puede mezclar opcionalmente con una composición lipídica continua no aireada.
Los expertos en la técnica entenderán que pueden combinar libremente todas las características de la presente invención aquí descrita.
Otras ventajas y características de la presente invención resultan evidentes a partir de las figuras y ejemplos no limitantes.
Ejemplos
Ejemplo 1: Formación de espumas estables con manteca de cacao en aceite de girasol alto oleico.(no según las reivindicaciones)
El aceite de girasol con alto contenido de oleico (HOSFO) que tiene un punto de fundido de -17 °C (±3) °C se obtuvo de (SABO Nestrade). La manteca de cacao (Pure Prime Pressed) que tenía un punto de fundido de 35 °C (±3) °C se obtuvo de Cargill.
El perfil de fundido y cristalización del 20% en peso de manteca de cacao en HOSFO se midió mediante DSC utilizando un SDT Q600 de instrumentos TA. Una muestra de alrededor de 10 a 20 mg de manteca de cacao en HOSFO se calentó a 70 °C antes de registrar la firma de cristalización. Después de enfriar a -20 °C, se recalentó a 70 °C para registrar la firma de fundido. La traza DSC se muestra en la Figura 1. Se puede observar que el pico de fundido más alto tiene un máximo de aproximadamente 23 °C y el pico comienza alrededor de 17 °C. Aunque diferentes lípidos y formas cristalinas pueden tener entalpías de fundido específicas ligeramente diferentes, el área bajo los picos de fundido en la traza de recalentamiento proporciona una correlación razonable con la cantidad de lípidos que se funden. A partir del rastro de recalentamiento del DSC se puede ver que a 5 °C menos del 60 % del lípido permanece sólido.
Se confirmó la formación de un gel. La Figura 2 muestra la evolución de G' (□) y G" (n) con el tiempo (seg), registrado a 1 Hz, para 20% de manteca de cacao (PPP) en HOSFO enfriándose de 25°C a 5°C (u) y estabilizándose a 5°C, con una velocidad de enfriamiento de 0.5°C/min. La amplitud de distención se mantuvo en 0.005% para garantizar que estuviera en el régimen de deformación lineal. La geometría utilizada fue la de cilindros concéntricos. Perfil de gelificación de manteca de cacao al 20 % en HOSFO a medida que la temperatura se redujo de 25 °C a 5 °C. La mezcla se calentó inicialmente hasta 70°C para lograr la disolución completa, luego la temperatura se redujo a 25°C media hora antes de registrar los datos reológicos durante la gelificación. Se puede observar que después de 45 minutos cuando se forma el gel, G' es mayor que G" y G' es mayor que 10 Pa.
1.1 Gel a 4 °C, batir a 20 °C
Preparación de la mezcla: Se calentó manteca de cacao al 20% (p/p) en HOSFO a 70 °C hasta su completa disolución. Se colocaron 250 g de la solución calentada en un recipiente de vidrio con doble camisa. La mezcla se enfrió durante 20 horas aplicando agua a 4°C a la camisa. El gel obtenido se colocó a 20 °C en una batidora planetaria de cocina Hobart N50 equipada con un batidor de globo a velocidad 2 durante 15, 30, 45 min. Se obtuvo una espuma con un sobrepaso del 240 %. (El exceso es el volumen de gas incorporado en el material espumado/volumen del material no espumado, expresado en %). La distribución del tamaño de las burbujas fue amplia, con un tamaño promedio estimado en el rango de 0.02 - 0.05 mm, pero con sólo una fracción muy pequeña (menos del 5 %) de burbujas mayores de 0.1 mm. La espuma tenía buena estabilidad a bajas temperaturas, pero si se mantenía a temperatura ambiente colapsaba en 1 hora.
1.2 Gel a 4°C, batir a 5°C
El protocolo fue el mismo que el punto 1.1 anterior excepto que el batido se realizó a 5 °C colocando la batidora de cocina en una habitación fría. Se consiguió una espuma sobrepasada (200% después de 15 minutos de batido). La distribución del tamaño de las burbujas fue amplia, con un tamaño promedio estimado en el rango de 0.03 a 0.05 mm, pero con sólo una fracción muy pequeña (menos del 5 %) de burbujas mayores a 0.1 mm. La espuma tenía buena estabilidad a bajas temperaturas, pero si se mantenía a temperatura ambiente después de la formación de espuma, la espuma mostraba alrededor de 1 cm de drenaje después de 7 días de almacenamiento a temperatura ambiente (ver Figura 3). La textura de la espuma era mucho más firme y menos propensa a fluir que la del gel antes de batir.
1.3 Gel mantenido a 5°C durante 1 semana - Espuma a 5°C
El protocolo fue el mismo que el punto 1.1 anterior, excepto que se almacenaron 250 g de la mezcla a 5 °C durante 1 semana, lo que permitió la recristalización. Luego el gel se batió a 5 °C durante 15 min, 30 min y 45 min. Se consiguió una espuma de sobrepasamiento alta (180%después de 15 minutos de batido y 235%después de 30 minutos de batido). El tamaño promedio de las burbujas fue más pequeño que en las pruebas anteriores, estimado entre 0.03 y 0.05 mm, dando lugar a una apariencia muy blanca de la espuma. La espuma mostró una mejor estabilidad a temperatura ambiente, es decir, podía almacenarse durante semanas sin colapso macroscópico aparente y con un drenaje muy limitado (menos de 1 mm de drenaje después de 7 días de almacenamiento) (ver Figura 4).
1.4 Gel mantenido a 5 °C durante 1 semana - Espuma a 20 °C
El protocolo fue el mismo que en el punto 1.3 anterior excepto que el batido se realizó a 20 °C. Se consiguió una espuma de sobrepasamiento alta (225% después de 15 minutos). La estabilidad y el tamaño de la burbuja fueron similares a 1.3.
1.5. Gel mantenido a 5°C durante 2 semanas - Espuma a 5°C
El protocolo fue el mismo que en 1.3 excepto la duración del almacenamiento en gel que fue de 2 semanas.
La estabilidad y el tamaño de la burbuja fueron similares a 1.3.
Resumen de resultados espumando manteca de cacao al 20 % en aceite de girasol alto oleico:
Ejemplo 2: Espumas con manteca de cacao en aceite de girasol alto oleico con adición de partículas de maltodextrina.Preparación de la mezcla: Se calentó 20% en peso de manteca de cacao, 10% en peso de partículas de maltodextrina (DE11-14) en HOSFO a 70 °C hasta la disolución completa de la manteca de cacao. 250 g de la mezcla colocados en un vial cerrado. El vial se colocó en agua y se enfrió dentro de un recipiente con doble camisa (agua de refrigeración a 4 °C) durante 20 horas. El gel obtenido se almacenó a 5 °C durante 1 semana antes de colocarse en una batidora de cocina Hobart a 5 °C equipada con un batidor de globo y se batió a velocidad 2 durante 15 min, 30 min y 45 min. La espuma resultante se comparó con la prueba 1.3 anterior, que tenía las mismas condiciones excepto que no tenía partículas de maltodextrina. La espuma con partículas de maltodextrina tiene un sobrepasamiento máximo del 214 % (en comparación con el 235 % de la muestra sin partículas). Sin embargo, la prueba con maltodextrina mejoró la estabilidad frente al engrosamiento con el tiempo y mostró una mejor homogeneidad de la espuma.
Ejemplo 3: Espuma de otras grasas al 20% en peso en aceite de girasol alto oleico(no según las reivindicaciones) Se prepararon una serie de otras grasas al 20% en peso en aceite de girasol con alto contenido de oleico, se fundieron completamente y luego se enfriaron hasta formar un gel. Las muestras se batieron como en el ejemplo 1.
Ejemplo 4: Espuma de un solo aceite(no según las reivindicaciones)
La estearina de aceite de girasol con alto contenido de esteárico (Nutrisun) es una fracción del aceite de girasol con alto punto de fundido. Punto de fundido 32 °C (± 3°C).
La estearina de aceite de girasol con alto contenido de esteárico se calentó a 90 °C para asegurar la disolución completa de los cristales. Se colocaron 250 g de la solución calentada en un recipiente de vidrio con doble camisa. La mezcla se enfrió durante 20 horas aplicando agua a 20°C a la camisa. El gel obtenido se colocó en una batidora de cocina Hobart equipada con un batidor de globo a velocidad 2 durante 15 min. Se obtuvo una espuma de alto sobrepasamiento (sobrepasamiento máximo = 277 % después de 45 min de batido). Esta espuma mostró buena estabilidad térmica sin desestabilización macroscópica aparente y sin drenaje aparente después de 7 días de almacenamiento.
La distribución del tamaño de las burbujas fue muy amplia, con un tamaño promedio estimado en el rango de 0.06 a 0.08 mm, pero con sólo una fracción muy pequeña (menos del 5%) de burbujas mayores de 0.1 mm. Esto demuestra que se pueden producir espumas a partir de grasas individuales (por ejemplo, grasas vegetales de una única fuente vegetal), los cristales que ocupan la superficie de las burbujas de gas provienen necesariamente de la misma grasa.
Ejemplo 5: Burbujas recubiertas de cristales.(no según las reivindicaciones)
La Figura 5 muestra la densa capa de cristales absorbidos en la superficie de las burbujas en una micrografía de la espuma de manteca de cacao/aceite de girasol alto oleico formada en el ensayo 1.5 anterior. La imagen ilustra el tipo de formas no esféricas que se encuentran bajo el microscopio, mediante las cuales la estabilización interfacial mediante adsorción superficial de una capa densa de cristales crea la propiedad de la forma no relajante (que se muestra esquemáticamente en la Figura 6). Al diluir la espuma con aceite líquido (por ejemplo, el mismo aceite líquido utilizado para la formación de espuma), se suprimen los efectos reológicos en masa que normalmente actúan sobre la forma de las burbujas, pero la estabilización interfacial de los cristales alrededor de las burbujas se puede observar por el hecho de que las formas de la burbuja no se relajan. A partir de observaciones microscópicas de estas espumas, se encontró que alrededor del 50% de las burbujas tenían una cobertura superficial de al menos el 50% de la cobertura superficial máxima. La cobertura superficial máxima corresponde a una estructura atascada de cristales adsorbidos en la interfaz de una burbuja o en la interfaz entre dos burbujas. El denso empaquetamiento de cristales en las interfaces de las burbujas proporciona una buena estabilidad.
La fracción de aceite de palma de alta fundido (AAK, Suecia) se espumó en HOSFO y la estructura se estudió mediante microscopía. Preparación de la mezcla: Se disolvió una fracción de aceite de palma de alto punto de fundido del 20 % en HOSFO calentando a 75 °C. Se formó un gel durante el almacenamiento a 20 °C durante 16 h. Se colocaron 250 g del gel obtenido en una batidora de cocina Hobart y se batieron a velocidad 2 durante 45 minutos. La Figura 7 muestra una micrografía polarizada de la espuma no diluida y luego la Figura 8 muestra la espuma diluida en un factor de aproximadamente 5 con HOSFO. Las micrografías muestran cristales de triglicéridos que recubren las interfaces entre las burbujas.
Ejemplo 6: Espumas estabilizadas por cristales de triglicéridos.-Visualización de los cristales de triglicéridos adsorbidos en la interfaz mediante microscopía óptica.(no según las reivindicaciones)
El HOSFO y el 10 % en peso de mejorador de manteca de cacao (CBI) se mezclaron a 60 °C hasta su completa disolución. El CBI (Illexao HS90 - AAK) se basa en manteca de karité fraccionada y tiene un punto de fundido de 43 °C ± 3 °C. La mezcla HOSFO/CBI se retiró de la placa caliente y se dejó enfriar durante la noche a 5 °C. La mezcla formó un gel con una consistencia pastosa. La espuma se generó en una mezcladora Hobart con batidor de globo, velocidad 2, durante 20 min a 5 °C. Durante el batido, el aire se incorpora a la matriz del gel y forma burbujas recubiertas de cristales que garantizan la estabilidad mecánica a largo plazo de la espuma. Las muestras fueron examinadas mediante microscopía óptica. Se colocaron unas pocas gotas del material aireado sobre un portaobjetos de vidrio y luego se tomaron imágenes usando un aumento apropiado e iluminación de campo claro usando un microscopio óptico Zeiss. Las imágenes (Figuras 9 y 10) muestran claramente una capa completa de cristales adsorbidos en la interfaz aire/aceite y formando una costra que envuelve las burbujas. Con tal nivel de cobertura de superficie tan alto, resulta inmediatamente obvio después de la inspección por microscopía que al menos el 50 % de la superficie de las burbujas de gas está ocupada por cristales
Ejemplo 7: Formar una espuma a base de chocolate con leche.-Proceso de 1 etapa versus 2 etapas(no según las reivindicaciones)
Se formó un chocolate con leche aireado usando tres materiales glicéridos diferentes para estabilizar la espuma de aceite: un CBI como en el ejemplo 18, un CBE como en el ejemplo 3 y monoglicéridos como en el ejemplo 6. Para el CBI y los monoglicéridos, se comparó un proceso de 1 etapa con un proceso de 2 etapas.
Hacer espuma en 1 etapa:
Se mezcló material glicérido al 10 % (CBI o monoglicéridos) con aceite al 90 % (aceite de girasol alto oleico, HOSFO) y se calentó hasta que no quedaron sólidos. Esta mezcla de aceites se enfrió a 20°C en un baño de agua y se mantuvo a esa temperatura. La mezcla de aceites formó un gel.
Se derritió completamente un chocolate con leche con un 34 % de grasa y luego se enfrió a 30 °C. El chocolate se atemperó mediante semillas; Se mezcló suavemente 0.2% de Chocoseed A (Fuji), asegurando que no se incorporara aire.
La mezcla de aceite (20 %) se combinó con el chocolate (80 %) y se batió en una batidora Hobart, manteniendo la temperatura a 30 °C. El sobrepasamiento aumentó hasta un tiempo de batido de 1 hora.
Hacer espuma en 2 etapas:
Se mezcló material glicérido al 10 % (CBI, CBE o monoglicéridos) con aceite al 90 % (HOSFO) y se calentó hasta que no quedaron sólidos. Esta mezcla de aceites se enfrió a 20 °C en un baño de agua y se mantuvo a esa temperatura. La mezcla de aceites formó un gel.
Se derritió completamente un chocolate con leche con un 34 % de grasa y luego se enfrió a 30 °C. El chocolate se atemperó mediante semillas; Se mezcló suavemente 0.2% de Chocoseed A (Fuji), asegurando que no se incorporara aire.
La mezcla de aceites se batió a 20°C en una mezcladora Hobart para formar una espuma blanca. Luego se mezcló suavemente la espuma blanca con el chocolate con una espátula.
A continuación se muestran las porosidades de los chocolates con leche aireados obtenidos.
El proceso de 2 etapas, en el que se mezcla un gel aireado con una composición no aireada, dio como resultado porosidades más altas. Los cristales que rodean las burbujas de aire se pudieron observar en todas las muestras mediante microscopía, por ejemplo en la figura 11 que muestra la espuma de aceite CBE.
Las espumas obtenidas utilizando monoglicéridos se examinaron después de 20 días de almacenamiento. Se encontró que la espuma de 1 etapa era de color más oscuro (lo que indica un menor contenido de aire) y, cuando se la perturbaba, la espuma de 1 etapa se colapsaba más fácilmente. Las observaciones microscópicas de ambas espumas mostraron que en la espuma de 1 etapa solo quedaban unas pocas burbujas de gas, y en su mayoría eran burbujas grandes. Por el contrario, la espuma de 2 niveles tenía un número mucho mayor de burbujas, siendo las burbujas de menor tamaño.
Ejemplo 8: receta de galletas(no según las reivindicaciones)
Se preparó una galleta usando una espuma de aceite para reemplazar parcialmente la grasa en la masa de galleta. La galleta de referencia se preparó a partir de 140 g de mantequilla de leche fundida, 140 g de clara, 110 g de azúcar moreno, 1 huevo, 1 cucharita de extracto de vainilla, 240 g de harina, 6 g de levadura química, 6 g de Na2CO3, 80g de nueces, 200g de chocolate (partido en trozos pequeños). Todos los ingredientes se mezclaron hasta formar una masa y al final se añadió la mantequilla fundida. La masa se dividió en bolas de 5 a 10 cm de diámetro y se horneó durante 15 min. a 75°C
La galleta de espuma de aceite se preparó de manera similar, pero se reemplazó el 50% de la mantequilla en volumen por una espuma de aceite. Esto llevó a que aproximadamente 70 g de mantequilla fueran reemplazados por 20 g de espuma de aceite. La espuma se preparó de la siguiente manera: Se mezcló 10% en peso de mejorador de manteca de cacao (Illexao HS90 - AAK) con HOSFO y se calentó hasta que no quedó ningún sólido. La mezcla se colocó a 4°C hasta que formó un gel (aproximadamente 5 horas) y luego el gel se batió (también a 4°C) durante 1 hora usando una batidora de cocina (Hobart, Suiza) equipada con un batidor de globo. La espuma era muy estable a 4°C y no se observó drenaje. El sobrepasamiento estaba entre 240 y 260 % en volumen, por lo que la porosidad estaba entre 70 y 72. La espuma de aceite se mezcló suavemente con los demás ingredientes de la masa antes de la mantequilla fundida.
Se prepararon otras galletas de espuma de aceite de la misma manera pero con el equivalente de manteca de cacao (Coberine® - IOI Loders Croklaan) en lugar del mejorante de manteca de cacao. Las recetas de referencia y de espuma de aceite produjeron galletas aceptables, y las galletas de espuma de aceite contenían menos grasa por volumen.
Ejemplo 9: receta de torta(No según las reivindicaciones)
Se preparó una torta esponjosa usando una espuma de aceite para reemplazar parcialmente la grasa en la masa de la torta. La torta de referencia se preparó con 500 g de claras de huevo, 350 g de azúcar en polvo, 350 g de harina, la ralladura y el jugo de un limón y 100 g de mantequilla. Se batieron las claras junto con el azúcar hasta obtener una espuma firme. Luego se tamizó la harina sobre la mezcla de huevo y se mezcló suavemente antes de agregar el limón. Finalmente, la mantequilla fundida se incorporó a la mezcla para formar una masa para torta. La masa se colocó en un molde para hornear y se horneó a 180°C durante 45 minutos. Para la versión de espuma de aceite, se preparó una espuma de aceite como en el ejemplo 21. En la receta, el 50% del volumen de mantequilla fue sustituido por la espuma de aceite. Esto llevó a que se sustituyeran 50 g de mantequilla por aproximadamente 29 g de espuma de aceite. La espuma de aceite se mezcló suavemente con los demás ingredientes del pastel antes de la mantequilla fundida.
Se prepararon otras tortas de espuma de aceite de la misma manera pero con un equivalente de manteca de cacao (Coberine® - IOI Loders Croklaan) en lugar del mejorante de manteca de cacao. Las recetas de referencia y de espuma de aceite produjeron pasteles aceptables. En la cata técnica se encontró que las versiones de torta de referencia y espuma de aceite eran muy similares.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Proceso para formar una espuma que contiene menos del 5%de agua en peso y que contiene más del 95%en peso de lípidos totales de triglicéridos, todos cuyos ácidos grasos tienen una longitud de cadena de carbono inferior a 22, comprendiendo el proceso las etapas de
- proporcionar una composición que comprende triglicéridos y que tiene un contenido de lípidos superior al 20% en peso;
- controlar la temperatura de la composición tal que la composición comprenda cristales de triglicéridos, tenga un contenido de lípidos sólidos entre 0.1 y 80 % y forme un gel;
- y airear el gel para formar una espuma en donde la etapa de aireación comprende agitación mecánica;
y en donde se añaden partículas sólidas que tienen un tamaño de partícula inferior a 500 pm a la composición que comprende triglicéridos.
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se añaden cristales de triglicéridos a la composición que comprende triglicéridos.
3. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la composición que comprende triglicéridos está inicialmente a una temperatura en la que contiene menos del 0.1% de lípidos sólidos.
4. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde hay un intervalo de tiempo de al menos 5 minutos entre la formación del gel y el inicio de la aireación.
5. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la etapa de aireación comprende la despresurización del gas seguida de un batido mecánico.
6. Un proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además añadir ingredientes alimentarios adicionales y formar un producto alimentario.
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