MX2013014500A - Proceso para preparar un alimento liquido concentrado. - Google Patents

Abstract

Esta invención se refiere a un proceso para preparar un alimento líquido concentrado comprendiendo tratar una solución de azúcar o un concentrado o un extracto teniendo un Brix de más de 200, con carbohidrato oxidasa y catalasa sin ajustar el pH antes o durante el tratamiento mediante la adición de substancias amortiguadoras o substancias básicas, para obtener un alimento líquido concentrado, en donde el pH final es menor que 3.

Description

PROCESO PARA PREPARAR UN ALIMENTO LIQUIDO CONCENTRADO Campo de la invención Esta invención se refiere a un proceso para preparar un alimento líquido concentrado teniendo un pH de menos de 3 a partir de una solución o concentrado o extracto teniendo un Brix de más de 20°.

Antecedentes de la invención La conversión enzimática de azúcar en ácidos con la ayuda de carbohidrato oxidasa y catalasa encuentra muchas aplicaciones tecnológicas, en particular en la industria alimenticia. En algunas aplicaciones, la carbohidrato oxidasa es usada para remover oxígeno de un producto alimenticio con el fin de conservar su calidad. En otras aplicaciones, la reducción de contenido de azúcar del producto alimenticio es deseada.

? La conversión enzimática de azúcar en ácidos involucra una reacción de oxidación/reducción, catalizada por carbohidrato oxidasa, en la cual el oxígeno sirve como un aceptor de electrones. El oxígeno es reducido a peróxido de hidrógeno (H202): azúcar + 02 + H20 -> ácidos dejazúcar + H202. La enzima catalasa cataliza la reacción: H202 H20 i la producción de una cantidad suficiente de ácidos es deseada, la adición de catalasa es necesaria para la remoción de peróxido de hidrógeno, el cual es un inhibidor de carbohidrato oxidasa. También se requiere que el medio de reacción sea suministrado continuamente con oxígeno debido a que el último es consumido por la reacción. La cantidad de oxígeno puede ser usada para determinar el tiempo de incubación óptimo para el proceso.

Una carbohidrato oxidada bien estudiada es glucosa oxidasa (EC 1.1.3.4, GOX). El ácido glucóníco puede ser obtenido al transformar glucosa en ácido glucónico usando glucosa oxidasa. Esto ocurre vía la producción de glucono-6-lactona en un medio acuoso cuando el oxígeno está disponible. Adicionalmente, H202 es producido a partir de la reacción, el cual inhibe de manera efectiva GOX ya a muy bajas concentraciones. Por esta parte, es común que GOX es usada en combinación junto con la enzima catalasa (EC 1.11.1.6, CAT), la cual es capaz de convertir H202 en H20 y oxígeno (Mirón et al, 2004, Wong et + 02 + H20 -> ácido glucónico + 2H202 y de ! Debido a la producción de ácido, el proceso de reacción enzimática es limitado generalmente por disminución consecutiva del í valor de pH, conduciendo finalmente a inactivación de la enzima, si no se añaden substancias amortiguadoras (Mirón et al, 2004). Así, en i aplicaciones biotecnológicas de producción de ácido glucónico enzimátíco por medio de GOX y CAT, el pH está generalmente estabilizado dentro del rango óptimo de actividad enzimática mediante la adición de substancias amortiguadoras o substancias básicas para alcanzar velocidades de transferencia máximas, como por ejemplo, señaladas en WO-A-9635800 y DE-A-2214442.

En la mayoría de las bebidas listas para beber (por ejemplo, refrescos, bebidas fermentadas), el contenido de ácido asi como la proporción de azúcar-a-ácido, tiene que estar en un rango estrecho, definido, para alcanzar una impresión sensorial aceptable o incluso optimizada. En el caso de bebidas listas para beber, la proporción de azúcar-a-ácido óptima puede ser lograda mediante la producción de cantidades suficientes de ácido bajo condiciones de reacción optimizadas por medio de carbohidrato oxidasa.

Aunque las concentraciones de glucosa moderadas son aplicadas en muchas aplicaciones de GOX, las soluciones de glucosa altamente concentradas son adecuadas como un substrato también. En concentrados de bebidas, a partir de los cuales las bebidas listas para beber antes mencionadas pueden ser obtenidas mediante dilución con agua, la concentración de ácido (así como el contenido de azúcar y tocios los demás ingredientes) es varias veces mayor comparado con bebidas listas para beber, conduciendo a un pH mucho menor del concentrado comparado con la bebida lista para beber producida a partir de él.

Bajo condiciones de reacción óptimas recomendadas (rango de temperatura y/o pH recomendado), no es posible generar suficientes cantidades de ácido glucónico requeridas para el concentrado de bebida antes de que el valor de pH sea demasiado bajo para obtener actividad enzimática adicional. Por lo tanto, estas aplicaciones recurren a la adición de una substancia amortiguadora o básica para mantener el pH del concentrado constante y dentro del rango de actividad enzimática óptimo. En el caso de bebidas, sin embargo, el uso de amortiguadores o j; bases para mantener el pH dentro del rango óptimo no siempre es adecuado debido al posible impacto sensorial negativo.

Para preparaciones de GOX comerciales, las condiciones de reacción recomendadas en términos de pH están en el rango de pH de 4 a¡ 7, independiente del origen de enzima. Igual que cualquier otra enzima, GOX de diferentes orígenes puede diferir en su estructura y de ahí sus condiciones óptimas (Mirón et al., 2004). GOX es producida principalmente por subespecies Aspergillus o Penicillium. Casi todas las preparaciones de GOX disponibles en el mercado son producidas por Aspergillus Niger (Handbook of Food Enzymology (Manual de enzimología de alimentos). Para GOX de Aspergillus Niger, el pH de estabilidad máxima fue encontrado que estaba alrededor de 5.5 (Mirón et al., 2004). A pH menor que 3, la vida media de GOS de Aspergillus Niger comercial ha sido encontrada menor que 20 minutos bajo condiciones de ensayo (Hatzinikolau et al., 1996). La temperatura óptima de GOX de varias fuentes microbianas ha sido reportada por estar entre 25°C-60°C (Gibson et al., 1964, Wong et al., 2008, Bankar et a l ? , 2009). Así, es usualmente el caso de que desplazar las condiciones de reacción fuera de los óptimos detiene la reacción casi completamente.

Varias patentes describen el uso combinado de GOX/CAT para la producción de ácido glucónico en bebidas. Por ejemplo, WO-A- i 2010106170 describe el uso de GOX para producir una bebida ácida. Los autores recomiendan temperaturas de reacción entre 25°C y 45°C y lá adición de una base para mantener el pH a un valor constante adecuado entre 3.0 y 9.0 para aumentar el rendimiento de ácido giucónico. EP-A-0017708 sugiere el uso de temperaturas de reacción entre 0°C y 10°C para la producción de ácido giucónico con combinación dé GOX/CAT inmovilizada. Los solicitantes enfatizan que el valor de pH débe permanecer constantemente dentro de la región óptima de pH 4-7, pór ejemplo, por medio de la adición automática de NaOH durante el proceso. WO-A-97/24454 se refiere a la producción de ácido giucónico a partir de glucosa. Los autores recomiendan adicionalmente mantener el! pH de la solución de glucosa a desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 7. WO-A-03/031635 describe la formulación de gíuconato de calcio al convertir glucosa en ácido giucónico en la presencia de una base de calcio, tal como óxido de calcio, hidróxido de calcio y/ carbonato de calcio, para neutralizar el ácido giucónico y para servir como fuente de calcio. Así, los procesos reclamados en estas aplicaciones involucran trabajar bajo condiciones de actividad i erizimática óptima, alcanzadas al amortiguar el pH para prevenir la inhibición debido a los valores de pH bajos. Wo-A-09016049 describe un método para impedir las reacciones de oxidación en productos alimenticios mediante la producción de maltobionato de almidón o maltosa mediante un proceso enzimático. La maltosa es convertía a máltobionato en la presencia de carbohidrato oxidasas, tales como aldosa oxidasa, celobiosa oxidasa, piranosa oxidasa y hexosa oxidasa.

? Adicionalmente, la catalizasa puede ser adicionada para eliminar H202 deseada.

De acuerdo con esto, un objetivo de esta invención es superar las j desventajas señaladas antes y proporcionar un proceso para preparar un alimento liquido concentrado teniendo una cantidad suficiente de ácidos sin la adición de substancias amortiguadoras o básicas deterioradoras dé sabor, las cuales controlan el pH durante el proceso de oxidación de i azúcar. f í Descripción detallada de la invención J ] Dicho objetivo es resuelto mediante un proceso de acuerdo con la í reivindicación 1 o 3. La presente invención también proporciona un alimento liquido concentrado de acuerdo con la reivindicación 16 y una t composición lista para beber de acuerdo con la reivindicación 17.

I La presente invención se basa en el hallazgo de que cuando una carbohidrato oxidasa y catalasa es usada en la producción de ácidos en ciertos concentrados de bebida bajo condiciones las cuales son lejos de las condiciones de actividad enzimática óptimas en pH (por ejemplo, 2-3) y temperatura (por ejemplo, 0-20°C), la! enzima todavía es capaz de producir ácidos en cantidades ! considerables.

? Los inventores han desarrollado un proceso para preparar un alijmento liquido concentrado teniendo un pH de menos de 3, de preferencia un pH de menos de 2.5, sin adicionar substancias amortiguadoras o básicas. El proceso de la presente invención comprende el tratamiento de una solución de azúcar teniendo un Brix de más de 20° con carbohidrato oxidasa y catalasa.

Una modalidad adicional de la presente invención se refiere a un proceso para preparar un alimento líquido concentrado comprendiendo tratar al menos un concentrado de jugo líquido y/o al menos un extracto dé frutas, bayas, vegetales, hierbas, nueces, especias, hongos, cereales o productos de cosecha, dicho concentrado o extracto teniendo un Brix de más de 20°, con carbohidrato oxidasa y catalasa, sin ajustar el pH antes o durante el tratamiento mediante la adición de substancias amortiguadoras o substancias básicas para obtener un alimento líquido concentrado, en donde el pH final es menor que 3.

Un "concentrado de jugo líquido" es obtenido mediante remoción selectiva de agua del jugo hasta que la cantidad de agua restante en el concentrado es desde 2 hasta 80% en peso con base en el concentrado de jugo líquido. El término "extracto" es usado representativamente para todos los productos que son obtenidos por medio de una extracción con un solvente, talco o con maceración o percolación. El concentrado o extracto es obtenido a partir de frutas, bayas, vegetales, hierbas, i nueces, especias, hongos, cereales o productos de cosecha. Ejemplos para lo mismo están dados antes. La producción de concentrados de jugo líquido es una práctica común y bien conocidos por el experto en la técnica. Puede realizarse mediante cualquier proceso que resulta en un valor Brix mayor del jugo después del proceso. Ejemplos de métodos de concentración comunes son filtración y evaporación. Los términos "cóncentrado de jugo líquido" y "extracto" también se refiere a sólidos solubles extraídos en agua, concentrados de jugo de fruta, triturados y i purés.

La solución o concentrado o extracto usados en el proceso de la presente invención contiene azúcar. En el contexto de la presente invención, el término "azúcar" representa un término general para sacáridos de sabor dulce, mezclas de dichos sacáridos de sabor dulce y soluciones de agua de los mismos. Los azúcares adecuados incluyen maltosa, lactosa, glucosa, hexosa, concentrado de sacarosa hidrolizada, jarabe de azúcar invertido, jarabe de glucosa, azúcar de fruta natural a partir de jugo de fruta y concentrado de jugo de fruta (por ejemplo, Fruit-up®). Los azúcares preferidos son glucosa, lactosa y hexosa de los cuales la glucosa es más preferible.

En una modalidad preferida en combinación con cualquiera de las modalidades anteriores y siguientes, la solución usada en la presente invención contiene además al menos un componente seleccionado del grupo que consiste de frutas, bayas, vegetales, hierbas, nueces, especias, hongos, cereales (granos), productos de cosecha.

! Las frutas adecuadas son, por ejemplo, manzana, fruta de la pasión, pera, durazno, ciruela, albaricoque, nectarina, uva, cereza, I limón, lima, mandarina, tangerina, naranja, toronja, tomate, pepino, i piña, granada, kiwi, mango, papaya, plátano, sandía, melón, acerola, naranja sanguina, algarroba, chirimoya, cítrico, pitaya, higo, guayaba, mélón dulce, kaki, lichi, mangostán, melón, ciruela mirabel, aceituna, pimentón dulce, tuna, calabaza, membrillo, carambola.

Las bayas adecuadas son, por ejemplo, arándano, grosella, ¡i frambuesa, grosella espinosa, mora, mora azul, fresa, acai, bayas de aronia, grosella negra, de arándanos, saúco, goji, arándano rojo, mora, grosella roja, rosa mosqueta, bayas de serbal, espino cerval de mar, endrinos, bayas de espino blanco y bayas de madera.

Vegetales adecuados son, por ejemplo, papa, lechuga, apio, espinaca, col, berro, ruibarbo, zanahoria, remolacha, espárrago, betabel, brócoli, escarola, hinojo, rábano picante, puerro, cebolla, chícharo y espinaca.

? Hierbas adecuadas son, por ejemplo, diente de león, aloe vera, hinojo, ginco, té verde, hibisco, malva, rooibos, hojas y té.

Nueces adecuadas son, por ejemplo, coco, castaña, almendra, anacardos, avellanas, nueces de macadamia, maní, pacanas, piñón, pistacho, nuez.

Especias adecuadas son, por ejemplo, canela, jengibre, regaliz y vainilla.

Cereales adecuadas son, por ejemplo, cebada, linaza, salvado, maíz, mijo, avena, arroz, centeno, trigo, maíz y malta.

! Productos de cosecha adecuados son, por ejemplo, frijol, cacao, casia, café, ginseng, guaraná, miel, lentes, loto, amapola, girasol, soya y tamarindo. i Componentes adecuados adicionales son extracciones de agua, triturados, partes, purés y partes fermentadas obtenidas de las frutas, ! bajyas, vegetales, hierbas, nueces, especias, hongos y cereales antes descritos. Los componentes preferidos son hierbas, cereales fermentados y frutas fermentadas, de los cuales las hierbas son más preferibles.

En una modalidad preferid en combinación con cualquiera de las modalidades anteriores o siguientes, al menos un componente seleccionado del grupo que consiste de frutas, bayas, vegetales, hierbas, nueces, especias, hongos, cereales (granos) productos de cosecha pueden ser adicionados al alimento líquido concentrado después de tratamiento con carbohidrato oxidasa y catalasa.

* En combinación con cualquiera de las modalidades anteriores o siguientes, la solución o concentrado o extracto usado de acuerdo con la j presente invención tiene un Brix de más de 20°, de preferencia un Brix de al menos 25°, más preferiblemente un Brix de al menos 30°, muy preferiblemente un Brix de al menos 35°.

El término "°Brix" (grados Brix) se refiere a una unidad que representa el contenido de azúcar de una solución. Un grado Brix correspondiente a 1 gramo de azúcar en 100 gramos de solución y así representa la concentración de azúcar de la solución como un porcentaje en peso (% p/p). Los °Brix son medidos usualmente por m ;e( dio de un refractómetro. ¡i \ En el proceso de la presente invención, la solución o concentrado t o extracto es tratado con carbohidrato oxidasa. El término "carbohidrato oxidasa" se refiere a una oxidorreductasa, la cual tiene especificidad de substrato para carbohidratos. Las oxidorreductasas son enzimas que catalizan la transferencia de electrones de una molécula a otra. Las oxidasas pertenecen a la clase de enzima de oxidorreductasas. Al menos que se sugiera de otra manera en otra parte, las enzimas descritas a continuación y a lo largo de la descripción son enzimas aisladas con co-factor, si se requiere.

Una categoría de oxidorreductasas, adecuada para uso en la presente invención, son carbohidrato oxidasas que catalizan una reacción de oxidación/reducción que involucra oxígeno molecular (02) como el aceptor de electrones. En estas reacciones, el oxígeno es reducido a agua (H20) o peróxido de hidrógeno (H202).

En particular, las carbohidrato oxidasas que catalizan la conversión de glucosa a glucono-ó-lactona que se descompone inmediatamente en agua para formar ácidos aldónicos correspondientes. El proceso genera peróxido de hidrógeno. Un ácido aldónico es cualquiera de una familia de ácidos de azúcar obtenidos mediante i oxidación del grupo funcional de aldehido de una aldosa para formar un i grupo funcional de ácido carboxílico. Así, su fórmula química general es HOOC-(CHOH)n-CH2OH. Los ácidos aldónicos incluyen, por ejemplo, ácido glucónico. i : Las enzimas carbohidrato oxidasa convierten el azúcar en la solución o concentrado o extracto a sus ácidos de azúcares respectivos.

Una variedad de carbohidrato oxidasas adecuadas capaces de convertir azúcar a ácidos de azúcar es conocida y disponible para la persona experta. Ejemplos de tales carbohidrato oxidasas son glucosa oxidasa (EC 1.1.3.4), lactosa oxidasa, celobiosa oxidasa (EC1.1.99. 8), piranosa oxidasa (EC1.1.3.10), y hexosa oxidadas (EC1.1.3.5). Glucosa oxidasa, hexosa oxidasa y lactosa oxidasa son preferidas, de las cuales la glucosa oxidasa es más preferida.

La cantidad de oxidasa a ser usada generalmente dependerá de los requerimientos específicos y de la enzima específica. La cantidad dé adición de oxidasa de preferencia es suficiente para generar el grado deseado de conversión de azúcar a su ácido dentro de un tiempo especificado. Normalmente, una adición de carbohidrato oxidasa en el rango de 500 hasta 50000 ppm por kg de azúcar es suficiente, en particular desde 2000 hasta 20000 ppm por kg de azúcar, y más preferiblemente desde 5000 hasta 15000 ppm por kg de azúcar.

! En una modalidad preferida en combinación con cualquiera de las modalidades listadas antes o siguientes, la actividad de carbohidrato 1 oxidasa es desde 1000 unidades/g a 50000 unidades/g, más i preferiblemente desde 1650 unidades/g hasta 10000 unidades/g, en particular 10000 unidades/g. En particular de preferencia la enzima es glucosa oxidasa con una actividad desde 1650 unidades/g hasta 10000 unidades/g. i La actividad de enzima es medida en "unidades/g", en donde 1 unidad es definida como la cantidad de enzima, la cual convierte 1 micromol de substrato en un minuto, es decir, 1 unidad = 1 pmol/min bajo condiciones de ensayo estándares, es decir, condiciones óptimas en¡términos de pH y temperatura. Otra medida de la actividad catalítica de una enzima es "katal", 1 katal = 1 mol/s, 1 unidad = 16.67 x 10"s katal. La actividad enzimática dada en la presente se refiere a la actividad de preparaciones enzimáticas, en donde la enzima pura es mezclada con un material portador, tal como maltodextrina. í De acuerdo con el proceso de la presente invención, se adiciona una catalasa (EC 1.1 1.1.6) en combinación con cualquiera de las modalidades anteriores o siguientes. La catalasa es adicionada ara prevenir la limitación de la reacción impulsada por la carbohidrato oxidasa y para eliminar H202 no deseada en el producto final. Como se describe antes, la carbohidrato oxidasa es dependiente del oxígeno, pero produce peróxido de hidrógeno. La ventaja de adicionar catalasa al proceso de la presente invención es que la carbohidratooxidasa es provista con oxígeno y al mismo tiempo es el peróxido de hidrógeno, el cual tiene fuertes propiedades oxidantes removidas. i En una modalidad preferida en combinación con cualquiera de las modalidades listadas anteriores o siguientes, la actividad de catalasa es desde 10000 unidades/g hasta 100000 unidades/g, más preferiblemente desde 16500 unidades/g hasta 65000 unidades/g, en particular 25000 unidades/g.

En una modalidad de la invención, la carbohidrato oxidasa y la catalasa son adicionados al mismo tiempo. En otra modalidad, las enzimas son adicionadas en diferentes momentos, por ejemplo, la I carbohidrato oxidasa es adicionada primero y después de algún tiempo la ¡catalasa es adicionada. Sin embargo, en el último caso, uno tiene que contender con el H202 generado, lo cual pudiera dañar el concentrado de bebida líquido y también las actividades enzimáticas.

En combinación con cualquiera de las modalidades anteriores o i siguientes, la catalasa es adicionada en una cantidad que baja la concentración de H202 como se compara con un proceso similar sin catalasa. De preferencia, la cantidad de catalasa adicionada al proceso I como se describe en la presente, es una cantidad que es suficiente para obtener al menos 25%, 50%, 75%, 85% o 95% de disminución en la cantidad de H202 como es comparado con un proceso de control comparativo donde la única diferencia comparativa es que la catalasa no es adicionada, aún más preferiblemente, la cantidad de catalasa adicionada al proceso como se describe en la presente, es una cantidad I ii que es suficiente para obtener una disminución de 100% en la cantidad ¡ de H202 como se compara con un proceso de control comparativo, donde í la única diferencia comparativa es que la catalasa no es adicionada. De preferencia, la catalasa es adicionada en una cantidad que también mejora el grado de conversión de azúcares a sus ácidos.

! La cantidad de oxidasa a catalasa a ser usada generalmente dependerá de los requerimientos específicos y de la actividad de enzima específica (unidades por gramo) de la preparación de enzima seleccionada. Puede determinarse y adaptarse al proceso de la presente invención por una persona experta en la técnica. Las actividades enzimáticas específicas pueden variar de diferentes I preparaciones enzimáticas, pero están en un rango específico a partir del cual una persona experta en la técnica puede deducir proporciones optimizadas de oxidasa y catalasa en ppm por kg de substrato (azúcar).

Contra este soporte, las proporciones de actividad de oxidasa y catalasa deberían estar en el rango de 1:1 a 1:100. j El tratamiento de la solución o concentrado o extracto es realizado bajo condiciones que permiten que la carbohidrato oxidasa convierta azúcares a ácidos de azúcares. Tales condiciones incluyen temperatura, pH, características de carbohidrato oxidasa y catalasa.

En una modalidad preferida en combinación con cualquiera de las modalidades anteriores o siguientes, el pH del alimento líquido concentrado no es amortiguado o ajustado de otra manera durante el proceso, por ejemplo, por medio de adición de álcali (base) o amortiguadores durante el proceso, o por ejemplo, por medio de remover parcialmente el ácido producido del medio de proceso.

Las substancias capaces de neutralizar el ácido producido no son adicionadas durante el presente proceso, por ejemplo, sin bases tales cómo Ca(OH)2, KOH, NaOH, Mg(OH)2, CaC03, MgC03, Mg(OH)2l Na2C03, K2C03, (NH4)2C03 y NH„OH, NaHC03, KHC03 son adicionados durante el tratamiento de la solución o concentrado o extracto con oxidasa y catalasa.

Las substancias capaces de amortiguar el ácido producido no son adicionadas durante el presente proceso, por ejemplo, sin substancias amortiguadoras tales como amortiguador de fosfato de sodio, amortiguador de carbonato, amortiguador de sulfato, amortiguador de lactato y amortiguador de citrato son adicionados antes o durante el tratamiento de la solución o concentrado o extracto con carbohidrato ox¡idasa y catalasa.

! En combinación con cualquiera de las modalidades anteriores o siguientes, la solución o concentrado o extracto teniendo un Brix de más d 20°, pueden contener adicionalmente, concentrado de jugo de frutas, espesante, color, estabilizante, emulsificante, endulzante, endulzante de alta intensidad, extractos de plantas frescas o fermentadas o partes de plantas y extractos de frutas, bayas, vegetales, hierbas, nueces, especies, hongos y cereales frescos o fermentados. Estos pueden servir, por ejemplo, el propósito de substancias que proporcionan color y sabor.

De acuerdo con la invención, el término "sabor" se refiere a esos sabores derivados de la parte reproductiva comestible de una planta de semilla, especialmente una que tiene una pulpa dulce asociada con la semilla, por ejemplo, manzanas, naranjas, limón, limas. También incluye sabores derivados de partes de la planta diferentes de la fruta, por ejemplo, sabores derivados de nueces, corteza, raíces y hojas. También se incluye dentro de este término los sabores sintéticamente preparados hechos para simular sabores derivados de fuentes naturales. Ejemplos de agentes saborizantes incluyen sabores de cola, sabores de té!, canela, pimenta de Jamaica, clavo, sabores de café, sabores de cítricos incluyendo sabores de naranja, tangerina, limón, lima y toronja.

Una variedad de otros sabores de frutas también pueden ser usados, ales como, manzana, uva, cereza, piña, coco y similares. Los jugos de frutas, incluyendo naranja, limón, tangerina, lima, manzana y uva pueden ser usados como el agente saborizante.

'; Estabilizantes, colorantes, endulzantes y sabores adecuados son manzana, fruta de la pasión, arándano, pera, durazno, ciruela i albaricoque, nectarina, uva, cereza, grosella, frambuesa, grosella espinosa, mora, mora azul, fresa, limón, lima, mandarina, tangerina, Í naranja, toronja, papa, tomate, lechuga, apio, espinaca, col, berro, diente de león, ruibarbo, zanahoria, betabel, pepino, piña, coco, granada, kiwi, mango, papaya, plátano, sandía, melón o te, cebada, li;naza, salvado, maíz, mijo, avena, arroz, centeno, trigo, maíz, lentes, malta, acai, acerola, aloe vera, manzana, albaricoque, baya de aronia, espárrago, plátano, frijol, betabel, remolacha, grosella negra, zarzamora, naranja sanguina, mora azul, mora, brócoli, col, cacao, melón, carob, zanahoria, casia, apio, diente de león, chirimoya, cereza, castaña, canela, cítrico, coco, café, té, arándano, pepino, grosella, pitaya, sáuco, escarola, hinojo, higo, jengibre, ginco, ginseng, goji, grosella espinosa, uva, toronja, guaraná, guayaba, hibisco, miel, melón dulce, rábano picante, kaki, kiwi, puerro, limón, lechuga, lima, arándano rojo, regaliz, loto, lichi, malva, mandarina, tangerina, mango, mangostán, melón, ciruela mirabel, mora, nectarina, almendra, anacardo, avellana, nueces de macadamia, maní, pacanas, piñón, pistache, papa, nuez, aceituna, cebolla, naranja, papa, pimentón dulce, fruta de la pasión, chícharo, durazno, pera, uchuva, pina, ciruela, granada, amapola, tuna, calabaza, membrillo, frambuesa, grosella roja, ruibarbo, rooibos, rosa mosqueta, baya de serbal, espinaca, espino cerval de mar, endrino, soya, carambola, fresa, girasol, tamarindo, tangerina, tomate, vainilla, berro, sandía, espino blanco, bayas de madera. i I De preferencia, el proceso inicia a una temperatura de 10° a 30°C y la temperatura es bajada durante el proceso a 0°C hasta 10°C, tan |í pronto como el pH es menor que 4. El pH es usualmente medido por medio de un medidor de pH. li i Además una temperatura constante entre 0° y 30°C puede mantenerse a través del proceso. Una temperatura constante preferible está entre 1o y 10°C, y más preferiblemente una temperatura constante está entre 2o y 6°C.

En el proceso para preparar el alimento líquido concentrado de la presente invención, el tratamiento puede ser conducido varias veces. Así, el tratamiento de la solución o concentrado o extracto con carbohidrato oxidasa y catalasa puede repetirse varias veces, hasta que una cantidad suficiente de ácido es producida para alcanzar un pH menor que 3, de preferencia alcanzar un pH menor que 2.5.

Un tiempo de tratamiento (incubación) adecuado debería permitir el grado de conversión de azúcares a ácidos de interés. Un tratamiento simple (incubación) o varios tratamientos de la solución o concentrado o extracto con carbohidrato oxidadas y catalasa son posibles. En general, un tiempo de tratamiento simple adecuado (incubación) es seleccionado en el rango desde 1 hora hasta 5 días, de preferencia, desde 10 horas hasta 4 días, muy preferiblemente desde 36 horas hasta 3 días. En general, un tiempo de varios tratamientos (incubaciones) adecuado es í seleccionado en el rango de 1 día a 21 días.

Un proceso particularmente preferido para preparar un alimento líqiuido concentrado comprende tratar una solución o concentrado o extracto comprendiendo glucosa y té, dicha solución o concentrado o í extracto teniendo un Brix de 35° o mayor, con glucosa oxidasa y catalasa, sin ajustar el pH antes o durante el tratamiento mediante la adición de substancias amortiguadoras o substancias básicas para obtener un alimento líquido concentrado, en donde el pH final es menor que 2.5.

¡ El proceso puede ser realizado bajo suministro constante de oxígeno al bombear aire en la solución o concentrado o extracto siendo tratado. Cualquier aparato de bombeo de aire convencional puede ser usado.

Realizar el proceso bajo cualquier combinación de las condiciones antes mencionadas, es decir, condiciones de temperatura, contenido de azúcar inicia de la solución o concentrado o extracto y tratamientos consecutivos de la solución o concentrado o extracto con carbohidrato oxidasa y catalasa, es aceptable, siempre y cuando los valores de estas cantidades caigan en los rangos respectivos declarados antes (por ejemplo, temperatura de 0-30°C, un Brix de más de 20°, y el alimento líquido concentrado resultante tiene la acidez deseada de pH menor que 3. Las combinaciones que conducen a tiempos de incubación cortas, proceso simplificado en términos de pasos realizados y efectividad de costo, son preferidas.

De preferencia, el alimento líquido concentrado contiene cultivos iniciadores activos que son usados para propósitos de fermentación. Un cujltivo iniciador activo es un cultivo microbíológico, el cual realiza realmente la fermentación. Estos iniciadores usualmente consisten de un; medio de cultivo, tal como granos, semillas o líquidos nutrientes que han sido bien colonizados por los microorganismos usados para la fermentación. Los cultivos iniciadores activos adecuados son seleccionados del grupo de a familia de Lactobacillaceae, bifodobacteriaceae, Acetobacteraceae, Rhizopus, Aspergillus, Candidia, Geotrichum, Penicullium y Saccharomyces, en donde una subespecie gluconobacter de Acetobacteraceae es preferida.

En una modalidad preferida, en combinación con cualquiera de las modalidades lisadas antes o a continuación, en el proceso de acuerdo con la presente invención, el alimento líquido concentrado es tratado subsecuentemente con un cultivo iniciador activo para fines de fermentación. Los cultivos iniciadores activos adecuados son seleccionados del grupo de la familia de lactobacillaceae, bifodobacteriaceae, Acetobacteraceae, Rhizopus, Aspergillus, Candidia, Geotrichum, Penicillium y Saccharomyces, en donde una subespecie ¡ gluconobacter de Acetobaceraceae es preferida. Más preferiblemente, el cultivo inicial activo es seleccionado del grupo de Saccharomyces. Es particularmente preferible, el cultivo inicial activo de Saccharomyces cerevisiae.

Otra modalidad de la presente invención es el alimento líquido concentrado obtenible mediante el proceso de la presente invención. i Otra modalidad de la presente invención es una composición lista para beber conteniendo un diluyente y el alimento líquido concentrado obtenido mediante el proceso de la presente invención.

, Diluyentes adecuados son agua (incluyendo agua carbonatada), jugo de frutas y/o substancias adicionales del grupo de estabilizante, color, endulzante, espesante y sabor. í De acuerdo con la presente invención, el término "jugo de frutas" i adecuado como un diluyente se refiere a un jugo cítrico o no cítrico incluyendo jugos vegetales. El jugo de frutas puede ser provisto como jugo hecho a partir de, por ejemplo, manzana, fruta de la pasión, arándano, pera, durazno, ciruela, albaricoque, nectarina, uva, cereza, grosella, frambuesa, grosella espinosa, mora, mora azul, fresa, limón, lima, mandarina, tangerina, naranja, toronja, papa, tomate, lechuga, apio, espinaca, col, berro, diente de león, ruibarbo, zanahoria, betabel, pepino, piña, coco, granada, kiwi, mango, papaya, plátano, sandía y melón. El término "jugo de frutas" también se refiere a sólidos solubles i extraídos en agua, concentrados de jugos de frutas, triturados y purés.

Otra modalidad de la presente invención es el uso del alimento líquido concentrado obtenido mediante el proceso de la presente invención para la preparación d una composición lista para beber.

Los siguientes ejemplos describen modalidades específicas de la presente invención.

Ejemplos Ejemplo 1: Tasa de producción de ácido glucónico a varias téimperaturas ¡I I En este Ejemplo, las muestras de 1 I de mezcla de té endulzado (4;0°Brix) fueron tratadas con 1000 ppm de GOX (1650 unidades/g) y 1000 ppm de CAT (16500 unidades/g) a varias temperaturas (40°C, 25°C i y 3°C, respectivamente). El suministro constante de oxígeno fue dado al bombear aire en el concentrado con una frita de aireación de vidrio. La mezcla de té endulzado consistió de los siguientes constituyentes (p/p). í Jarabe de azúcar invertido (71.5°Brix): 55.2% Água: 43.98% Extracto de té: 0.82% No se adicionó substancia amortiguadora adicional o base.

Los resultados en la Figura 1 muestran que la tasa de producción de ácido, expresada como reducción de pH en el tiempo, es considerablemente disminuida cuando la temperatura es desplazada lejos de la condición óptima de temperatura entre 25° y 40°C.

Ejemplo 2: Tratamientos consecutivos con GOX y CAT a 25°C Una muestra de mezcla de té endulzada de 40°Brix (composición dé acuerdo con el Ejemplo 1) fue tratada con 1000 ppm de GOX (1650 uñidades/g) y 1000 ppm de CAT (16500 unidades/g) consecutivamente i durante 4 veces. Se dio suministro de oxígeno constante al bombear aire en el concentrado con una frita de aireación de vidrio y el proceso completo fue mantenido continuamente a 25°C. Después de la primera adición de las enzimas, el contenido de oxígeno del concentrado cayó desde inicialmente 80-90% hasta aproximadamente 3-5% dentro de 1 hora. Ambas enzimas fueron adicionadas cada 2-3 días, respectivamente. De ahí, se adicionó una cantidad sobre toda la í superficie de 4000ppm de cada enzima. El proceso se detuvo después de 11 días, cuando el pH cayó finamente a 2.53 y una cantidad final de 13» 3 g/l de ácido glucónico fue detectada analíticamente. i Ejemplo 3: Tratamientos consecutivos con GOX y CAT a 3°C Se realizó un experimento similar según se exhibe en el Ejemplo 2, con la diferencia de que la temperatura fue mantenida a 3°C durante el proceso completo. La reacción condujo a un pH final de 2.33, y 26.3 g/l de ácido glucónico fue detectada analíticamente después de 11 días d,e incubación. De ahí, un ajuste de la temperatura lejos de la condición óptima común aumentó significativamente la cantidad de ácido glucónico producido a aproximadamente 100% y disminuyó el pH del concentrado por debajo de 2.5. i Ejemplo 4: Ensayo de planta piloto El Ejemplo 4 muestra un ensayo de planta piloto para la i producción de un alimento líquido concentrado. 25 kg de mezcla de té endulzada de 40°Brix, (composición de acuerdo con el ejemplo 1) fue tratada con 1000 ppm de GOX (1650 unidades/g) y 1000 ppm de CAT (16500 unidades/g) consecutivamente durante 4 veces. Ambas enzimas fueron adicionadas cada 2 días, respectivamente. Se dio suministro de oxígeno constante al bombear aire en el concentrado con una velocidad de flujo volumétrico de 3 l/min. El proceso entero fue mantenido continuamente a 3°C por medio de un recipiente de vidrio de doble pared atemperado. El proceso fue detenido después de 11 días, cuando el pH alcanzó 2.29 y una cantidad final de 2.3 g/l de ácido glucónico fue detectada analíticamente. La Figura 2 muestra el cambio en valor de pH y concentración de ácido glucónico durante el proceso. i, Ejemplo 5: Tratamiento con GOX y CAT teniendo alta eficiencia El concentrado de jugo de uva comercial (65°Brix) fue diluido con agua destilada a 40°Brix. 800 g de esta mezcla se trataron con 165 ppm de preparación de GOX (Glyzume 1000 BG, Novozymes, con una i actividad declarada de 10,000 unidades/g) y 660 ppm de preparación de CAT (Catazyme 25L, Novozymes con una actividad declarada de 25.000 u;nidades/g). El suministro constante de oxígeno fue dado al bombear aire en el concentrado con una frita de aireación de vidrio y el proceso entero fue mantenido continuamente a 3°C durante 6 días. Después de 6 días, el concentrado de jugo de uva tuvo un pH de aproximadamente 2-6 y contenía aproximadamente 97 g/l de ácido glucónico. El concentrado fue pasteurizado a 85°C durante 1 min para inactivar la actividad enzimática residual. El desarrollo de la reducción de pH y la producción de ácido glucónico durante el proceso es mostrado en la figura 3. ¡i Ejemplo 6: Tratamiento subsecuente del alimento líquido concentrado tratado enzimáticamente con un cultivo de fermentación microbiana.

! El concentrado ácido, tratado con enzima, del Ejemplo 5, fue diluido subsecuentemente con agua destilada a 35°Brix y calentado a 28°C. Entonces se adicionó una preparación de levadura comercial (S'IHA - Aktiv Hefe 3, Saccharomyces cerevisiae, Begerow) en una concentración de 200 mg/l. Después de 30 h de incubación a 28°C, el brix se redujo por 1.5% a 33.5°Brix y 1% en volumen de etanol se produjo en el concentrado, debido a la acción metabólica del cultivo de fermentación. El concentrado fermentado fue entonces pasteurizado a 85°C durante 1 min para ¡nactivar la levadura.

El concentrado de jugo de frutas fermentado fue diluido adicionalmente con agua mineral a 4-8°Brix para crear una bebida tipo spritzer dulce/ácida refrescante, con un delicioso sabor fermentado.

Literatura no de patente Wong, C.M., Wong, K.H., Chen, X.D. (2008): Glucose oxidase; natural occurrence, function, properties and industrial applications (Glucosa oxidasa: ocurrencia natural, función, propiedades y aplicaciones industriales), Applied Microbial Biotechnology; 78:927-938.

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Gibson, Q.H., Swoboda, B.E.P., Massey, V. (1964): Kinetics and Méchanism of Action of Glucose Oxidase; The Journal of Biological Chemistry, 239, 3927-3934 i ' Mirón J., Gonzales, M.P., Vsquez, J.A., Pastrana.L, Murad, M.A. (2004): A mathematical model for glucose oxidase kinetcs, including inhibitory, deactivant and diffusional effects and their interactins (Un modelo matemático para cinética de glucose oxidasa, incluyendo efectos inhibitorios, desactivantes y difusionales y sus interacciones). Enzyme and microbial technology 34:513-522.

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Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para preparar un alimento líquido concentrado que comprende tratar una solución de azúcar teniendo un Brix de más de 20°, con una carbohidrato oxidasa y catalasa sin ajustar el pH antes o durante el tratamiento mediante adición de substancias amortiguadoras o substancias básicas; para obtener un alimento liquido concentrado, en donde el pH final j es menor que 3.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la solución comprende además al menos un componente seleccionado del i grupo que consiste de frutas, bayas, vegetales, hierbas, nueces, especias, hongos, cereales y productos de cosecha.

3. Un proceso para preparar un alimento líquido concentrado que comprende tratar al menos un concentrado de jugo líquido y/o al menos un extracto de frutas, bayas, vegetales, hierbas, nueces, especias, hongos, cereales, o productos de cosecha, teniendo dicho i co centrado un Brix de más de 20°, con una carbohidrato oxidasa y catalasa, sin ajustar el pH antes o durante el tratamiento mediante la adición de substancias amortiguadoras o substancias básicas; para obtener un alimento líquido concentrado, en donde el pH final menor que 3.

4. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la carbohidrato oxidasa es seleccionada del grupo que consiste de glucosa oxidasa, hexosa oxidasa y lactosa oxidasa.

5. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la solución o concentrado o extracto tiene un Brix de al menos 30°.

6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las réivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura durante el tratamiento está entre 0°Cy 30°C.

7. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tratamiento inicia a una temperatura de 10° hasta 30°C.

8. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la temperatura durante el tratamiento es bajado a 0 hasta 10°C tan pronto como el pH es menor que 4.

9. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha solución o concentrado o extracto comprende además al menos un compuesto funcional seleccionado del grupo que consiste de un estabilizante, un color, un endulzante y un sabor. i

10. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el azúcar es seleccionado del grupo que consiste de maltosa, lactosa, glucosa, hexosa, un concentrado de sacarosa hidrolizada, un jarabe de azúcar invertido, un jarabe de glucosa, un azúcar de fruta natural a partir de jugo de fruta y concentrado de jugo de fruta.

11. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque el alimento comprende un cultivo iniciador activo.

12. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 caracterizado porque el alimento líquido concentrado es tratado subsecuentemente con un cultivo iniciador activo para fermentación.

13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, caracterizado porque el cultivo iniciador activo es seleccionado del gr,upo que consiste de la familia de lactobacillaceae, bifodobacteriaceae, Acetobaceraceae, Rhizopus, Aspergillus, Candidia, Geotrichum, Penicillium y Saccharomyces.

' 14. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la actividad de carbohidrato oxidasa es desde 1000 unidades/g hasta 50000 unidades/g.

15. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la actividad de catalasa es desde 10000 unidades/g hasta 100000 unidades /g.

: 16. Un alimento líquido concentrado obtenible mediante el proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

17. Una composición lista para beber que comprende un dilúyente y el alimento liquido concentrado de acuerdo con la reivindicación 16.

18. El uso del alimento líquido concentrado obtenido mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15 para la preparación de una composición lista para beber.