BR112019019992A2 - método para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais, hidrolisado de proteínas vegetais, uso de hidrolisado de proteínas vegetais e preparação alimentícia - Google Patents
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Abstract
a presente invenção refere-se a um processo para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais que tem características adequadas para o uso em alimentação humana e, mais particularmente, para alimentação infantil, ao hidrolisado em si e à sua utilização.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DE UM HIDROLISADO DE PROTEÍNAS VEGETAIS, HIDROLISADO DE PROTEÍNAS VEGETAIS, USO DE HIDROLISADO DE PROTEÍNAS VEGETAIS E PREPARAÇÃO ALIMENTÍCIA” [001] A presente invenção refere-se a um hidrolisado de proteínas vegetais com características adequadas para o uso na nutrição humana e, mais particularmente, para alimentação infantil. Essas características são obtidas pelo desenvolvimento de condições ideais para a realização das etapas do processo, a fim de garantir a qualidade do produto com altos rendimentos.
[002] As crianças que sofrem de alergias à proteína do leite de vaca (APLV) devem receber nutrição adequada. As empresas que oferecem essas fórmulas infantis especializadas procuram por ingredientes de alta qualidade, em conformidade com a regulamentação. Entre esses ingredientes, os hidrolisados de proteínas vegetais são usados em fórmulas infantis para bebês que sofrem com APLV (fórmula infantil, fórmula de acompanhamento, sobremesas para bebês e crianças pequenas etc.) e são geralmente a única fonte de nitrogênio nessas fórmulas.
[003] Esses hidrolisados de proteínas vegetais, além de garantir a ausência de alérgenos lácteos, devem atender aos mais rigorosos requisitos em termos de qualidade (perfil de aminoácidos, conteúdo mineral etc.) e segurança alimentar (cargas microbianas, conteúdo de contaminantes químicos, tais como metais pesados, nitratos, dorados) para obter um produto final seguro, em conformidade com a regulamentação em vigor.
[004] É para este fim que o Requerente conseguiu a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais para utilização em uma concentração entre 10 e 30% em uma formulação infantil que tenha conteúdo mineral e contaminantes abaixo dos requisitos de regulamentação; este hidrolisado possui as seguintes características:
TABELA 1: COMPOSIÇÃO DESEJADA E TEORES MÁXIMOS DE CONTAMINANTES EM UM HIDROLISADO DE PROTEÍNAS VEGETAIS PARA
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2/22
ALIMENTAÇÃO INFANTIL, LEVANDO EM CONSIDERAÇÃO A REGULAMENTAÇÃO EUROPEIA EM VIGOR
| Características | Unidade | Limites visados |
| Proteínas/matéria nitrogenada total (N | g/100 g de matéria seca | ao |
| x 6,25) | (MS) | |
| Proteínas insolúveis/ não hidrolisadas | % de proteínas/ matéria nitrogenada total | < 10 |
| Sódio | mg/100 g | <1.200 |
| Potássio | mg/100 g | <1.500 |
| Cloreto | mg/100 g | <1.500 |
| Arsênico inorgânico | úg/kg | <50 |
| Cádmio | gg/kg | <50 |
| Chumbo | gg/kg | <50 |
| Mercúrio | gg/kg | <50 |
| Nitrato | mg/kg | <50 |
| Clorado | mg/kg | <0,35 |
[005] O teor de proteína não hidrolisada é estimado pela medição de nitrogênio não proteico (NNP for “nitrogênio não proteico”, ou seja, peptídeos, aminoácidos, ureia, etc.) que corresponde ao nitrogênio solúvel em 15 % (peso/peso) de ácido tricoloacético. A fração de proteínas não hidrolisadas é calculada pela seguinte fórmula: (TN - NNP) / TN (onde TN = nitrogênio total) e é expressa em % da matéria nitrogenada total.
[006] Os processos para a obtenção dos hidrolisados de proteínas vegetais requerem o uso de proteínas vegetais (proteínas de soja, proteínas de arroz, proteínas de ervilha, etc.) derivadas de materiais crus que podem ser inicialmente contaminados por metais pesados. Além disso, esses processos envolvem ajustes de pH com soluções alcalinas (NaOH, KOH, Ca(OH)2 etc.) e soluções ácidas (HCI, H3PO4, etc.). Esses ajustes induzem a uma quantidade significativa de minerais (Na, K, Cl, etc.) e podem, às vezes, introduzir contaminantes (por exemplo, dorado). Finalmente, a água usada ao longo desses processos pode ser uma fonte de dorados, nitratos ou até pesticidas. Todos esses estágios representam um risco de introdução de
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3/22 contaminantes e apresentam o risco de comprometer o uso de proteínas vegetais hidrolisadas na alimentação infantil.
[007] Além disso, os processos de hidrólise enzimática não levam a uma hidrólise de todas as proteínas vegetais, que são frequentemente insolúveis em fase aquosa. É preferível remover toda ou parte das proteínas insolúveis/não hidrolisadas a fim de aprimorar a solubilidade e digestibilidade das proteínas vegetais. Assim, um maior teor de proteína hidrolisada vai aprimorar as características do produto final e, portanto, será um critério determinante para o formulador.
[008] O objetivo da presente invenção é o desenvolvimento de um método que permita a modificação da composição dos hidrolisados de proteínas vegetais destinadas a tomá-las usáveis na alimentação infantil devido a: uma redução no teor de proteínas insolúveis/não hidrolisadas, a redução do teor de minerais, a redução do teor de metais pesados e outros contaminantes. Os limites visados na Tabela 1 são indicativos, mas qualquer modificação que permita que esses limites visados sejam alcançados mais de perto é considerada uma melhoria.
[009] Os métodos de separação podem, em teoria, ser usados para aprimorar as características dos hidrolisados de proteínas vegetais:
- a separação em centrífuga possibilita remover frações de alta densidade de uma solução. Essa tecnologia é classicamente usada para remover frações insolúveis de uma solução de proteínas vegetais hidrolisadas. A eficiência da separação em centrífuga está intimamente relacionada às condições de sua implementação, e nenhum documento bibliográfico descreve as condições ideais de implementação da separação em centrífuga a jusante da hidrólise, a fim de otimizar os rendimentos e aumentar a qualidade dos produtos obtidos;
- nanofiltração é um processo de filtração por membrana que possibilita concentrar soluções. As membranas usadas têm uma alta permeabilidade a água, média permeabilidade a íons monovalentes e muito baixa permeabilidade a íons divalentes. Nem a permeabilidade a metais pesados e outros contaminantes, nem as condições ideais para a condução da nanofiltração em soluções de proteínas vegetais
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4/22 hidrolisadas foram relatadas;
- a diafiltração é realizada em uma ferramenta para filtração por membrana e consiste em diluir a solução, geralmente com água, e então reconcentrá-la de modo a reduzir a concentração das espécies permeáveis, enquanto mantém o nível de concentração das espécies não permeáveis (aqui, os hidrolisados de proteína vegetal);
- a eletrodiálise é um processo de desmineralização que opera com membranas permeáveis a ânions e membranas permeáveis a cátions, a aplicação de um campo elétrico possibilita migração de minerais;
- a homogeneização é um processo no qual um tratamento mecânico por alta pressão dinâmica é aplicado a um fluido. Esse tipo de tratamento é capaz de fragmentar partículas insolúveis e melhorar a solubilidade delas;
- As resinas de troca de íons catiônicos são polímeros que possibilitam modificar as concentrações de cátion de uma solução. As resinas existem com uma forte afinidade por cádmio que, até onde se sabe, não foi testado para descontaminar soluções de proteínas vegetais hidrolisadas.
[010] O Requerente desenvolveu um novo método de preparação do hidrolisado de proteínas vegetais o qual combina várias etapas de separação, cuja otimização das condições de implementação possibilitam um aprimoramento na diminuição do teor de contaminantes do referido hidrolisado e torna esse hidrolisado utilizável para a alimentação infantil.
[011] O pedido da patente espanhola ES2559902 descreve um método para obtenção de um hidrolisado de proteínas vegetais descontaminado de metais pesados e micotoxinas. Além de uma etapa de hidrólise enzimática de proteínas vegetais, esse processo compreende uma etapa de separação sólido-líquido da mistura obtida após a hidrólise; a etapa de separação sólido-líquido pode ser realizada por vários meios. Esse documento ilustra uma modalidade do método que combina uma separação em centrífuga realizada antes da hidrólise enzimática, essa hidrólise é seguida por filtração; no entanto, não cita quaisquer parâmetros dessas etapas.
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5/22 [012] O Pedido Internacional WO1992015696 descreve um método para obtenção de um hidrolisado de proteínas vegetais que proporciona melhora no rendimento. Esse método inclui uma etapa de separação em centrífuga, uma etapa de ultrafiltração e então uma etapa de nanofiltração. As condições de operação (pH, temperatura) dessas diferentes etapas de separação não são especificadas e o objeto desse documento não é a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais adequado para a alimentação infantil.
[013] Ocorre, no entanto, que o Requerente concluiu que a definição precisa dos parâmetros de operação do método de preparação do hidrolisado são essenciais para a reprodutibilidade desse processo e especialmente para a obtenção de redução significativa dos contaminantes e para o controle do perfil mineral; esses dois aspectos são indispensáveis para o uso do hidrolisado na fórmula infantil.
[014] A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais que compreende as seguintes etapas:
a- a preparação de uma suspensão aquosa de proteínas vegetais a uma concentração entre 2 e 50% (peso/peso);
[015] A suspensão de proteínas vegetais em uma solução aquosa, preferencialmente água, é realizada por hidratação de um pó concentrado ou isolado de proteínas vegetais. A seguir, os termos “concentrado” ou “concentra” têm o mesmo significado e são usados de forma intercambiável; eles se destinam a preparações que têm um teor de proteínas vegetais não inferior a 60% TNM//MS. Os “isolados” são essas preparações de proteínas vegetais com um teor de ao menos 90% TNM/MS.
[016] Os concentrados ou isolados de proteínas vegetais podem ser, em particular, derivados de arroz, ervilhas ou soja.
[017] O pH da suspensão de proteína vegetal é ajustado a um valor entre 6 e 9 por uma ou mais soluções alcalinas; por exemplo, pode ser uma solução NaOH, KOH, Ca(OH)2 etc.; por preferência, é uma mistura de NaOH e KOH.
[018] b- opcionalmente, a homogeneização da suspensão aquosa de proteínas vegetais preparadas em “a”;
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6/22 [019] A homogeneização é um processo clássico, conhecido pelo indivíduo versado na técnica; um exemplo de implementação de uma etapa homogeneização é descrito no Exemplo 7.
[020] c- a hidrólise enzimática da suspensão aquosa de proteínas vegetais resultantes das etapas anteriores;
[021] Essa etapa pode ser realizada com uso de técnicas clássicas conhecidas por indivíduos versados na técnica, por exemplo, como as descritas na literatura (Hamada J.S. (2000). Characterization and Functional Properties of Rice Bran Proteins Modified by Commercial Exoproteases and Endoproteases . Journal of Food Science Volume 65, Número 2, (305 - 310); Qiang Zhao, Hua Xiong, Cordelia Selomulya, Xiao Dong Chen, Honglan Zhong, Shenqi Wang, Wenjing Sun, Qiang Zhou (2012). Enzymatic hydrolysis of rice dreg protein: Effects of enzyme type on the functional properties and antioxidant activities of recovered proteins. Food Chemistry 134 1360-1367).
[022] Uma ou mais proteases (por exemplo, EC 3.4.24.28; EC 3.4.11.1; EC 3.4.23.18; EC 3.4.21.62; EC 3.4.24.28, EC 3.4.21.4 etc.) são usadas para hidrolisar as proteínas. Antes da adição da enzima, o pH e a temperatura da solução são ajustados para estar em condições adaptadas para a enzima usada. Esse pH e condições de temperatura, além da dose a ser adicionada e o tempo de hidrólise, são ajustados pelo indivíduo versado na técnica, e dependem das propriedades da enzima usada.
[023] Durante a hidrólise, o pH pode ser ajustado constantemente (método de pH constante) ou não (pH livre).
[024] Ao final da hidrólise, a enzima é inativada pelo tratamento térmico sob as condições escolhidas pelo indivíduo versado na técnica, a depender das propriedades da enzima usada.
[025] Essa etapa do método possibilita obter uma solução/suspensão de proteínas vegetais hidrolisadas cujas características não são adequadas para o uso na alimentação infantil (veja o Exemplo 1), porque essa solução / suspensão contém
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7/22 muitas proteínas insolúveis/não hidrolisadas, muitos minerais, frequentemente muitos metais pesados (cádmio e arsênico, em particular), potencialmente muitos contaminantes (dorado, nitrato, etc.).
[026] d- a separação em centrífuga realizada a um pHi entre 6 e 9, de preferência, pHi está entre 7 e 8, e a uma temperatura entre 15 e 85 °C, de preferência entre 50 e 60 °C e novamente, mais preferencialmente entre 53 e 57 °C;
[027] Essa etapa possibilita reduzir significativamente o teor de proteínas insolúveis/não hidrolisadas e diminuir o teor de metais pesados (Exemplo 2, em particular, tabela 4); pode ser realizado em uma certa faixa de concentração, pH e temperatura, mas as condições descritas nessa invenção constituem um nível ótimo, que possibilita a garantia do produto de qualidade. Usada sozinha e/ou sob condições não otimizadas, essa etapa de decantação por centrífuga não possibilita a obtenção de um produto adequado para a alimentação infantil.
[028] e- a nanofiltração do sobrenadante obtido na etapa “d”, ajustado previamente para um pFE entre 5 e 7, de preferência, pFE está entre 5,5 e 6,5;
[029] Essa etapa possibilita eliminar uma parte dos minerais, além de alguns contaminantes. A filtração por tecnologia de membrana é selecionada como um meio de concentração de peptídeos derivados das proteínas vegetais geradas pela hidrólise enzimática enquanto possibilita remover minerais, em particular, minerais monovalentes e contaminantes.
[030] A membrana usada para a nanofiltração tem preferencialmente um ponto de corte entre 100 e 800 Da, mais preferencialmente entre 100 e 500 Da, mais preferencialmente entre 150 e 250 Da, e pode ser conduzida da maneira descrita nos EXEMPLOS 3 E 4.
[031] De acordo com uma modalidade específica, a membrana para nanofiltração é composta por amida de polipiperazina (PES).
[032] Foi descoberto que a escolha do pH para a implementação dessa etapa é decisiva para a capacidade de desmineralização e descontaminação; de fato, o pH no qual a etapa de nanofiltração é realizada, possibilita eliminar preferencialmente os
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8/22 minerais (para pH < 6) ou os contaminantes (para pH > 7). É então possível ajustar o método de acordo com as características da solução de proteínas vegetais hidrolisadas a fim de alcançar as especificações desejadas.
[033] Após a etapa “e”, o processo de acordo com a invenção é feito de duas etapas, “f” (diafiltração) ou “g” (eletrodiálise) como se segue:
f- a diafiltração do produto derivado da etapa “e” com a membrana de nanofiltração usada na etapa “e” a um pHa entre 5 e 7, de preferência, pHa entre 5,5 e 6,5;
[034] Essa etapa possibilita aperfeiçoar a eliminação de minerais e certos contaminantes.
[035] Como na nanofiltração, o pH no qual a etapa diafiltração é realizada possibilita remover preferencialmente os minerais (para pH < 6) ou os contaminantes (para pH > 7). Novamente é, portanto, possível ajustar o método de acordo com as características da solução de proteínas vegetais para alcançar as especificações desejadas.
[036] g- eletrodiálise do retido obtido na etapa “e”;
[037] A etrodiálise é uma tecnologia clássica, bem conhecida pelo indivíduo versado na técnica; um exemplo de implementação de tal etapa está descrito no Exemplo 5.
[038] h- opcionalmente, concentração e/ou pasteurização e/ou secagem adicionais da solução resultante.
[039] O produto preparado com o processo de acordo com a invenção, do qual um exemplo de implementação é descrito no Exemplo 6, consiste em um hidrolisado de proteínas vegetais (nas formas líquida ou em pó) obtidos pela separação em centrífuga sob condições ideais e então por nanofiltração e diafiltração sob condições ótimas, é também um objeto da presente invenção; esse produto tem a vantagem de ter características (em particular, conteúdo de clorato, nitrato e metais pesados) adaptadas para a alimentação infantil, em particular, seu conteúdo de metais pesados é inferior aos limites reguladores para produtos infantis e seu conteúdo contaminante
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9/22 (nitrato, dorado, etc.) são reduzidos.
[040] Opcionalmente, este processo compreende ainda uma etapa de tratamento do retido em uma resina de troca de íons catiônicos; um exemplo de implementação de tal etapa está ilustrado no Exemplo 8. Essa etapa opcional possibilita reduzir o conteúdo de cádmio no hidrolisado.
[041] De acordo com uma modalidade específica, a resina de troca de íons catiônicos é composta por ácido iminoacético.
[042] Essa etapa de tratamento do retido em uma resina de troca de íons catiônicos pode ser implementada logo após a etapa “d” ou logo após a etapa “e”, de modo que a etapa “e” seja seguida pela etapa “f” ou etapa “g”.
[043] De preferência, essa etapa de tratamento em resina de troca de íons catiônicos é implementada quando o processo de acordo com a invenção compreende uma etapa de homogeneização.
[044] De acordo com outro de seus objetivos, a presente invenção refere-se a um hidrolisado de proteínas vegetais, em particular arroz, ervilhas ou soja, preferencialmente de arroz, que podem ser obtidos pelo método de acordo com a invenção.
[045] De acordo com uma modalidade específica da invenção, o hidrolisado de proteínas vegetais é tal que contém as proteínas (matéria nitrogenada total) com um conteúdo maior que ou igual a 60%, de preferência maior que ou igual a 80%, e mais preferencialmente, maior que ou igual a 90% em peso em relação ao peso total de matéria seca, e que contenha uma fração de proteínas hidrolisadas/solúveis com um teor maior que ou igual a 60%, de preferência maior que ou igual a 80%, ou mais preferencialmente maior que ou igual a 90% em peso, em relação ao peso das proteínas (matéria nitrogenada total).
[046] De acordo com outra modalidade da invenção que pode ser combinada com a anterior, o hidrolisado de proteínas vegetais de acordo com a invenção é tal que contém:
- um teor de dorados menor ou igual a 0,35 mg/kg MS (matéria seca), de
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10/22 preferência menor ou igual a 0,20 mg/kg MS, mais preferencialmente menor ou igual a 0,10 mg/kg MS; e/ou
- um teor de nitrato menor ou igual a 50 mg/kg MS, de preferência menor ou igual a 40 mg/kg MS, de uma maneira mais preferida, menor ou igual a 30 mg/kg MS, mais preferencialmente menor ou igual a 20 mg/kg MS, e completamente preferencialmente menor ou igual a 10 mg/kg MS; e/ou
- um teor de cádmio menor ou igual a 50 pg/kg MS, de preferência menor ou igual a 40 pg/kg MS, de uma maneira mais preferida, menor ou igual a 30 pg/kg MS.
[047] Mais particularmente, o hidrolisado de proteínas de arroz de acordo com a
| invenção é caracterizado pela seg | uinte composição: | |
| Características | Unidade | Hidrolisado de proteínas vegetais de acordo com a invenção |
| Proteínas/matéria nitrogenada total (N x 6,25) | mg/100 g MS | >60, de preferência >80 |
| Proteínas insolúveis/não hidrolisadas | % de proteínas/matéria nitrogenada total | < 10 |
| Sódio | mg/100 g MS | <1.200 |
| Potássio | mg/100 g MS | <1.500 |
| Cloreto | mg/100 g MS | <1.500 |
| Arsênico inorgânico | pg/kg MS | <50 |
| Cádmio | pg/kg MS | <50 |
| Chumbo | pg/kg MS | <50 |
| Mercúrio | pg/kg MS | <50 |
| Nitrato | mg/kg MS | <50 |
| Clorado | mg/kg MS | <0,35 |
MS: matéria seca [048] A presente invenção também se refere ao uso do hidrolisado de proteínas vegetais de acordo com a invenção para a fabricação de produtos alimentícios, em particular, preparações destinadas à alimentação infantil, tais como fórmulas infantis ou fórmulas de transição, em que as proteínas vegetais são substituídas por proteínas
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11/22 do leite; para informação, esse tipo de formulação contém, geralmente, entre 10 e 30%, de preferência entre 15 e 20%, em peso do hidrolisado de proteínas vegetais, em que o teor de proteínas (matéria nitrogenada total) é maior que 60%, de preferência maior que 80% em peso, em relação ao peso total da formulação.
[049] A presente invenção refere-se a uma preparação alimentícia para bebês e crianças pequenas, como sobremesas, que compreende o hidrolisado de proteínas vegetais de acordo com a invenção.
EXEMPLOS
EXEMPLO 1: PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADO [050] 480 kg de concentrado de proteínas de arroz a 80% da proteína em relação ao extrato seco, são misturados em 2.720 kg de água para obter uma solução de 12% proteína de arroz. São adicionados 20 I de NaOH a 30% para ajustar o pH para 7,5. A hidrólise enzimática é iniciada ao adicionar 1,28 g de enzima/100 g de 1,5 MG de Alcalase TNM à solução. Durante essa fase de hidrólise realizada a uma temperatura constante de 55 °C, são adicionados 17 I de KOH a 34% de maneira a manter o pH a 7,5 ± 0,1. Após 2 h de hidrólise, são adicionados 11 I de HCI a 33% de maneira a reduzir o pH para 6,5. A enzima é desativada por um tratamento térmico da solução a 85 °C por 10 minutos. As características da solução/suspensão então obtidas são detalhadas na tabela abaixo.
TABELA 2: COMPOSIÇÃO DAS PROTEÍNAS HIDROLISADAS DE
| ARROZ OBTIDAS DE ACORDO COM O MÉTODO DESCRITO NO EXEMPLO 1 | |||
| Características | Unidade | Limites visados | Valores obtidos |
| Proteínas insolúveis/não hidrolisadas | % (peso/peso) | < 10 | 60 |
| Sódio | mg/100 g MS | <1.200 | 1.607 |
| Potássio | mg/100 g MS | <1.500 | 964 |
| Cloreto | mg/100 g MS | <1.500 | 2.220 |
| Arsênico inorgânico | pg/kg MS | <50 | <50 |
| Cádmio | pg/kg MS | <50 | 122 |
| Chumbo | pg/kg MS | <50 | 76 |
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12/22
| Mercúrio | pg/kg MS | <50 | 31 |
EXEMPLO 2: TRATAMENTO POR CENTRIFUGAÇÃO [051] Uma solução/suspensão de proteínas de arroz hidrolisada é preparada como descrito no Exemplo 1. Essa solução/suspensão é fracionada em uma centrífuga decantadora a pH 7 e a 60°C para eliminar uma parte das proteínas insolúveis/não hidrolisadas.
TABELA 3: COMPOSIÇÃO EM FRAÇÃO HIDROLISADA E METAL PESADO DE PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS OBTIDAS DE ACORDO
| COM O PROCESSO D | ESCRITO NO EXEMPLO 2 | |||
| Características | Unidade | Limites visados | Antes da separação em centrífuga | Após a separação em centrífuga |
| Proteínas insolúveis/não hidrolisadas | % (peso/peso ) | < 10 | 60 | 10 |
| Arsênico inorgânico | pg/kg MS | <50 | <50 | <50 |
| Cádmio | pg/kg MS | <50 | 122 | 16 |
| Chumbo | pg/kg MS | <50 | 76 | <30 |
| Mercúrio | pg/kg MS | <50 | 31 | 16 |
[052] Foi descoberto que o pH da separação em centrífuga tem um grande impacto nos rendimentos de recuperação de matéria proteica no sobrenadante.
TABELA 4: CONCENTRAÇÃO NA MATÉRIA NITROGENADA DO SOBRENADANTE DERIVADA DA SEPARAÇÃO EM CENTRÍFUGA EM FUNÇÃO
DO pH
| pH separação em centrífuga | Matéria nitrogenada total do sobrenadante (g/kg) |
| 5,5 | 61,8 |
| 6,2 | 64,8 |
| 6,7 | 65,7 |
| 7,2 | 67,9 |
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13/22
EXEMPLO 3: TRATAMENTO POR NANOFILTRAÇÃO E DIAFILTRAÇÃO [053] Uma solução de proteínas hidrolisadas tratadas por separação em centrífuga é preparada como descrito no exemplo 2. Essa solução é tratada por nanofiltração com um ponto de corte de 200 Da e diafiltração do retido com água a pH diferente em membranas de nanofiltração para eliminar alguns contaminantes.
TABELA 5: COMPOSIÇÃO DE NITRATOS E CLORADOS DE
PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS OBTIDAS DE ACORDO COM O
MÉTODO DESCRITO NO EXEMPLO 3
| Características | Unidade | Após a separação em centrífuga | Após a nanofiltração e diafiltração a pH 7,0 | Após a nanofiltração e diafiltração a pH 6,0 |
| Nitrato | mg/kg MS | 362 | < 10 | < 10 |
| Clorado | mg/kg MS | 1,5 | 0,26 | 0,31 |
EXEMPLO 4: TRATAMENTO POR NANOFILTRAÇÃO E DIAFILTRAÇÃO [054] Uma solução de proteínas hidrolisadas tratada por separação em centrífuga é preparada como descrito no Exemplo 2. Essa solução é tratada em nanofiltração com um ponto de corte de 200 Da e, então, diafiltração do retido com água em pHs diferentes na membrana de nanofiltração para eliminar minerais, em particular materiais monovalentes.
TABELA 6: COMPOSIÇÃO DE MINERAIS DE PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS OBTIDAS DE ACORDO COM O MÉTODO DESCRITO NO
EXEMPLO 4
| Características | Unidade | Após a separação em centrífuga | Após a nanofiltração e diafiltração a pH 7,0 | Após a nanofiltração e diafiltração a pH 6,0 |
| Sódio | mg/100 g MS | 3.096 | 1.548 | 1.076 |
| Potássio | mg/100 g MS | 1.879 | 1.094 | 848 |
| Cloreto | mg/100 g MS | 4.210 | 580 | 853 |
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14/22
EXEMPLO 5: TRATAMENTO POR NANOFILTRAÇÃO E ELETRODIÁLISE [055] Uma solução de proteínas hidrolisadas tratada por separação em centrífuga é preparada como descrito no exemplo 2 com outro lote de proteínas de arroz. Essa solução é tratada por nanofiltração (ponto de corte de 200 Da), e então por eletrodiálise do retido. A eletrodiálise foi realizada em uma ferramenta piloto MEGA modelo P EDR-Y / 50 em 100 I da solução a um pH de 6,7, a 13 °C e a uma taxa de 700 l/h. A condutividade da solução foi reduzida de 10,8 ms/cm para 2,8 ms/cm.
TABELA 7: COMPOSIÇÃO DE MINERAIS DE PROTEÍNAS OF DE
ARROZ HIDROLISADAS OBTIDAS DE ACORDO COM O MÉTODO DESCRITO NO
EXEMPLO 5
| Características | Unidade | Após nanofiltração | Após nanofiltração e eletrodiálise |
| Sódio | mg/100 g MS | 1.928 | 1.173 |
| Potássio | mg/100 g MS | 1.420 | 732 |
| Cloreto | mg/100 g MS | 2.929 | 1.194 |
EXEMPLO 6: ANÁLISE DE UM HIDROLISADO OBTIDO APÓS TRATAMENTO POR SEPARAÇÃO EM CENTRÍFUGA, NANOFILTRAÇÃO E DIAFILTRAÇÃO [056] Uma solução de proteínas hidrolisadas tratadas por separação em centrífuga é preparada como descrito no Exemplo 2. Essa solução é tratada por nanofiltração (ponto de corte de 200 Da) a pH 6,0, e então diafiltração do retido com água a pH 6,0 na membrana de nanofiltração para remover minerais.
TABELA 8: COMPOSIÇÃO GERAL DAS PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS OBTIDAS DE ACORDO COM O PROCESSO DESCRITO NO EXEMPLO 6
| Características | Unidade | Limites visados | Solução/ suspensão de | Após tratamento por |
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15/22
| proteínas vegetais hidrolisadas | separação em centrífuga, nanofiltração e diafiltração | |||
| Proteínas/matéria nitrogenada total (N x 6,25) | g/100 g MS | >60, de preferênci a > 80 | 81,0 | 83,7 |
| Proteína não hidrolisadas | % (peso/peso) | < 10 | 60 | 3,6 |
| Sódio | mg/100 g MS | <1.200 | 1.666 | 970 |
| Potássio | mg/100 g MS | <1.500 | 1.072 | 582 |
| Cloreto | mg/100 g MS | <1.500 | 2.937 | 370 |
| Arsênico inorgânico | pg/kg MS | <50 | <50 | <50 |
| Cádmio | pg/kg MS | <50 | 85 | 23 |
| Chumbo | pg/kg MS | <50 | 102 | <30 |
| Mercúrio | pg/kg MS | <50 | 29 | < 10 |
| Nitrato | mg/kg MS | <50 | N.D. | < 10 |
| Clorado | mg/kg MS | <0,35 | N.D. | 0,31 |
[057] Pode ser observado nesta tabela que as proteínas de arroz hidrolisadas de acordo com a invenção, tem uma composição vantajosa em relação aos níveis máximos de contaminantes autorizados pela regulamentação; este hidrolisado é, portanto, perfeitamente adequado para uso na nutrição infantil.
EXEMPLO 7: TRATAMENTO POR HOMOGENEIZAÇÃO DE SOLUÇÃO ANTES DA HIDRÓLISE [058] Um ensaio foi realizado incluindo uma etapa de homogeneização em um homogeneizador GEA Niro Soavi Panda 1000 a 200 bar e 50 °C em uma única cabeça na solução de concentrado de proteína de arroz. Essa solução foi hidrolisada como descrito no Exemplo 1, mas com um pH de 6,0 para a separação em centrífuga. Um controle não homogeneizado também foi hidrolisado sob as mesmas condições.
TABELA 9: TEOR DE MATÉRIA NITROGENADA DO SOBRENADANTE
| Controle - solução hidrolisada obtida sem homogeneização da solução inicial | solução hidrolisada obtida com homogeneização da solução inicial |
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16/22
Proteínas/matéria nitrogenada total do sobrenadante (N x 6,25) (g/kg)
62,4
64,8
EXEMPLO 8: TRATAMENTO POR RESINAS CATIÔNICAS DE UMA SOLUÇÃO HIDROLISADA [059] A utilização do método de tratamento mecânico do concentrado de proteína de arroz antes da hidrólise, como descrito no Exemplo 7 pode influenciar negativamente a descontaminação de metais pesados, cádmio, em particular. Foi descoberto que era possível aplicar a um tratamento com resinas catiônicas para reduzir a contaminação por cádmio em uma solução hidrolisada com um teor anormalmente alto de cádmio.
[060] Essa etapa é possível pelo baixo teor de proteínas insolúveis obtido com a presente invenção. Uma solução de proteínas de arroz hidrolisadas com um baixo teor de proteína não hidrolisadas, mas com um teor anormalmente alto de cádmio, foi tratado com uma coluna que contém 25 ml (BV sendo o volume do leito) de resina Amberlite IRC 748 na forma de sódio. A solução foi passada a uma taxa de 5 BV/ hora a 20 °C para um total de 30 BV tratados.
TABELA 10: TEOR DE CÁDMIO
| Solução hidrolisada com teor anormalmente alto de cádmio | Solução hidrolisada com teor anormalmente alto de cádmio por resina catiônica | |
| Teor de Cádmio (pg/kg MS) | 90 | 22 |
EXEMPLO 9: FÓRMULA INFANTIL COM BASE EM PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS [061] As proteínas de arroz hidrolisadas preparadas como no Exemplo 6, secas ou não, podem ser usadas em preparações para alimentação infantil tal como fórmula infantil ou fórmulas de transição.
[062] Um exemplo de uma composição de uma fórmula infantil compreende
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17/22
14,4% em peso de proteínas de arroz hidrolisadas obtidas de acordo com Exemplo 6 é descrito na Tabela 11.
[063] A fórmula infantil preparada com o hidrolisado descrito na invenção goza das vantagens em termos de conteúdos de minerais e contaminantes relacionados a este hidrolisado. Além disso, o perfil mineral obtido através do método implementado vai facilitar o processo de preparação da fórmula infantil.
TABELA 11: COMPOSIÇÃO NUTRICIONAL DE UMA FÓRMULA
INFANTIL DE PRIMEIRO ESTÁGIO, EM PÓ, PARA BEBÊS, QUE CONTÉM PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS
| Unidade | Em 100 g de pó | |
| ENERGIA | kcal | 504 |
| kJ | 2.111 | |
| PROTEÍNAS | g | 11,5 |
| LIPÍDEOS | g | 25,0 |
| Triglicerídeos de cadeia média (TCM) | g | 7,8 |
| ÁCIDO LINOLEICO | mg | 4.220 |
| ÁCIDO ALFA-LINOLENICO | mg | 405 |
| Ácido araquidônico (ARA) | mg | 138 |
| Ácido docosahexaenóico (DHA) | mg | 125 |
| GLICÍDIOS | g | 57,7 |
| MALTODEXTRINA | g | 45,7 |
| AMIDO | g | 12,0 |
| MINERAIS | ||
| SÓDIO | mg | 245 |
| POTÁSSIO | mg | 470 |
| CLORO | mg | 365 |
| CÁLCIO | mg | 520 |
| FÓSFORO | mg | 300 |
| FERRO | mg | 5,5 |
| MAGNÉSIO | mg | 55 |
| ZINCO | mg | 5,0 |
| COBRE | gg | 340 |
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18/22
| IODO | gg | 120 |
| MANGANÊS | gg | 100 |
| SELÊNIO | gg | 20.0 |
| CROMO | gg | 25 |
| MOLIBDÊNIO | gg | 35 |
| FLÚOR | gg | <1.000 |
| VITAMINAS | ||
| VITAMINA A | gg | 550 |
| VITAMINA D | gg | 12,5 |
| VITAMINA E | mg | 12,0 |
| VITAMINA K | gg | 45 |
| VITAMINA B1 | gg | 550 |
| VITAMINA B2 | gg | 800 |
| VITAMINA B6 | gg | 450 |
| VITAMINA B12 | gg | 1,2 |
| VITAMINA C | mg | 65 |
| ÁCIDO FÓLICO | gg | 90 |
| ÁCIDO PANTOTÊNICO | mg | 3,1 |
| NIACINA | mg | 4,8 |
| BIOTINA | gg | 11 |
| OUTROS NUTRIENTES | ||
| COLINA | mg | 150 |
| TAURINA | mg | 30 |
| INOSITOL | mg | 35 |
| L-CARNITINA | mg | 11 |
| NUCLEOTÍDEOS | mg | 19,6 |
EXEMPLO 10: SOBREMESA PARA BEBÊS E CRIANÇAS PEQUENAS FEITA COM PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS [064] As proteínas de arroz hidrolisadas preparadas como no Exemplo 6 podem ser usadas na formulação de sobremesas em pó (reconstituídas a 18,6%) destinadas a bebês e crianças pequenas. Essa preparação alimentícia contém maltodextrinas, amidos, óleos vegetais e muitos ingredientes nutricionais. Uma sobremesa para uma
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19/22 criança preparada com o hidrolisado descrito na invenção vai beneficiar com vantagens em termos de teor de minerais e contaminantes associados com este hidrolisado.
[065] Um exemplo de composição de tipo de sobremesa para bebês e crianças pequenas compreende 10,1% em peso de proteínas de arroz hidrolisadas obtidas de acordo com Exemplo 6 como descrito na Tabela 12.
TABELA 12: COMPOSIÇÃO NUTRICIONAL DA SOBREMESA EM
FORMA DE PÓ QUE CONTÉM PROTEÍNAS DE ARROZ HIDROLISADAS PARA
UMA CRIANÇA
| UNIDADE | 100 g DE PÓ | |
| ENERGIA | kcal | 446 |
| kJ | 1.880 | |
| PROTEÍNAS | g | 8,1 |
| LIPÍDEOS | g | 12,7 |
| Triglicerídeos de cadeia média (TCM) | g | 3,9 |
| ÁCIDO LINOLEICO | mg | 1.676 |
| ÁCIDO ALFA-LINOLENICO | mg | 146 |
| GLICÍDIOS | g | 74,9 |
| MALTODEXTRINA | g | 27,0 |
| AMIDO | g | 33,9 |
| MINERAIS | ||
| SÓDIO | mg | 150 |
| POTÁSSIO | mg | 358 |
| CLORO | mg | 289 |
| CÁLCIO | mg | 538 |
| FÓSFORO | mg | 324 |
| FERRO | mg | 4,33 |
| MAGNÉSIO | mg | 28,9 |
| ZINCO | mg | 2,31 |
| COBRE | pg | 190 |
| IODO | pg | 57,7 |
| MANGANÊS | pg | 86,6 |
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20/22
| SELÊNIO | μθ | 5,77 |
| CROMO | μθ | 11,5 |
| MOLIBDÊNIO | μθ | 17,3 |
| FLÚOR | μθ | <892 |
| VITAMINAS | ||
| VITAMINA A | μθ | 260 |
| VITAMINA D | μθ | 4,33 |
| VITAMINA E | mg | 5,77 |
| VITAMINA K | μθ | 24,2 |
| VITAMINA B1 | μθ | 300 |
| VITAMINA B2 | μθ | 358 |
| VITAMINA B6 | μθ | 242 |
| VITAMINA B12 | μθ | 0,58 |
| VITAMINA C | mg | 40,4 |
| ÁCIDO FÓLICO | μθ | 34,6 |
| ÁCIDO PANTOTÊNICO | mg | 1,85 |
| NIACINA | mg | 2,89 |
| BIOTINA | μθ | 6,92 |
| OUTROS NUTRIENTES | ||
| COLINA | mg | 14,4 |
| TAURINA | mg | 28,9 |
| INOSITOL | mg | 19,0 |
| L-CARNITINA | mg | 5,77 |
| NUCLEOTÍDEOS | mg | 11,7 |
EXEMPLO 11: COMPARAÇÃO COM UM MÉTODO QUE COMPREENDE ETAPAS DE LAVAGEM DE PROTEÍNAS DE ARROZ E SEM MANUTENÇÃO DE pH DURANTE A HIDRÓLISE [066] Uma solução de proteínas de arroz foi preparada ao misturar 171 g de pó de proteína de arroz concentrada, com 2.829 g de água e deixada em reidratação por 30 minutos. Essa solução foi dividida em 2 frações equivalentes de 1.500 g cada. Um processo diferente foi aplicado a cada fração.
[067] A primeira fração foi tratada de acordo com o método da presente invenção:
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21/22 o pH da solução aquecida a 55 °C foi ajustado para 7,68 ao adicionar 3,2 g de uma solução de NaOH a 30 %. Foi realizada hidrólise por 4 horas a 55 °C ao adicionar 1,37 g de Alcalase 1.5 MG com manutenção do pH a 7,50 ao adicionar 34% de KOH (8,1 g no total). Após a hidrólise, a enzima foi inativada por tratamento térmico a 85 °C por 30 minutos. Finalmente, a etapa de centrifugação foi realizada (5 minutos, 2.300 g) para separar o sobrenadante (1.309 g) rico em peptídeos e o pélete (191 g) rico em proteínas não hidrolisadas. Isso possibilita estimar o rendimento do método (matéria nitrogenada recuperada no sobrenadante / matéria nitrogenada utilizada).
[068] Para a segunda fração, o pH da solução a 20 °C foi ajustado para 3,59 ao adicionar 2,7 g de HCI a 33%. Uma primeira etapa de separação por centrifugação (= lavagem 1) foi realizada (5 minutos, 2.300 g) na solução aquecida a 65 °C. Os 1.216,8 g de sobrenadante obtidos são considerados como perda. Os 283,2 g de pélete obtidos foram misturados com 1.216,8 g de água para obter novamente 1.500 g de solução. O pH dessa nova solução aquecida a 66 °C foi ajustado para 7,32 ao adicionar 6,0 g de KOH a 34%. Uma segunda etapa de separação por centrifugação (= lavagem 2) foi realizada (5 minutos, 2.300 g). Os 1.194 g de sobrenadante obtidos foram considerados como perda. Os 306 g de péletes obtidos foram misturados com 1.194 g de água para obter novamente 1.500 g de solução. O pH dessa nova solução aquecida a 60 °C foi ajustado para 7,60 ao adicionar 2,3 g de solução NaOH a 30 %. Uma hidrólise de 4 horas a 55 °C foi realizada ao adicionar 1,37 g de Alcalase 1.5 MG sem manutenção do pH (pH final = 6,08). Após a hidrólise, a enzima foi inativada por tratamento de calor a 85 °C por 30 minutos. Em seguida, foi realizada uma etapa de centrifugação (5 minutos, 2.300 g) para separar o sobrenadante rico em peptídeos (1.203 g) e o pélete (297 g).
TABELA 13: RESULTADOS - RENDIMENTO E CARACTERÍSTICAS DO SOBRENADANTE APÓS HIDRÓLISE
| Valor | Unidade | Alvo | Processo de acordo com essa invenção | Processo com lavagem e sem manutenção do pH no |
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22/22
| decurso da hidrólise | ||||
| Perda na 1â lavagem | % de proteínas/ material nitrogenado implementad 0 | Min | - | 0,6% |
| Perda na 2- lavagem | Min | - | 2,8% | |
| Perda na separação sólido/líquido | Min | 43,8% | 64,7% | |
| Proteínas/materiais nitrogenados recuperados no sobrenadante final | Max | 56,2% | 31,9% | |
| Proteína/matéria nitrogenada total (N χ 6,25) | mg/100 g MS | >60, de preferên cia > 80 | 83,5 | 84,0 |
| Proteínas insolúveis/não hidrolisadas | % (peso/peso) | < 10 | 5,6% | 4,9% |
| Teor de Na (mg/100 de ’ES) | mg/100 g MS | <1.200 | 1.870 | 1.960 |
| Teor de K (mg/100 g de ES) | mg/100 g MS | <1.500 | 3.270 | 1.350 |
[069] O método descrito na presente invenção leva a uma taxa de recuperação da matéria nitrogenada no sobrenadante após a hidrólise que é substancialmente maior que um processo com lavagem e sem ajuste de pH. As características dos sobrenadantes obtidos diferem essencialmente por uma presença aumentada de Na e K no sobrenadante obtido pelo método de acordo com a invenção; é facilmente corrigido no método da invenção pelo controle otimizado da etapa de nanofiltração, como descrito anteriormente, em particular no Exemplo 5.
Claims (13)
- REIVINDICAÇÕES1. Método para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais caracterizado por compreender as seguintes etapas:a- preparação de uma suspensão aquosa de proteínas vegetais a uma concentração entre 2 e 50% (peso/peso);b- opcionalmente, homogeneização da suspensão aquosa de proteínas vegetais prepara na etapa “a”;c- hidrólise enzimática da suspensão aquosa de proteínas vegetais resultante da etapa (ou etapas) anterior;d- separação em centrífuga realizada um pHi entre 6 e 9 e a uma temperatura entre 15 e 85 °C;e- nanofiltração do sobrenadante obtido na etapa “d”, previamente ajustado para um pH2 entre 5 e 7;a etapa escolhida entre etapa “f” e etapa “g” se segue:f- diafiltração do produto resultante da etapa “e” com a membrana de nanofiltração a um pHa entre 5 e 7 e g- eletrodiálise do retido obtido na etapa “e”;h- opcionalmente, concentração adicional e/ou pasteurização e/ou secagem da solução obtida.
- 2. Método para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda, uma etapa de tratamento do retido em uma resina de troca de íons catiônicos implementada imediatamente após a etapa “d” ou imediatamente após a etapa “e”, que essa etapa “e” é seguida pela etapa “f” ou etapa “g”.
- 3. Método para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender uma etapa “b” de homogeneização.
- 4. Método para a preparação de um hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a nanofiltração da etapa “c” ter um ponto de corte entre 100 e 500 Da.
- 5. Hidrolisado de proteínas vegetais caracterizado por poder serPetição 870190095682, de 24/09/2019, pág. 94/982/3 obtido pelo método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4.
- 6. Hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por conter proteínas (matéria nitrogenada total) em um teor maior que ou igual a 60% em peso, em relação ao peso total de matéria seca.
- 7. Hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado por conter uma fração de proteínas hidrolisadas / solúveis maior que ou igual a 60% em peso de proteínas (matéria nitrogenada total).
- 8. Hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, caracterizado por as referidas proteínas vegetais serem provenientes de arroz, ervilhas ou soja.
- 9. Hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8, caracterizado por conter:- um teor de dorados menor ou igual a 0,35 mg/kg de matéria seca; e/ou- um teor de nitratos menor ou igual a 50 mg/kg de matéria seca; e/ou- um teor de cádmio menor ou igual a 50 pg/kg de matéria seca.
- 10. Hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com uma das reivindicações 5 a 9, caracterizado por possuir a seguinte composição:
Características Unidade Hidrolisado de proteínas vegetais de acordo com a invenção Proteínas/ Matéria nitrogenada total (N χ 6,25) g/100 g de matéria seca >80 Proteína não hidrolisadas % de proteínas/matéria nitrogenada total < 10 Sódio mg/100 g de matéria seca <1.200 Potássio mg/100 g de matéria <1.500 Petição 870190095682, de 24/09/2019, pág. 95/983/3seca Cloreto mg/100 g de matéria seca <1.500 Arsênico inorgânico pg/kg de matéria seca <50 Cádmio pg/kg de matéria seca <50 Chumbo pg/kg de matéria seca <50 Mercúrio pg/kg de matéria seca <50 Nitrato mg/kg de matéria seca <50 Clorado mg/kg de matéria seca <0,35 - 11. Uso de hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10, caracterizado por ser para a fabricação de preparação alimentícia.
- 12. Preparação alimentícia caracterizada por compreender um hidrolisado de proteínas vegetais, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 10.
- 13. Preparação alimentícia, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por ser uma fórmula infantil ou fórmula de transição e por conter entre 10 e 30% em peso do referido hidrolisado.
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| FR1752807A FR3064452B1 (fr) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | Proteines vegetales hydrolysees adaptees a une utilisation en alimentation infantile |
| FR1752807 | 2017-03-31 | ||
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