ES2829258T3 - Método para eliminar los glucosinolatos de harinas de semillas oleaginosas - Google Patents

Abstract

Un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para eliminar los glucosinolatos de harinas de semillas oleaginosas

Campo

La presente solicitud se refiere a métodos para eliminar los glucosinolatos de harinas de semillas oleaginosas. Antecedentes

Brassica carinata es un miembro de la familia Brassicaceae (anteriormente Cruciferae), comúnmente conocida como la familia de la mostaza. El género Brassica es un miembro de la tribu Brassiceae en la familia de la mostaza (Warwick y otros 2009). Además de B. carinata, el género Brassica incluye varias especies de cultivos de semillas oleaginosas de importancia económica: B. júncea (L). Czern. (mostaza marrón), B. napus L. (colza, canola argentina), B. nigra (L.) W.D.J. Koch (mostaza negra) y B. rapa L. (mostaza de campo, canola polaca). El género Brassica también incluye cultivos alimentarios de B. oleracea L., lo que incluye repollo, brócoli, coliflor, coles de Bruselas, colinabo y berza. Las seis especies de Brassica están estrechamente relacionadas genéticamente, como se describe en el Triángulo de U (Nagaharu, 1935, revisado en Branca y Cartea, 2011). Brassica carinata es un anfidiploide (BBCC, 2n=34) que se cree que se deriva de la hibridación interespecífica de la especie diploide B. nigra L. (b B, 2n=16) y B. oleracea L. (CC, 2n=18; Prakash y otros, 2012).

Los esfuerzos recientes de mejoramiento se han centrado en el desarrollo de nuevos cultivos para materia prima de semillas oleaginosas para biocombustibles (por ejemplo, etanol, biodiesel, biocombustible para aviones), usos bioindustriales (por ejemplo, bioplásticos, lubricantes) y ácidos grasos especiales (por ejemplo, ácido erúcico); Taylor y otros, 2010. Los principales entre estos son los miembros de la familia Brassicaceae: Brassica carinata (mostaza etíope), Camelina sativa (lino falso), Thlaspi arvense (carraspique) y Crambe abyssinica (Crambe). Estas especies se han seleccionado no solo debido a su potencial para proporcionar un aceite para materia prima de alta calidad, sino también por su capacidad para cultivarse de manera sostenible en muchas regiones de América del Norte y en otros lugares con una necesidad mínima de cambio de uso de la tierra o desplazamiento de otros cultivos desarrollados para alimentos (Drenth y otros, 2014, 2015).

Brassica carinata se evaluó a mediados de la década de 1980 como un potencial cultivo alternativo de semillas oleaginosas para América del Norte (Getinet, 1986; Getinet y otros, 1996). En España e Italia, el aceite de semilla de Brassica carinata se usa como biocombustible (Bouaid y otros, 2005; Cardone y otros, 2002, 2003; Gasol y otros, 2007, 2009) y como una materia prima bioindustrial con muchos usos (por ejemplo, en lubricantes, pinturas, cosméticos, plásticos). En Canadá y EE. UU., Brassica carinata también se explota como materia prima para biocombustibles (Blackshaw y otros, 2011; Taylor y otros, 2010; Marillia y otros, 2014; Drenth y otros, 2014, 2015), y el aceite extraído de la semilla de Brassica carinata se ha usado para la producción de biodiesel verde y biocombustible para aviones. En octubre de 2012, los vuelos experimentales de aviación del National Research Council de Canadá que usaron el primer biocombustible para aviones del mundo al 100 % tuvieron éxito (National Research Council de Canadá, 2013).

Si bien los aceites producidos por Brassica carinata y otros nuevos cultivos de semillas oleaginosas son de gran valor en gran parte debido a su utilidad como materia prima industrial, la harina producida como parte del proceso de extracción de aceite es un coproducto potencialmente valioso por derecho propio. Por ejemplo, la harina rica en proteínas y baja contenido de fibra puede usarse como aditivo en las raciones de alimentos para ganado y aves de corral. Su única limitación como aditivo alimentario es su contenido relativamente alto de compuestos antinutricionales, principalmente glucosinolato.

Los glucosinolatos constituyen una gran familia de más de 100 moléculas relacionadas con una estructura central común que contiene azufre y con cadenas laterales de tamaño y química variables (Fahey y otros, 2001; Halkier y Gershenzon, 2006). Si bien los glucosinolatos se encuentran en muchas estructuras vegetales (hojas, tejido vascular, tallo, raíz y flores, por citar algunos ejemplos), se acumulan en altas concentraciones en la semilla (Bellostas y otros, 2004). Esto es particularmente cierto para las brassicas de semillas oleaginosas. Estos compuestos y sus metabolitos pueden afectar el sabor de la harina, al reducir su palatabilidad y, en algunos casos (en dependencia del tipo de glucosinolato y metabolitos de glucosinolatos presentes) también pueden afectar negativamente la salud del animal directamente. Por ejemplo, se ha demostrado que los productos de hidrólisis de los beta hidroxialquenil glucosinolatos poseen actividad goitrogénica en modelos animales (revisado en Fahey y otros, 2001). Esto es particularmente un problema en animales monogástricos tales como los cerdos, pero las aves de corral y el ganado pueden ser susceptibles en grados variables. Por tanto, la reducción de glucosinolatos en la harina de semillas oleaginosas es un objetivo importante y conveniente y puede tener beneficios significativos en términos de valor de la harina.

Las variedades comerciales actuales de semillas de Brassica carinata contienen niveles apreciables de glucosinolato (60-100 pmol/g). La especie de glucosinolato predominante en la semilla de Brassica carinata es la sinigrina (2-propenilglucosinolato, también conocido como glucosinolato de alilo) que comprende más del 90 % del contenido total de glucosinolato. Esto es bastante diferente de otras semillas oleaginosas de brassica comerciales, tales como la canola tipo Brassica napus que, aunque tiene niveles más bajos de glucosinolato de semillas total (5-12 pmol/g) que la Brassica carinata, tiene un perfil químico muy diferente, donde la progoiterina (2-(R)-2-hidroxi-3-butenilglucosinolato), la gluconapina (3-butenilglucosinolato) y la 4 hidroxiglucobrasicina (4 hidroxiindol metilglucosinolato) son las especies predominantes y tiene poca o ninguna sinigrina (Xin y otros, 2014). Debido a los niveles relativamente altos de glucosinolato en la semilla de Brassica carinata, el uso de harina de carinata como aditivo alimentario se limita actualmente al ganado y otras especies de rumiantes que son relativamente tolerantes al glucosinolato. Sin embargo, incluso en este caso, las cantidades de harina de carinata que pueden incluirse se limitan al 10 por ciento debido a los niveles de glucosinolato. Las cantidades de harina de camelina que pueden incluirse en las raciones de alimento para el ganado vacuno son igualmente limitadas.

Se han adoptado varios enfoques para lograr la reducción de los niveles de glucosinolato en semillas oleaginosas. Un grupo de enfoques implica métodos de procesamiento para eliminar física o químicamente los glucosinolatos durante el procesamiento de la semilla oleaginosa en sus productos finales, mientras que el otro implica la manipulación de las variedades de semillas oleaginosas mediante el mejoramiento y la selección para producir variedades que acumulen niveles mucho más bajos de glucosinolato dentro de la semilla en sí misma. Este último enfoque ha suplantado en gran medida al primero, ya que durante varios años se han obtenido con éxito variedades con bajo contenido de glucosinolato en muchas especies de semillas oleaginosas de brassica, lo que incluye B. napus, B. rapa y B. júncea. Por lo tanto, la necesidad de reducción de los niveles de glucosinolato mediante procesamiento se ha vuelto en gran medida superflua para variedades específicas dentro de estas especies, pero para muchas otras especies de Brassicaceae, el procesamiento para reducir los niveles de glucosinolato continúa como una opción viable. Hasta la fecha no se ha descrito cómo pueden usarse dichos procesos para reducir el contenido de glucosinolato de la harina de Brassica carinata. En particular, la técnica no describe los procesos y temperaturas que podrían aplicarse a la semilla de Brassica carinata que se somete a extracción de aceite mediante el uso de un solvente para producir un producto de harina con bajo contenido de glucosinolato. Es un objetivo de la presente invención proporcionar un método nuevo para la obtención de harina de Brassica carinata extraída con solvente con glucosinolatos reducidos.

Las metodologías de procesamiento para reducir los glucosinolatos pueden dividirse en dos clases generales, las que se centran en la eliminación directa de glucosinolato y las que se basan en la conversión del glucosinolato en un subproducto metabólico, isotiocianato, y después en la posterior eliminación física del isotiocianato. Por ejemplo, Sakai y otros (publicación de EE. UU. núm. 2005/031768A1) describen un método para producir y extraer "aceite de alilo" (isotiocianato de alilo) a partir del glucosinolato presente en las semillas de las mostazas para condimento (tales como mostaza oriental, marrón o amarilla). La etapa clave en este proceso es la ruptura de la semilla de mostaza seguido de la adición de agua para activar la enzima mirosinasa endógena para convertir el glucosinolato en aceite de alilo (isotiocianato de alilo). Después, el aceite de alilo se separa por destilación de la suspensión de semillas de mostaza en condiciones de calor moderado (45 ± 5 °C) y presión reducida (45 mm Hg).

A diferencia del procesamiento de la mostaza para condimento, el procesamiento de semillas oleaginosas de brassica para extraer el aceite implica múltiples etapas. Típicamente, las semillas se limpian y después se trituran en un molino de rodillos para generar escamas de 0,3-0,38 mm de espesor. La semilla desmenuzada se somete después a un proceso conocido como cocción por medio del cual se transporta a un tambor calentado donde las escamas se cocinan a temperaturas elevadas (típicamente de 70-90 °C) por hasta 20 minutos. La cocción ayuda a reducir la viscosidad del aceite para permitir una extracción más eficiente en las etapas posteriores, pero también inactiva la enzima mirosinasa endógena. A continuación, las escamas de semillas cocidas se prensan en una serie de prensas de tornillo o expulsores que pueden eliminar el 50-60 % del aceite. Aparte del aceite, que se extrae para su procesamiento posterior, el prensado produce una torta de harina que es ideal para la extracción con solvente. Mediante el uso de varios ciclos de extracción a contracorriente, la torta de harina se trata con hexano para eliminar el aceite residual de la harina. Después, la harina se transfiere a un desolventizador-tostador donde se calienta para eliminar el hexano restante; la etapa final del proceso, denominada tostado, implica la inyección de vapor en la harina para eliminar las últimas trazas de hexano. Después, la harina se enfría y se seca mediante el soplado de aire forzado a través de ella.

En algunos casos, la semilla también puede procesarse mediante el uso de una metodología de prensado en frío que es similar a la anterior, excepto que no implica el uso de hexano para eliminar el aceite residual de la torta de aceite, lo que da como resultado una harina con una composición mucho más alta de aceite.

Cuando la semilla de canola se tritura para producir aceite y harina, la reducción del glucosinolato de la semilla no es una consideración preeminente en el diseño del proceso. Todas las etapas que implican calentamiento, es decir, la etapa de cocción, así como también la etapa de tostado y desolventización, se diseñan para demandar el calor más bajo necesario para lograr sus respectivos fines. Esto se hace para lograr el mejor equilibrio del rendimiento de aceite y calidad de la harina, al ser esta última la más sensible al efecto perjudicial de las altas temperaturas sobre los niveles y la calidad de las proteínas. Sin embargo, cuando la semilla que va a procesarse no es de calidad de canola, deben considerarse los medios para reducir los glucosinolatos endógenos para permitir una mejor calidad de la harina y el aceite. Como los glucosinolatos son en cierta medida termolábiles, la etapa de cocción puede emplearse para la eliminación de glucosinolato. Se ha empleado el aumento de la temperatura de cocción hasta 120 °C para reducir los niveles de glucosinolato; sin embargo, esto puede tener efectos perjudiciales sobre las proteínas termolábiles de la harina, lo que reduce su valor sustancialmente.

Jensen y otros (1995, Animal Feed Sci. Technol. 53(1): 17-28) estudiaron los efectos del tiempo de tostado sobre la estabilidad de los glucosinolatos individuales presentes en la harina de semilla de colza doble baja comercial. En este estudio, se observó que el indolglucosinolato (4-hidroxiglucobrasicina) se degradaba más rápidamente durante los primeros 60 minutos de tostado a 100 °C en comparación con los dos glucosinolatos alifáticos (progoiterina y gluconapina), donde la gluconapina exhibe la menor sensibilidad al tratamiento con calor durante los primeros 60 min.

Se han descrito otras modificaciones del proceso de trituración con el objetivo de reducir el glucosinolato en la harina. Se ha demostrado que el uso de un aparato extrusor, usado en lugar del proceso de tornillo típico, es beneficioso en la reducción de glucosinolatos de la harina de semilla de colza. Sin embargo, estos procesos no se han descrito previamente para Brassica carinata.

Existen muchos ejemplos en la literatura de procesos para reducir el glucosinolato de la harina que ya se ha procesado para la extracción de aceite, es decir, que previamente se ha pasado por un proceso similar al descrito en los párrafos anteriores. Los primeros intentos de reducción directa de glucosinolatos implicaron la aplicación de calor o calor combinado con métodos para reducir el tamaño de partícula de la harina (es decir, tecnologías de micronización y extrusión). Se demostró que el calentamiento en forma de exposición a microondas reduce los niveles de glucosinolato a través de la degradación (Aumaitre y otros, 1989). Los autores estimaron que las metodologías de calentamiento por microondas pueden dar como resultado una reducción de hasta un 25 % en los niveles de glucosinolato. Se demostró que la aplicación de calentamiento, micronización y tratamiento en una extrusora eran útiles para la reducción de glucosinolatos y la magnitud de la reducción aumentaba si se añadían a la harina agentes químicos tales como álcali o amonio (Fenwick y otros, 1986). Sin embargo, los autores de este estudio notaron que la magnitud de la reducción de glucosinolato fue mayor en condiciones que también afectaron la integridad de otros componentes nutricionales. Por ejemplo, la aplicación de calor excesivo (como quiera que se aplique) a la vez que reduce significativamente los niveles de glucosinolato, además acelera la degradación de proteínas a través de la reacción de Maillard (Anderson-Haferman y otros, 1993). Dichos efectos no deseados sobre la calidad de las proteínas son una propiedad particular de esta clase de estrategias de reducción de glucosinolatos. En muchos casos, también requeriría inversiones en nuevos equipos y etapas de procesamiento adicionales, lo que afectaría el costo de procesamiento y, en última instancia, de la harina en sí misma. Como se indicó anteriormente, la técnica carece de dichos enfoques con Brassica carinata.

Se han desarrollado procesos para eliminar los glucosinolatos de la harina basado en sus interacciones con solventes acuosos (revisado por Tripathi y Mishra, 2007). Puede producirse una pérdida significativa de glucosinolatos debido a la hidrólisis durante un remojo prolongado en agua. La suplementación del tampón de remojo con iones metálicos (tales como Cu +) podría potenciar adicionalmente la eliminación de glucosinolatos. Si bien el proceso es económico, las pérdidas de materia seca durante el remojo pueden afectar la calidad y la cantidad de harina para aplicaciones alimentarias.

Se reconoció muy pronto que, en las condiciones adecuadas, el contenido de glucosinolato de la harina podría convertirse en isotiocianato casi cuantitativamente por la acción de la mirosinasa, que posteriormente podría eliminarse mediante una variedad de métodos. De hecho, la acción de la mirosinasa sobre el glucosinolato se controla estrictamente durante el proceso de trituración de semillas. Normalmente secuestrada dentro de la estructura celular, la mirosinasa se moviliza mediante procesos que alteran físicamente la estructura y la integridad de la semilla, tal como la trituración. Esta movilización la pone en contacto con el glucosinolato de la fracción de harina y en las condiciones adecuadas de temperatura, pH y humedad podría convertir cuantitativamente el glucosinolato en isotiocianato. Si bien esto sería beneficioso en lo que respecta a la calidad de la harina, tendría otras consecuencias menos convenientes. Por ejemplo, el isotiocianato, al ser muy soluble en lípidos, podría adulterar potencialmente el componente oleoso y dar como resultado un contenido de azufre en el aceite inaceptablemente alto.

Además, la mirosinasa cataliza la conversión de sinigrina (glucosinolato de alilo) en isotiocianato de alilo. El isotiocianato de alilo es volátil (Dai y Lim, 2014) y también se conoce como aceite volátil de mostaza. El isotiocianato de alilo es altamente picante y es responsable del sabor picante del rábano picante y de la raíz de wasabi. En forma pura puede ser tóxico, actuar como un irritante para la piel y las membranas mucosas. Los isotiocianatos también imparten un sabor picante a una ración de alimento, lo que reduce su palatabilidad y afecta negativamente el consumo de la harina por parte del ganado.

Por estas razones, el proceso de trituración de semillas oleaginosas descrito anteriormente incorpora la etapa de calentamiento antes de triturar en parte para inactivar la mirosinasa, lo que asegura que no se produzca la conversión de glucosinolatos en isotiocianatos.

Sin embargo, otros han descrito procesos mediante los cuales la mirosinasa podría usarse ventajosamente para convertir glucosinolato en isotiocianato en etapas posteriores del proceso de trituración (es decir, después que se ha completado la eliminación del aceite). En este escenario, una fuente exógena de mirosinasa se vuelve a añadir a la harina procesada y se deja reaccionar con el glucosinolato endógeno en condiciones optimizadas. A continuación, el isotiocianato liberado podría extraerse de la harina mediante el uso de una variedad de solventes diferentes (ver la patente de EE. UU. 4244973). Al igual que los procesos de eliminación directa de glucosinolato, la utilidad de este enfoque está muy influenciada por los costos adicionales y el equipamiento necesario para procesar la harina y los potenciales efectos perjudiciales del tratamiento con solvente sobre la calidad de la harina.

Con una nueva generación de cultivos de semillas oleaginosas que se desarrolla para proporcionar materia prima a base de aceite para fines industriales, el valor económico de estos cultivos puede aumentarse considerablemente si pueden explotarse comercialmente otros subproductos de valor agregado del proceso de extracción de aceite. Brassica carinata, por ejemplo, produce un aceite de semilla que es muy valorado como materia prima industrial, mientras que su harina rivaliza con la harina de soja en términos de calidad proteica y bajo contenido de fibra. Si los niveles de glucosinolato en la harina de carinata pudieran reducirse a los de la harina de calidad de canola doble cero, aumentaría significativamente el valor de mercado de la harina de carinata como aditivo alimentario. Si bien los esfuerzos para desarrollar variedades de carinata con bajo contenido de glucosinolato están en curso, existe la necesidad de desarrollar un proceso económico y eficaz para reducir los niveles de glucosinolato de las fuentes existentes de harina de carinata. El proceso debe ser fácilmente adaptable a las plantas de trituración de aceite existentes en términos de costo, tiempo y equipamiento para no constituir un impedimento para su adopción por la industria. Además, el proceso debe ser lo suficientemente suave como para no comprometer la ventaja que tiene la carinata en términos de contenido de proteína sobre otras harinas de semillas oleaginosas. Dicho proceso también podría adaptarse a otras semillas oleaginosas en virtud de sus características comunes. En este sentido, es instructivo observar que incluso las mejores variedades actuales de canola tienen cantidades pequeñas pero medibles de glucosinolatos remanentes en su harina y que la capacidad de eliminarlos de una manera rentable puede permitir también nuevos productos y nuevos mercados para la harina de canola.

Si bien la técnica actual enseña cómo pueden reducirse los niveles de glucosinolato en las harinas de semillas oleaginosas, los métodos de reducción implican invariablemente procesos que pueden afectar negativamente la integridad de los constituyentes proteicos de las harinas, ya sea mediante desnaturalización o a través de pérdidas de extracción. Como la proteína constituye el componente nutricional más importante de la harina, los procesos que afectan el contenido o la calidad de la proteína pueden afectar también el valor de la harina.

Resumen

La presente invención proporciona un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde la temperatura durante el calentamiento es de 80 °C a 150 °C, tal como superior a 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde el proceso comprende además aplicar la presión mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

En otra modalidad, la presente invención proporciona un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de la semilla oleaginosa en condiciones de calor moderado y presión negativa.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde la temperatura de calentamiento en la etapa (a) es superior a 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C. En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además aplicar la presión en la etapa (a) mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

En otra modalidad, la fracción de harina de semillas oleaginosas es el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas.

En otra modalidad, la extracción con hexano se lleva a cabo opcionalmente en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas, y en donde la cocción se llevó a cabo a una temperatura de 80 °C a 150 °C.

En otra modalidad, la extracción con hexano se lleva a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas que se han prensado mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

En otra modalidad, la extracción con hexano se lleva a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas, y en donde la torta de harina resultante se desolventiza-tuesta en un desolventizador-tostador a una temperatura en el intervalo de 95 °C a 115 °C.

Breve descripción de las figuras

En las figuras, que ilustran modalidades de la invención a modo de ejemplo solamente:

La Figura 1 es un diagrama de la reacción enzimática que convierte el glucosinolato en isotiocianato catalizada por mirosinasa.

La Figura 2 es un diagrama esquemático de un aparato ilustrativo que puede usarse para la eliminación por lotes de glucosinolato de la harina de semillas oleaginosas.

Descripción detallada

Con una nueva generación de cultivos de semillas oleaginosas, tales como Brassica carinata, que se desarrolla para proporcionar materia prima a base de aceite para fines industriales, existe la necesidad de desarrollar un proceso económico y eficaz para reducir los niveles de glucosinolato de la harina para poder explotar comercialmente la harina, lo que incluye, por ejemplo, como aditivo alimentario para alimentos para animales.

El proceso debe ser fácilmente adaptable a las plantas de trituración de aceite existentes en términos de costo, tiempo y equipamiento para no constituir un impedimento para su adopción por la industria. Además, el proceso debe ser lo suficientemente suave como para no comprometer la ventaja que tiene la carinata en términos de contenido de proteínas sobre otras harinas de semillas oleaginosas.

Los "alimentos para animales" son aquellas formulaciones procesadas que se suministran al ganado, a diferencia de aquellas fuentes de nutrición que los animales pueden forrajear por sí mismos. Los alimentos para animales pueden formularse para proporcionar una nutrición óptima para aplicaciones particulares, tales como maximizar la ganancia de peso y la calidad de la carne del ganado vacuno en el lote de alimento o maximizar la producción de leche del ganado lechero lactante. Para las aves de corral, los alimentos pueden formularse para proporcionar una fuente nutricional uniforme para complementar o incluso reemplazar la calidad nutricional variable obtenida a través del forrajeo. Si bien la composición de los alimentos puede variar mucho según el animal, la aplicación y la geografía, un requisito constante es la adición de suplementos al alimento base para mejorar su contenido de proteínas. Típicos de dichos suplementos son los granos secos de destilería, que consisten en el puré fermentado usado obtenido de cervecerías o destilerías de alcohol, así como también harina de soja, harina canola, carinata o mostaza, todas obtenidas después de triturar las semillas y extraer la fracción de aceite.

"Antinutriciona!' es una descripción general de una serie de compuestos que se encuentran en Brassica y otras harinas de semillas que reducen el beneficio nutricional de los productos de alimentos para animales en los que la harina se usa como un aditivo. Los glucosinolatos e isotiocianatos se clasifican como antinutricionales ya que, cuando están presentes en concentraciones suficientemente altas, imparten un sabor amargo y picante a la ración de alimento, lo que reduce su palatabilidad y afecta negativamente el consumo de harina del ganado.

Glucosinolatos

Los "glucosinolatos" son N-hidroxisulfatos de p-tioglucósido con una cadena lateral variable (R) y un resto de p-dglucopiranosa unida a azufre. Representan una familia grande y heterogénea de compuestos de origen natural; se sabe que existen más de 120 variedades en la naturaleza (Fahey, y otros, 2001). Los glucosinolatos tienen la siguiente estructura química:

"Sinigrina" es el nombre común del glucosinolato de alilo (o 2-propenil glucosinolato), donde la posición R se ha sustituido con un grupo alilo. Sinigrina es la especie de glucosinolato predominante que se encuentra en las semillas de Brassica carinata y Brassica nigra y también se encuentra, en cantidades menores, en semillas de otras especies de Brassicaceae. La sinigrina tiene la siguiente estructura química:

Los glucosinolatos se encuentran en muchas especies de plantas, particularmente aquellas dentro del orden Brassicales, pero también entre plantas del género Drypetes y el género Putranjiva (ambos géneros de la familia Putranjivaceae). Se acumulan a niveles altos en la semilla, así como también en otros tejidos vegetales. Esto es particularmente cierto para las brassicas de semillas oleaginosas. Los glucosinolatos que se encuentran en las muestras de harina de semillas oleaginosas incluyen sinigrina, sinalbina, gluconapina y gluconasturtina, entre otros, y sus proporciones relativas pueden variar significativamente en dependencia de la especie. Estos compuestos y sus metabolitos pueden afectar el sabor de la harina, lo que reduce su palatabilidad y, en algunos casos (en dependencia del tipo de glucosinolato y metabolitos de glucosinolato presentes) también pueden afectar negativamente la salud de un animal que ha consumido material vegetal que contiene glucosinolatos. La reducción de glucosinolatos en la harina de semillas oleaginosas es un objetivo importante y conveniente y puede tener beneficios significativos en términos de valor de la harina para el alimento animal.

Isotiocianatos

El "isotiocianato" es un grupo químico formado mediante la sustitución del oxígeno en un grupo isocianato con un azufre. El isotiocianato tiene la siguiente estructura química:

Muchos isotiocianatos naturales a partir de plantas se producen por conversión de glucosinolatos catalizados por la enzima mirosinasa. La conversión de sinigrina (glucosinolato de alilo) catalizada por mirosinasa produce el producto isotiocianato de alilo (también conocido como aceite volátil de mostaza). El isotiocianato de alilo es altamente picante y volátil y es responsable del sabor picante del rábano picante y de la raíz de wasabi. En forma pura puede ser tóxico, actuar como un irritante para la piel y las membranas mucosas. El isotiocianato de alilo tiene la siguiente estructura química:

Mirosinasa

La "mirosinasa", también conocida como tioglucosidasa, es una enzima que cataliza la conversión de glucosinolatos en compuestos de isotiocianato, que son extremadamente picantes y volátiles. La Figura 1 muestra la reacción enzimática. La mirosinasa primero cataliza la eliminación de D-glucosa del glucosinolato, lo que da como resultado un intermediario de aglicona en la forma de tiohidroximato-O-sulfonato. La mirosinasa cataliza después adicionalmente la eliminación del grupo sulfato para generar isotiocianato.

Aunque no es la única fuente de mirosinasa, las semillas y otros tejidos de plantas de la familia Brassicaceae son ricos en mirosinasa. Sinapis alba es una fuente particularmente rica de mirosinasa. En un estudio llevado a cabo por Atle Bones (Bones, 1990), se encontró que la semilla de Sinapis alba contenía 10 veces más mirosinasa que la de Brassica napus o Brassica rapa, mientras que trabajos anteriores (Henderson y McEwen, 1972) demostraron que la actividad de mirosinasa a partir de extractos crudos de semillas de Sinapis alba superaron en gran medida a los de otras fuentes de extractos, lo que incluye Brassica júncea, Brassica nigra, Brassica napus, Brassica rapa y Crambe abyssinica. Otras fuentes de mirosinasa pueden incluir berros, rábano picante, wasabi y camelina. Sin embargo, cualquier planta que exprese mirosinasa en cantidades apreciables, u organismos que se modifican por ingeniería genética para expresar glucosinolato de forma heteróloga, tales como bacterias o cultivos de células vegetales y/o de mamíferos, pueden usarse potencialmente como una fuente de enzima mirosinasa de diversos grados de pureza. La mirosinasa existe en varias formas en Brassicaceae y se codifica por al menos tres subfamilias de genes, denominados MA, MB y MC, con el potencial de múltiples genes en cada subfamilia. Sin embargo, en principio, cualquier mirosinasa aceptará todos los glucosinolatos como sustratos (Rask, 2000). Se cree que la mirosinasa se encuentra exclusivamente en células denominadas como células de mirosina (revisado en Kissen y otros, 2009). Su localización relativa con respecto a los glucosinolatos se comprende menos. En algunos tejidos, se cree que la enzima y el sustrato están presentes en las mismas células, pero en diferentes compartimentos celulares, mientras que en otros tejidos, se cree que se segregan en diferentes poblaciones celulares. Independientemente de sus distribuciones relativas, se cree que cuando el tejido vegetal se tritura o daña, las dos reservas se juntan, lo que pone en contacto la mirosinasa con el glucosinolato e inicia la conversión del glucosinolato en isotiocianato. De esta forma, la reacción de mirosinasa tiene la función de proporcionar a las plantas una defensa química única contra la depredación por los herbívoros

Semillas oleaginosas

"Semilla oleaginosa" se refiere a cualquier especie de cultivo donde se extrae aceite de las semillas de estos granos con fines alimentarios o industriales, e incluye semillas oleaginosas de Brassicaceae tales como canola, y semillas oleaginosas que no son de Brassicaceae, tales como linaza, soja, cártamo y girasol. Un ejemplo de una especie de cultivo que produce una semilla usada principalmente para la producción de aceite comestible es Brassica napus. Un ejemplo de una especie de cultivo que se usa principalmente en la producción de aceite como materia prima industrial es Brassica carinata.

La Brassica carinata se denomina comúnmente como mostaza etíope y es una especie de Brassica de semillas oleaginosas domesticada. Brassica carinata es un anfidiploide, lo que significa que es un híbrido estable entre dos especies precursoras diploides de Brassica, específicamente Brassica nigra y Brassica oleracea. La semilla de Brassica carinata puede contener más del 40 % en peso de aceite, que puede usarse como materia prima industrial como reemplazo del petróleo en varias aplicaciones.

La Sinapis alba se denomina comúnmente como mostaza blanca y es un cultivo anual de la familia Brassicaceae. La semilla de Sinapis alba, usada en la preparación de mostaza para condimento, contiene altas concentraciones de glucosinolatos, un compuesto que contiene azufre que ofrece protección a la planta contra la depredación de insectos.

Harina

"Harina" se refiere a la fracción restante del contenido de la semilla después de la extracción del aceite y consiste principalmente en proteínas. En el caso de Brassica carinata, esta fracción de harina es particularmente rica en proteínas con respecto a otras especies de semillas oleaginosas de Brassica y, por lo tanto, se ha propuesto como un potencial aditivo de alto valor en aplicaciones de alimentación animal. Para la presente invención, la harina a tratar puede derivarse de cualquier proceso que extraiga el aceite de las semillas oleaginosas, lo que deja la harina, lo que incluye, sin limitación, la extracción con hexano y un proceso de prensado en frío.

Extracción con hexano para extraer el aceite de semillas oleaginosas

La extracción con hexano se produce típicamente mediante el siguiente proceso. Primero, las semillas oleaginosas se preparan para la extracción con hexano. Las semillas oleaginosas se limpian y después se trituran en un molino de rodillos para generar escamas de 0,3-0,38 mm de grosor. A continuación, la semilla desmenuzada se transporta a un tambor calentado donde se cocen las escamas a temperaturas elevadas (de 80 a 150 °C, en dependencia de la fuente de la semilla) por hasta 20 minutos. Las escamas de semillas cocidas se prensan después en una serie de prensas de tornillo o expulsores que pueden eliminar el 50-60 % del aceite. Aparte del aceite, que se elimina para su posterior procesamiento, el prensado produce una torta de harina que es ideal para la extracción con solvente. "Torta de harina" se refiere al estado de la harina de semillas después de que ha pasado por la etapa de desmenuzado y cocción y se ha prensado mecánicamente para extrudir la mayor parte del aceite. El término se refiere al carácter físico de la harina en esta etapa, que se ha comprimido en una masa similar a una torta rica en proteínas y que aún contiene aceite residual apreciable.

A continuación, mediante el uso de varios ciclos de extracción a contracorriente, la torta de harina se trata con hexano para eliminar el aceite residual de la harina. Después que el aceite se ha eliminado de las escamas o de la torta de harina, la harina contendrá aproximadamente un 30 % de contenido de solvente (hexano).

"Harina desgrasada" se refiere al estado de la harina después de que la torta de harina se ha extraído con solvente para eliminar las últimas trazas de aceite residual.

Típicamente, la harina se sometería a tostado y desolventización para eliminar el solvente hexano y reducir el contenido de humedad hasta el 12 % o menos. La harina se transfiere a un desolventizador-tostador, donde se calienta para eliminar el hexano remanente. La mayor parte del solvente se elimina al calentar la harina en placas calentadas con vapor. La eliminación de las trazas finales de solvente se lleva a cabo mediante la inyección de vapor a través de la harina (el proceso de tostado verdadero).

En el transcurso del proceso de tostado (de aproximadamente 30 minutos de duración), la harina se expone a temperaturas en el intervalo de 95-115 °C y la humedad aumenta hasta el 12-18 %. Posteriormente, la harina se enfría y se seca mediante circulación de aire forzada hasta que se alcanza un contenido de humedad final del 12 % o menos. Después, la harina se peletiza o granula en dependencia de los requisitos del usuario final.

Procesamiento de prensado en frío

En algunos casos, la semilla también puede procesarse mediante el uso de una metodología de prensado en frío, que es similar a la anterior, excepto que no implica el uso de hexano para eliminar el aceite residual de la torta de aceite, lo que da como resultado una harina con una composición de aceite mucho más alta.

Calor moderado

"Calor moderado’’ significa una temperatura superior a 0 °C, pero inferior a una temperatura que tendría un efecto adverso en la calidad de la proteína en la harina debido a la desnaturalización por calor. Por ejemplo, el calor moderado puede ser superior a 25 °C, pero inferior a 90 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción puede comprender además regular la temperatura durante la etapa (b) y la etapa (c) para evitar que la temperatura supere los 45 °C, 50 °C, 55 °C, 60 °C, 65 °C o 70 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además regular la temperatura durante la etapa (a) y la etapa (b) para evitar que la temperatura supere los 50 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además regular la temperatura durante la etapa (a) y la etapa (b) para evitar que la temperatura supere los 60 °C.

Presión negativa

"Presión negativa’’ significa cualquier porcentaje de vacío. Por ejemplo, la presión negativa puede ser cualquiera desde 0,0001 % de vacío hasta 100 % de vacío.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además llevar a cabo la etapa (b) y la etapa (c) en un recipiente de reacción a presión negativa y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además llevar a cabo la etapa (b) y la etapa (c) en un recipiente de reacción a presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar la sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Incubación posterior al tratamiento

Después de las etapas de tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil, y eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de la semilla oleaginosa en condiciones de calor moderado y presión negativa, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede calentarse más para secar la harina y eliminar los isotiocianatos volátiles adicionales. Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a una temperatura más alta que la de la etapa (c) seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye al porcentaje requerido.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a 70 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar adicionalmente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 12 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas puede comprender además aumentar la temperatura hasta 70 °C seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 12 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas puede comprender además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a presión negativa y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a 70 °C seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a presión negativa y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 12 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a presión negativa y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura hasta 70 °C seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 12 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a presión negativa y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C, o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura hasta 70 °C seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %, y en donde el proceso comprende además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 12 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a una presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aumentar la temperatura hasta 70 °C seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuye a menos del 12 %, y en donde el proceso puede comprender además llevar a cabo la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción a una presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Mezcla

Durante las etapas iniciales de tratamiento de la fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil, y eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semilla oleaginosa en condiciones de calor moderado y presión negativa, y/o la posterior incubación a mayor temperatura, la fracción de harina de semillas oleaginosas y mirosinasa exógena puede mezclarse continuamente.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además mezclar continuamente la fracción de harina de semillas oleaginosas y la mirosinasa exógena durante la etapa (b) y la etapa (c).

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además mezclar continuamente la fracción de harina de semillas oleaginosas y la mirosinasa exógena durante la etapa (b), la etapa (c) y la incubación posterior al tratamiento.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además mezclar continuamente la fracción de harina de semillas oleaginosas y la mirosinasa exógena durante la incubación posterior al tratamiento.

Precalentamiento

Antes de las etapas de tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil, y eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de la semilla oleaginosa en condiciones de calor moderado y presión negativa, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede precalentarse.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además precalentar la fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata entre 25 °C y 40 °C antes de la etapa (b).

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además precalentar la fracción de harina de semillas oleaginosas entre 30 °C y 40 °C antes de la etapa (b).

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, en donde el proceso puede comprender además precalentar la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta 35 °C antes de la etapa (b).

Mirosinasa

Puede usarse cualquier fuente de mirosinasa exógena para convertir el glucosinolato en isotiocianato. Sin embargo, por razones de economía, la fuente de mirosinasa exógena no tiene que estar muy purificada y puede consistir simplemente en una suspensión de harina desgrasada fácilmente disponible en agua, denominada “solución desencadenante". Cualquier harina desgrasada en donde la mirosinasa todavía esté activa puede usarse como fuente de mirosinasa en la solución desencadenante, lo que incluye, por ejemplo, la harina de semillas oleaginosas de la familia Brassicaceae, lo que incluye, por ejemplo, Sinapis alba y Brassica carinata. La solución desencadenante también puede comprender ácido ascórbico. La solución desencadenante puede incubarse a temperatura ambiente durante un período de tiempo antes de su adición a la torta de harina.

Opcionalmente, la solución desencadenante se mezcla con agua y ácido ascórbico para formar una suspensión que se incuba a temperatura ambiente durante un período de tiempo posterior a su adición a la torta de harina.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, y en donde la harina desgrasada se deriva de semillas oleaginosas de una especie de planta de la familia Brassicaceae.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, y en donde la harina desgrasada se deriva de semillas oleaginosas de Sinapis alba (mostaza blanca; harina de semillas de mostaza).

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, y en donde la harina desgrasada se deriva de semillas oleaginosas de Brassica carinata.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, y en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico, y en donde la harina desgrasada está presente en un por ciento en peso de 0,5 %, 0,1 %, 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 15 % o 20 %, y el ácido ascórbico está presente en un por ciento en peso de 0,001 %, 0,005 %, 0,01 %, 0,02 %, 0,03 %, 0,04 %, 0,05 %, 0,06 %, 0,07 %, 0,08 %, 0,09 % o 0,1 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico, y en donde la solución desencadenante comprende el agua, la harina desgrasada y el ácido ascórbico en una relación de 100:5:0,045 p/p/p.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, y en donde el proceso puede comprender además mezclar la solución desencadenante entre 5 min y 30 min a temperatura ambiente antes de tratar la harina.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico, y en donde el proceso puede comprender además mezclar la solución desencadenante entre 5 min y 30 min a temperatura ambiente antes de tratar la harina.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, en donde el proceso puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, y en donde el proceso puede comprender además mezclar la solución desencadenante durante 15 min o 20 min a temperatura ambiente antes de tratar la harina.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico, y en donde el proceso puede comprender además mezclar la solución desencadenante durante 15 min o 20 min a temperatura ambiente antes de tratar la harina. En un ejemplo ilustrativo, no limitante, la harina desgrasada para la solución desencadenante puede prepararse mediante la molienda de la semilla en una mezcladora, por ejemplo, una mezcladora Waring™, a velocidad media hasta obtener una harina uniforme (es decir, hasta que no queden semillas completas visibles). Después, el contenido de la mezcladora se vacía en una bandeja de tamizaje de metal y se coloca sobre una placa calefactora ajustada entre 40 °C y 90 °C durante aproximadamente 20 minutos. Durante este tiempo, las semillas molidas se mezclan ocasionalmente para evitar que se carbonicen. Después, se retira la bandeja del calor y se deja enfriar a temperatura ambiente. Después, dos volúmenes de semillas molidas se mezclan vigorosamente con un volumen de hexano en un frasco. Se deja que las fases se separen y se elimina la fase oleosa mientras que la fracción de harina sólida se vuelve a extraer tres veces más con el mismo volumen de hexano como se describió. Después de la extracción final, la harina se extrae del frasco y se deja secar al aire en una cabina de gases durante toda la noche. A continuación, la solución desencadenante puede prepararse mediante la adición de agua o mediante la adición de agua y ácido ascórbico.

La adulteración de la harina mediante la adición de agentes químicos tóxicos o nocivos durante el transcurso de la eliminación de glucosinolatos de la harina afectará en gran medida el uso posterior de la harina procesada. Una ventaja de este proceso es que la solución desencadenante consiste únicamente en agua, ácido ascórbico y harina desgrasada, que son inocuos en términos de su potencial de adulteración de la harina. En particular, se ha demostrado que el ácido ascórbico es un activador no competitivo de la mirosinasa vegetal y es necesario para mantener la actividad de la mirosinasa durante el proceso. El ácido ascórbico es un componente de calidad alimentaria, económico y fácilmente disponible, usado ampliamente en la industria de elaboración y procesamiento de alimentos y no afecta perjudicialmente la calidad de la harina procesada. Por ejemplo, el ácido ascórbico (polvo/USP/FCC) puede comprarse en Fisher Chemical, número de catálogo A62-212.

No se requieren agentes tampón para la eficacia de la solución desencadenante. Sin embargo, opcionalmente, la solución desencadenante comprende además un tampón. Opcionalmente, la solución desencadenante comprende además un tampón, en donde el tampón comprende fosfato de potasio 0,1 M, pH 6,5.

Un proceso para preparar la solución desencadenante puede comprender mezclar harina de semillas de mostaza, agua y ácido ascórbico en una relación de 5 kg de harina de semillas de mostaza por 100 kg de agua por 45 g de ácido ascórbico para formar una suspensión e incubar la suspensión a temperatura ambiente durante 20 minutos antes de añadirla a la torta de harina.

Un proceso para preparar la solución desencadenante puede comprender mezclar 120 kg de agua suave y 45 g de ácido ascórbico en un tanque de tamaño adecuado, añadir 5 kg de harina de Sinapis alba desgrasada y mezclar la suspensión resultante durante 15 minutos a temperatura ambiente.

Un proceso para preparar la solución desencadenante puede comprender mezclar 120 kg de agua suave y 45 g de ácido ascórbico en un tanque de tamaño adecuado, añadir 5 kg de harina de Sinapis alba desgrasada y mezclar la suspensión resultante durante 20 minutos a temperatura ambiente.

Un proceso para preparar la solución desencadenante puede comprender mezclar 120 kg de agua suave y 45 g de ácido ascórbico en un tanque de tamaño adecuado, añadir 5 kg de harina de Brassica carinata desgrasada y mezclar la suspensión resultante durante 15 minutos a temperatura ambiente.

Un proceso para preparar la solución desencadenante puede comprender mezclar 120 kg de agua suave y 45 g de ácido ascórbico en un tanque de tamaño adecuado, añadir 5 kg de harina de Brassica carinata desgrasada y mezclar la suspensión resultante durante 20 minutos a temperatura ambiente.

Tratamiento con mirosinasa exógena

Puede añadirse mirosinasa a la fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en cualquier formato y cantidad que proporcione suficiente actividad mirosinasa para convertir los glucosinolatos en la fracción de harina de semillas oleaginosas en isotiocianatos dentro de un período de tiempo razonable.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas para alcanzar un contenido de humedad final en la fracción de harina de semillas oleaginosas del 20 % al 40 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, en donde el proceso puede comprender además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas para alcanzar un contenido de humedad final en la fracción de harina de semillas oleaginosas del 30 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, en donde el proceso puede comprender además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas en una relación de 0,5:1, 0,55:1, 0,6:1, 0,65:1, o 0,7:1 (p/p) de solución desencadenante: fracción de harina de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, en donde el proceso puede comprender además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas en una relación de 125:200 (p/p) de solución desencadenante: fracción de harina de semillas oleaginosas.

Formación de la fracción de harina de semillas oleaginosas

La fracción de harina de semillas oleaginosas que se procesará mediante el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede ser el subproducto de cualquier proceso para extraer aceite de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la harina a tratar puede consistir en muestras de harina obtenidas de un proceso comercial de trituración y extracción de aceite como se definió anteriormente.

(a) Extracción de hexano

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde la cocción se llevó a cabo a una temperatura superior a 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde la duración de la cocción fue de al menos 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28 o 30 minutos, pero inferior a 60, 70, 80, 90 o 100 minutos.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde las semillas oleaginosas desmenuzadas y cocidas se trituraron para dejar una torta de harina con la mayor parte del aceite eliminado antes de la extracción con hexano. Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde las semillas oleaginosas desmenuzadas y cocidas se trituraron mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde las semillas oleaginosas desmenuzadas y cocidas se trituraron mediante el uso de un expulsor antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde las semillas oleaginosas desmenuzadas y cocidas se trituraron mediante el uso de una prensa de tornillo antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas a contracorriente.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser harina extraída con hexano tratada en un desolventizador-tostador (DT) para eliminar el hexano residual.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas es harina extraída con hexano tratada en un desolventizador-tostador (DT) para eliminar el hexano residual, y en donde el tratamiento en el DT se realizó a una temperatura en el intervalo de 95 °C a 115 °C.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede ser el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas es harina extraída con hexano tratada en un desolventizador-tostador (DT) para eliminar el hexano residual, y en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas es harina tratada en un desolventizadortostador extraída con hexano, secada hasta menos del 12 % de humedad.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina para tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratar mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas y desmenuzar la semilla oleaginosa antes de cocerla para la extracción con hexano.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas, desmenuzar la semilla oleaginosa antes de cocerla para la extracción con hexano y cocer la semilla oleaginosa desmenuzada a una temperatura superior a 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, el proceso puede comprender además pretratar y desmenuzar las semillas oleaginosas a 85-95 °C antes de la extracción con hexano. Alternativamente, el proceso puede comprender además pretratar y desmenuzar las semillas oleaginosas a 105 °C o más antes de la extracción con hexano. En el último caso, los niveles de glucosinolato de la torta de harina pueden reducirse sustancialmente con respecto a la de la torta de harina obtenida de un proceso como se indica en la modalidad anterior.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas, desmenuzar la semilla oleaginosa antes de cocerla para la extracción con hexano y cocer la semilla oleaginosa desmenuzada durante al menos 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28 o 30 minutos, pero inferior a 60, 70, 80, 90 o 100 minutos antes de la extracción con hexano. Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas, desmenuzar la semilla oleaginosa antes de cocerla para la extracción con hexano y triturar la semilla oleaginosa desmenuzada cocida para dejar una torta de harina con la mayor parte del aceite eliminado antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas, desmenuzar la semilla oleaginosa antes de cocerla para la extracción con hexano y presionar la semilla oleaginosa cocida y desmenuzada a través de un expulsor o una prensa de tornillo antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además tratar la torta de harina mediante la extracción con hexano a contracorriente para eliminar el aceite remanente.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas y tratar la torta de harina extraída con hexano en un desolventizador-tostador (DT) para eliminar el hexano residual antes de tratar la harina con mirosinasa exógena.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas y el tratamiento de la torta de harina extraída con hexano en un desolventizador-tostador (DT) para eliminar el hexano residual antes de tratar la harina con mirosinasa exógena, y en donde el tratamiento en el DT se realiza a una temperatura en el intervalo de 95 °C a 115 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además producir la harina a tratarse mediante la extracción con hexano de semillas oleaginosas, tratar la torta de harina extraída con hexano en un desolventizadortostador (DT) para eliminar el hexano residual antes de tratar la harina con mirosinasa exógena y secar la torta de harina extraída con hexano tratada en un desolventizador-tostador hasta menos del 12 % de humedad antes de tratar la harina con mirosinasa exógena.

Preparación de la fracción de harina de semillas oleaginosas para su procesamiento

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, puede comprender además llevar a cabo el tratamiento como un proceso por lotes en una torta de harina, que comprende sinigrina. En dicha modalidad, la torta de harina debe tener una consistencia que permitiría una penetración óptima de una solución desencadenante.

Opcionalmente, la fracción de harina de semillas oleaginosas a tratar puede peletizarse.

Opcionalmente, la fracción de harina de semillas oleaginosas a tratar puede peletizarse, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas peletizada se homogeniza mediante molienda con martillo.

Opcionalmente, la fracción de harina de semillas oleaginosas a tratarse puede peletizarse, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas peletizada se homogeniza mediante molienda con martillo, y en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas homogeneizada tiene un tamaño inferior a 5,66 mm, 4,75 mm, 4,00 mm, 3,36 mm, 2,83 mm o 2,38 mm.

Opcionalmente, la fracción de harina de semillas oleaginosas a tratarse puede peletizarse, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas peletizada se homogeniza mediante molienda con martillo, y en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas homogeneizada tiene un tamaño inferior a 3,36 mm.

Opcionalmente, la harina a tratarse puede ser harina finamente granulada. La harina finamente granulada puede prepararse a partir de harina peletizada por homogeneización con un molino de martillo (tal como el modelo G5HFS1, número de serie 5075, Prater Industries, Chicago IL). El molino de martillo puede equiparse con tamices de 8/64”, que es un equipo estándar en una planta de trituración de semillas.

En una de dichas modalidades, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además aplicar los procesos a la harina peletizada que se procesó en un molino de martillo equipado con tamices de 8/64” para obtener una consistencia adecuada antes a la aplicación del proceso al lote.

Semillas oleaginosas

La invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas es a partir de semillas oleaginosas de Brassica carinata.

Con respecto a Brassica carinata en las condiciones de reacción citadas anteriormente, la mirosinasa añadida convierte la sinigrina en isotiocianato de alilo. En un aspecto novedoso de esta invención que se basa en la baja presión de vapor (alta volatilidad) del isotiocianato de alilo, la temperatura del recipiente se ajusta después y el recipiente se deja ventilar a presión negativa, lo que permite que la mayor parte del isotiocianato de alilo volátil se elimine del recipiente. Como resultado de dicho tratamiento, se deriva una harina con contenido de glucosinolato sustancialmente reducido como se ejemplifica más abajo.

Recipiente de reacción

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata puede comprender además llevar a cabo el tratamiento y/o la incubación posterior al tratamiento en un recipiente de reacción equipado para permitir la mezcla continua de su contenido, la regulación de la temperatura interna del contenido del recipiente, y ventilación para permitir la separación y eliminación de productos volátiles o gaseosos del contenido del recipiente.

Los procesos descritos en la presente descripción pueden comprender además un tratamiento de una torta de harina de semillas que contiene sinigrina, en donde el tratamiento implica incubar la harina con una fuente exógena de mirosinasa, en donde el producto de hidrólisis se elimina sustancialmente de la torta de harina de semillas en virtud de su alta volatilidad, y en donde la eliminación del componente isotiocianato de la reacción se facilita mediante la aplicación de presión reducida al recipiente de reacción.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata, la eliminación de glucosinolatos de la harina puede iniciarse mediante la adición de la solución desencadenante al volumen de la harina. Después, la harina granular se añade, junto con la solución desencadenante, a un recipiente de reacción cerrado de tamaño y configuración adecuados, equipado con un mezclador tipo arado, capacidad de calentamiento y enfriamiento para permitir el mantenimiento de las temperaturas internas en un intervalo de 35 °C a 70 °C y puertos de escape que pueden permitir que la cámara se ventile a presión negativa.

Opcionalmente, el recipiente de reacción puede ser un desolventizador-tostador, y en donde la etapa (b), la etapa (c) y la incubación posterior son parte de una etapa de desolventizador-tostador de extracción con hexano de semillas oleaginosas.

Un ejemplo de un recipiente de reacción que puede usarse para la presente invención es un secador al vacío Littleford™ (Littleford Reactor™ modelo FKM600-D 2Z de 600 litros, número de serie 5132, Littleford-Day Inc., Florence, KY).

La Figura 2 es un diagrama esquemático de un aparato secador al vacío Littleford™ que puede usarse para la eliminación por lotes de glucosinolato de harina de semillas oleaginosas. En un ejemplo ilustrativo no limitante, se colocan doscientos kilogramos de harina de semillas oleaginosas en el recipiente de reacción 2. El mezclador de arado (no visible), conectado a su unidad de accionamiento 36 mediante el acoplador 34, se pone en marcha y la harina se calienta hasta 35 °C. Al mismo tiempo, se cargan 120 kg de agua suave en el recipiente de mezcla de acero inoxidable 4 de 200 litros y se añaden 45 g de ácido ascórbico. Después de 5 minutos de mezclar el agua y el ácido ascórbico con el agitador 6 accionado por el motor 8, se añaden 5 kg de harina de semillas oleaginosas desgrasadas al recipiente de mezcla 4 para formar la solución desencadenante. La solución desencadenante se hace circular a través de un mezclador en línea, que comprende una tubería 20 unida a una bomba de recirculación 22 aguas abajo del drenaje 24, durante 20 minutos y después se pulveriza hacia el recipiente de reacción 2. El mezclador en línea y el recipiente de mezcla 4 se unen al recipiente de reacción 2 mediante un tubo en T 10, una válvula de bola 12, la tubería 14, el tubo en T de pulverización 16 y dos boquillas de pulverización 18. La dispensación de la suspensión que comprende la solución desencadenante requiere un cabezal de pulverización que no se obstruya por la naturaleza granular de la suspensión.

En la parte superior del recipiente de reacción 2 hay una trampilla 26 a través de la cual se añade el material (por ejemplo, harina) a la cámara. El recipiente de reacción 2 también tiene una trampilla de acceso a la cámara 28, una trampilla de descarga 30 para retirar el material procesado y un puerto de fondo 32, con un sistema de válvula doble con un reductor en el medio, para tomar muestras de la cámara.

En el lado derecho de la parte superior del recipiente de reacción 2, el recipiente de reacción 2 se une a una carcasa de bolsa 38 que contiene tres bolsas 40. Las bolsas son filtros que aíslan el contenido de la cámara de la fuente de vacío 46/condensador 44, lo que permite que pase el vapor, pero mantiene el polvo y las partículas confinadas al lateral del recipiente de reacción. La línea de vacío 42 se conecta a un condensador 44. La fuente de vacío 46 es un eyector de vapor (SE1 SIHI).

En un ejemplo, se permite que la solución desencadenante reaccione con la semilla oleaginosa durante 3 horas en el recipiente de reacción 2. Puede apreciarse que durante este tiempo la temperatura aumentará durante el transcurso de la reacción, para alcanzar una temperatura de 45 °C a 50 °C al final de las tres horas de incubación. Durante este tiempo, la mayor parte del glucosinolato se convierte en isotiocianato. Una vez completada la reacción, la temperatura en el recipiente de reacción 2 se eleva hasta 60 °C a 70 °C para permitir el secado de la harina hasta menos del 12 % de humedad retenida.

En otro ejemplo, se aplica vacío al recipiente de reacción 2 y después se calienta la harina hasta 50 °C durante una hora adicional. Después de una hora de mantenimiento a 50 °C, la harina se calienta hasta 70 °C a 74 °C y se seca hasta un contenido de humedad <12 %.

En otro ejemplo, se aplica vacío al recipiente de reacción 2 desde el inicio del tratamiento inicial.

En otro ejemplo, el contenido del recipiente de reacción 2 se ajusta inicialmente a 35 °C, antes de la adición de la solución desencadenante.

La hidrólisis del glucosinolato catalizada por mirosinasa es una reacción altamente exotérmica y, por lo tanto, una vez que la reacción ha comenzado (al pulverizar la solución desencadenante sobre la muestra de harina), se hace circular agua de enfriamiento en la camisa (no visible) del recipiente de reacción 2 para permitir la disipación del calor producido durante la reacción. Se deja que la reacción prosiga durante un período de tiempo suficiente para permitir una conversión sustancial del glucosinolato en isotiocianato.

En un ejemplo, se hace circular agua de refrigeración en la camisa (no visible) del recipiente de reacción 2 desde el comienzo de la reacción para permitir el logro de una temperatura máxima de 50 °C a 60 °C durante las tres horas de reacción.

En otro ejemplo, se hace circular agua de refrigeración en la camisa (no visible) del recipiente de reacción 2 sólo una vez que la temperatura en la cámara ha alcanzado los 35 °C durante la reacción inicial.

En una modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción, en donde la harina que se somete al proceso se obtiene de Brassica carinata, que contiene sinigrina (2-propilglucosinolato) como especie de glucosinolato predominante, que se convierte en isotiocianato de alilo, un lacrimógeno extremadamente picante y potente volátil, por la acción de mirosinasa. En los ejemplos proporcionados, el isotiocianato de alilo volátil liberado por la reacción se ventila al exterior del recipiente de reacción 2. Una fuente de vacío con eyector de vapor 46 aplicada al recipiente de reacción 2 mientras se ventila permite una eficacia mejorada de la eliminación del isotiocianato de alilo del recipiente durante el transcurso de tres horas de la reacción y la etapa de secado de la harina subsiguiente. Una ventaja de mantener el vacío es que la presión negativa, junto con el aumento de temperatura en la cámara y las temperaturas más altas durante la etapa de secado, conduce a una eliminación más completa del isotiocianato de alilo producido de lo que normalmente se podría lograr, lo que elimina por lo tanto la necesidad de medios auxiliares de eliminación de isotiocianato, como los descritos anteriormente, que pueden afectar negativamente la calidad de la harina procesada. Como resultado de dicho tratamiento, se deriva una harina con contenido de glucosinolato sustancialmente reducido como se ejemplifica más abajo. La reducción sustancial de glucosinolatos puede dar como resultado que la harina tenga menos del 80 % de sus niveles iniciales de glucosinolatos.

En un ejemplo ilustrativo no limitante, el proceso puede comprender preparar una solución desencadenante de harina de semilla de mostaza, agua y ácido ascórbico en la relación de 5 kg de harina de semilla de mostaza por 100 kg de agua por 45 g de ácido ascórbico, e incubar la suspensión en temperatura ambiente durante 20 minutos antes de añadir la torta de harina; pulverizar la solución desencadenante sobre harina triturada con martillo contenida en un recipiente de reacción de tamaño adecuado y capaz tanto de calentar y mezclar así como también de ventilar para permitir la eliminación de volátiles (por ejemplo, un secador al vacío Littleford™); e incubar con mezclado continuo a una temperatura apropiada y durante un tiempo apropiado.

Eliminación en línea de glucosinolato durante la etapa de desolventizador-tostador de extracción del hexano Si bien los ejemplos citados en la presente descripción describen un proceso que se adapta al procesamiento por lotes de muestras de harina, el proceso puede adaptarse para que pueda funcionar "en línea" de una planta de procesamiento de trituración/extracción con hexano de semillas oleaginosas existente tal como la descrita anteriormente. En particular, existe una amplia oportunidad para incorporar el proceso con muy poca interrupción o costo en la etapa de desolventizador-tostador, que puede adaptarse fácilmente para el mezclado, regulación de temperatura y ventilación descritos para el proceso por lotes de eliminación de glucosinolatos.

En una modalidad, el proceso descrito en la presente descripción se incorpora a una línea de trituración de semillas existente, para proporcionar un proceso continuo tal como se describió en la sección de antecedentes.

Un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano, puede comprender opcionalmente: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena, para convertir la sinigrina en isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semilla oleaginosa en condiciones de calor moderado y presión negativa durante la desolventización y tostado.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano, la etapa (b) y la etapa (c) pueden producirse simultáneamente.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano, la etapa (b) y la etapa (c) pueden producirse secuencialmente.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además mezclar continuamente la fracción de harina de semillas oleaginosas y mirosinasa exógena durante la etapa (b) y la etapa (c).

Opcionalmente, el tiempo de desolventización y tostado de la etapa (c) es superior a 2 min, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 25 min, 30 min, 35 min, 40 min, 50 min o 1 h, pero inferior a 1,5 h, 2 h, 3 h, 4 h o 5 h.

Opcionalmente, el tiempo de desolventización y tostado de la etapa (c) es de 20 min.

Opcionalmente, el tiempo de desolventización y tostado de la etapa (c) es de 30 min.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además secar la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la harina disminuya a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además secar la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la harina disminuya a menos del 12 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además llevar a cabo la desolventización y tostado en un desolventizador-tostador a presión negativa y evacuar sustancias volátiles del desolventizador-tostador.

Opcionalmente, el desolventizador-tostador está bajo una presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la harina desgrasada es de semillas oleaginosas de una especie vegetal de la familia Brassicaceae.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la harina desgrasada es de semillas oleaginosas de Sinapis alba.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano, puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la harina desgrasada es de semillas oleaginosas de Brassica carinata.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico, y en donde la harina desgrasada está presente en un por ciento en peso de 0,5 %, 0,1 %, 0,5 %, 1 %, 2 %, 3 %, 4 %, 5 %, 6 %, 7 %, 8 %, 9 %, 10 %, 15 % o 20 %, y el ácido ascórbico está presente en un por ciento en peso de 0,001 %, 0,005 %, 0,01 %, 0,02 %, 0,03 %, 0,04 %, 0,05 %, 0,06 %, 0,07 %, 0,08 %, 0,09 % o 0,1 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde la solución desencadenante comprende agua, harina desgrasada y ácido ascórbico en una relación de 100:5:0,045 p/p/p.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde el proceso comprende además mezclar la solución desencadenante entre 5 min y 30 min a temperatura ambiente antes de tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde el proceso comprende además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas para alcanzar un contenido de humedad final en la fracción de harina de semillas oleaginosas del 20 % al 40 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde el proceso comprende además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas para alcanzar un contenido de humedad final en la fracción de harina de semillas oleaginosas del 30 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde el proceso comprende además añadir una solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas en una relación de 0,5:1, 0,55:1, 0,6:1, 0,65:1 o 0,7:1 (p/p) solución desencadenante:fracción de harina de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua, en donde el proceso comprende además añadir solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas en una relación de 125:200 (p/p) solución desencadenante:fracción de harina de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, en el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de semillas oleaginosas de Brassica carinata en la etapa de desolventizador-tostador de un proceso de extracción con hexano, las semillas oleaginosas se desmenuzaron y se cocieron antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde la cocción se llevó a cabo a una temperatura superior a 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C.

Opcionalmente, las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y la duración de la cocción fue de al menos 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28 o 30 minutos, pero inferior a 60, 70, 80, 90 o 100 minutos.

Opcionalmente, la extracción con hexano se llevó a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas que se habían triturado mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

Opcionalmente, la extracción con hexano se llevó a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas que se habían triturado con un expulsor.

Opcionalmente, la extracción con hexano se llevó a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas que se habían triturado mediante el uso de una prensa de tornillo.

Opcionalmente, las semillas oleaginosas se desmenuzaron y cocieron antes de la extracción con hexano, y en donde las semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas se trituraron para dejar una torta de harina con la mayor parte del aceite eliminado antes de la extracción con hexano.

Opcionalmente, la fracción de harina de semillas oleaginosas es el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas a contracorriente.

Eliminación de glucosinolatos de Brassica carinata mediante el uso de calor y presión

La semilla de Brassica carinata es única, porque tiene menos fibra y un contenido de proteínas más alto que otras semillas de Brassica, y también tiene una cubierta de semilla más delgada. Además, las variedades comerciales actuales de semillas de Brassica carinata contienen diferentes niveles y tipos de glucosinatos que otros miembros de la familia Brassicaceae. Por ejemplo, la semilla de Brassica carinata tiene niveles globales más altos de glucosinatos, donde la forma predominante es la sinigrina, que la Brassica napus, que tiene poca o ninguna sinigrina (Xin y otros, 2014). Por lo tanto, la semilla de Brassica carinata se procesará de manera diferente a otras semillas de Brassica, y no es predecible cómo responderán las semillas de Brassica carinata a las técnicas usadas en otras especies de Brassica.

La presente invención proporciona un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde la temperatura durante el calentamiento es superior a 80 °C, 85 °C, 90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde la duración del calentamiento es de al menos 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28 o 30 minutos, pero inferior a 60, 70, 80, 90 o 100 minutos.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde el proceso comprende además aplicar la presión mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde el proceso comprende además aplicar la presión mediante el uso de un expulsor.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde el proceso comprende además aplicar la presión mediante el uso de una prensa de tornillo.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde el proceso da como resultado una reducción de glucosinolatos superior a 50 %, 55 %, 60 %, 65 %, 70 % o 75 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite, en donde las proteínas de la harina se conservan sustancialmente.

En otra modalidad, la presente invención proporciona un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de la semilla oleaginosa en condiciones de calor moderado y presión negativa.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde la temperatura de calentamiento en la etapa (a) es superior a 80 °C, 85 °C,

90 °C, 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C, 115 °C, 120 °C, 125 °C, 130 °C, 135 °C o 140 °C, pero inferior a 150 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde la duración del calentamiento en la etapa (a) es de al menos 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28 o 30 minutos, pero inferior a 60, 70, 80, 90 o 100 minutos.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además aplicar la presión en la etapa (a) mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además aplicar la presión en la etapa (a) mediante el uso de un expulsor.

En otra modalidad, la presente invención proporciona el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además aplicar la presión en la etapa (a) mediante el uso de una prensa de tornillo.

En el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; la etapa (b) y la etapa

(c) pueden producirse simultánea o secuencialmente.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el tiempo para la etapa (b) y la etapa (c) es superior a 2 min, 5 min, 10 min, 15 min, 20 min, 30 min, 1 h, 2 h, 3 h o 4 h, e inferior a 9 h, 10 h, 11 h o 12 h.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además regular la temperatura durante la etapa (b) y la etapa (c) para evitar que la temperatura supere los 45 °C, 50 °C, 55 °C, 60 °C, 65 °C o 70 °C.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; donde el proceso comprende además llevar a cabo la etapa (b) y la etapa (c) en un recipiente de reacción a presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuya a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además aumentar la temperatura a más de 60 °C, 65 °C, 70 °C, 75 °C, 80 °C, 85 °C o 90 °C, pero a menos de 95 °C, 100 °C, 105 °C, 110 °C o 115 °C, seguido de la etapa (b) y la etapa (c) e incubar posteriormente la fracción de harina de semillas oleaginosas hasta que el contenido de humedad de la fracción de harina de semillas oleaginosas disminuya a menos del 20 %, 18 %, 16 %, 14 %, 12 % o 10 %; y en donde el proceso comprende además llevar a cabo la incubación posterior en un recipiente de reacción a presión negativa de más del 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 98 % o 99 % de vacío y evacuar las sustancias volátiles del recipiente de reacción.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además mezclar continuamente la fracción de harina de semillas oleaginosas y mirosinasa exógena.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además precalentar la fracción de harina de semillas oleaginosas entre 25 °C y 40 °C antes de la etapa (b).

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde el proceso comprende además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua.

Opcionalmente, el proceso puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua; y en donde la harina desgrasada proviene de semillas oleaginosas de una especie de planta de la familia Brassicaceae.

Opcionalmente, el proceso puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua; y en donde la harina desgrasada es de semillas oleaginosas de Sinapis alba o Brassica carinata.

Opcionalmente, el proceso puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua; y en donde la solución desencadenante comprende además ácido ascórbico.

Opcionalmente, el proceso puede comprender además proporcionar la mirosinasa exógena en forma de una solución desencadenante que comprende una suspensión de harina desgrasada en agua; y en donde el proceso comprende además la adición de solución desencadenante a la fracción de harina de semillas oleaginosas en una relación de 0,5:1, 0,55:1, 0,6:1, 0,65:1 o 0,7:1 (p/p) solución desencadenante:fracción de harina de semillas oleaginosas.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas a tratarse en las etapas (b) y (c) se peletiza y homogeniza mediante molienda con martillo hasta un tamaño inferior a 5,66 mm, 4,75 mm, 4,00 mm, 3,36 mm, 2,83 mm o 2,38 mm.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; donde el proceso da como resultado una reducción de glucosinolatos superior a 75 %, 80 %, 85 %, 90 % o 95 %.

Opcionalmente, el proceso descrito en la presente descripción para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata puede comprender: (a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite; (b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y (c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina tratada de semillas oleaginosas en condiciones de calor moderado y presión negativa; en donde las proteínas de la harina se conservan sustancialmente.

Ejemplos

Ejemplo 1. Métodos analíticos para la determinación de glucosinolato (GSL) e isotiocianato de alilo. Se adaptó un método analítico de HPLC a partir de dos publicaciones (Cools y Terry, 2012; Berhow y otros, 2013). Las modificaciones incluyeron la composición de la fase móvil y las condiciones del gradiente para permitir el análisis de la sinigrina y su producto de degradación isotiocianato de alilo en una sola inyección. El sistema analítico estaba compuesto por un sistema HPLC Agilent™ 110 equipado con una bomba binaria, un muestreador automático, un compartimento de columna y un detector de longitud de onda variable, y un programa informático de adquisición de datos y control Chemstation™. La columna de HPLC utilizada fue una columna analítica Waters Xterra™ RP18, 3,5 |jm, 4,6 x 250 mm y se usó un volumen de inyección de 20 jl. Las longitudes de onda de detección usadas fueron 226 nm para la sinigrina y 242 nm para el isotiocianato de alilo. Los estándares de referencia usados fueron sinigrina (Sigma™ S1647) y isotiocianato de alilo (Sigma™ 36682). Las fases móviles usadas fueron Acetonitrilo (Fase A) y H2O DI (Fase B). El suministro de solvente usó un perfil de gradiente como sigue; 0-2,5 min 99 % B, 3-7,5 min 30 % B, 8,5-10 min 99 % B con 1,5 min de retención posterior a la corrida. Para investigar la linealidad de la respuesta, se prepararon calibradores para sinigrina e isotiocianato de alilo a 6 concentraciones que cubren un intervalo de concentración de 5 a 1000 jg/ml (mostrado más abajo).

La inyección de 3 preparaciones separadas de las curvas de calibración de 6 puntos mostró una variabilidad de menos del 10 % tanto para el tiempo de retención como para el área del pico. Se determinaron y optimizaron las condiciones para la extracción de sinigrina de las harinas de semillas y los extractos no mostraron interferencias significativas en los tiempos de retención para ninguno de los analitos y no afectaron la forma del pico. Los parámetros de extracción desarrollados fueron acetonitrilo acuoso al 50 % añadido en una relación de 20:1 a la harina de semillas (por ejemplo, 10 ml de solvente por 500 mg de harina de semillas) y se colocó en un baño de agua en ebullición en recipientes sellados durante 30 min. Las muestras resultantes se centrifugaron, el sobrenadante se diluyó 1:1 con H2O DI y después nuevamente 1:1 con acetonitrilo acuoso al 75 %, y la solución final se filtró antes de la inyección.

Ejemplo 2: Preparación de una fuente de mirosinasa exógena. Harina desgrasada de semillas de Sinapis alba c.v. Andante o Brassica carinata A100 se preparó de la siguiente manera: se molieron 4,5 kg de semilla limpia mediante el uso de una mezcladora Waring™ a velocidad media hasta obtener una harina uniforme (es decir, hasta que no quedaron semillas completas visibles). El contenido de la mezcladora se vació en una bandeja de tamizaje de metal y se colocó sobre una placa de calentamiento ajustada a 80 °C durante 20 minutos. Durante este tiempo, las semillas molidas se mezclaron ocasionalmente para evitar que se carbonizaran. A continuación, la bandeja se retiró del calor y se dejó enfriar a temperatura ambiente. Después se colocaron 400 ml de semilla molida en un frasco de un litro, se añadieron 200 ml de hexano y después el frasco tapado se agitó a mano vigorosamente. Se permitió que las fases se separaran y se eliminó la fase oleosa mientras que la fracción de harina sólida se volvió a extraer tres veces más con 200 ml de hexano como se describe. Después de la extracción final, la harina se sacó del frasco y se dejó secar al aire en una cabina de gases durante toda la noche. La actividad relativa de mirosinasa de las muestras de harina desgrasadas procesadas como anteriormente se estimó al incubar muestras de harina en presencia de sinigrina exógena durante 3, 5, 10 y 15 minutos, extraer la sinigrina y el isotiocianato de alilo como se describe en el Ejemplo 1 y medir la producción de isotiocianato de alilo mediante la estimación de la altura del pico de HPLC. En la tabla siguiente se muestra un ensayo típico.

Los resultados indican que la sinigrina exógena añadida a las muestras de harina de Sinapis alba o Brassica carinata desgrasadas se convierte rápidamente en isotiocianato de alilo en las condiciones del ensayo, lo que confirma la presencia de mirosinasa activa en las muestras procesadas. Debe señalarse que las condiciones usadas para producir la harina desgrasada en este ejemplo se optimizaron para una recuperación máxima de aceite. Experimentos posteriores llevados a cabo para optimizar las condiciones para obtener la máxima actividad mirosinasa han determinado que el calentamiento de muestras de harina recién molidas a 50 °C en lugar de 80 °C da como resultado una mejor conservación de la actividad mirosinasa (datos no mostrados).

Ejemplo 3: Ensayo para la reducción de glucosinolatos a partir de una fuente de harina con alto contenido de glucosinolatos. Se usó un lote de harina de Brassica carinata con alto contenido de glucosinolatos (evaluada como que contiene 100,12 pmol/g de glucosinolato total según se determina mediante el uso del método de la Organización Internacional de Normalización número de referencia ISO 9167-3: 2007 (E) Rapeseed-Determination of glucosinolate content-Parte 3: Spectrometric method for total glucosinolates by glucose release) para probar la capacidad de la solución desencadenante enzimática para reducir el nivel de glucosinolato. Las muestras de esta harina se ajustaron a diversos contenidos de humedad al añadir la solución de harina de Sinapis alba (al 5 % en agua que contenía tampón y ácido ascórbico). Las muestras de harina activadas se incubaron a 55 °C durante 30 min y se extrajeron para el análisis por HPLC del contenido de sinigrina. Como puede verse en la tabla siguiente, los resultados muestran que puede obtenerse una reducción de glucosinolato superior al 80 % mediante el uso del contenido de humedad y la concentración de harina desencadenante que está dentro del intervalo de trabajo anticipado para el procesamiento.

Ejemplo 4: Reducción de glucosinolato llevada a cabo a temperatura ambiente. El experimento descrito en el Ejemplo 3 se repitió a temperatura ambiente mediante el uso de un ajuste de humedad del 30 % y se comparó con el rendimiento de una solución desencadenante mediante el uso de la harina de Brassica carinata preparada previamente (BC/Mayo) o la harina de Sinapis alba preparada previamente (SA/Mayo). Los resultados, resumidos en la tabla siguiente, indicaron que el lote de harina de Brassica carinata desgrasada, preparada como se describe en el Ejemplo 2 para su uso como un agente desencadenante, tenía una actividad de reducción de glucosinolato significativa. El % de reducción de SG es la reducción a los 60 min.

Ejemplo 5: Reducción de glucosinolato llevada a cabo en ausencia de agentes tampones. Dado que la harina producida mediante el uso de este proceso se destina a la alimentación animal, era importante minimizar la adición de compuestos químicos extraños a los componentes del proceso (es decir, solución desencadenante). Por tanto, se evaluó la actividad de las soluciones desencadenantes con y sin la adición de tampones. Los experimentos se llevaron a cabo mediante el uso de un 40 % de humedad y una temperatura de incubación de 60 °C. Los resultados que se muestran en la tabla siguiente indican que la actividad de la solución desencadenante cuando se aplica a la harina seca a un nivel correspondiente al 40 % de humedad no depende en gran medida de la presencia de tampones. El tampón usado fue fosfato de potasio 0,1 M, pH 6,5. El % de reducción de SG es la reducción a los 60 min.

Ejemplo 6: Reducción de glucosinolato en condiciones de desolventización y tostado. Dado que la temperatura de la harina en la etapa de una operación de trituración típica puede variar desde la temperatura de la torta prensada de entrada de ~50 °C hasta la temperatura de operación de desolventización-tostado (DT) de 90 °C, la actividad del proceso de desencadenamiento se evaluó mediante el uso de un gradiente de temperatura que se aproximaría a las condiciones en el DT. Se usó un contenido de humedad de la harina ajustado del 35 % y se aplicó el gradiente de temperatura que se muestra en la tabla siguiente. Los resultados que se muestran a continuación indican que la solución desencadenante puede producir teóricamente una reducción de glucosinolato de la harina superior al 75 % cuando se aplica a través de la boquilla de pulverización en el equipo de desolventización-tostado que está presente en la mayoría de las operaciones comerciales de trituración de semillas.

Temperatura (°C) Tiempo (min)

55 2

65 3

75 3

85 12

Ejemplo 7: Pretratamiento de la harina antes de la reducción de glucosinolatos. El valor analizado de glucosinolato a gran escala se obtuvo de un lote que inicialmente estaba en forma de gránulos. La molienda con martillo se llevó a cabo en las muestras de harina de carinata para producir un tamaño de partícula uniforme antes del procesamiento del lote en un secador Littleford™. La molienda con martillo se llevó a cabo en un molino equipado con un tamiz de 8/64” (Modelo G5HFS1, número de serie 5075, Prater Industries, Chicago IL). La harina de carinata molida con martillo se secó hasta <12 % de humedad y después se empaquetó en sacos a granel antes del procesamiento de eliminación de glucosinolatos.

Ejemplo 8: Procesamiento por lotes de harina para la reducción de glucosinolatos: Se procesaron individualmente 13 lotes de muestras de harina de carinata molidas con martillo para eliminar los glucosinolatos como se describe más abajo. Las características del lote son como se describen en las tablas siguientes. Para cada proceso de lotes, se cargaron aproximadamente 200 kg de harina en el secador al vacío Littleford™ (Littleford Reactor™ modelo FKM600-D 2Z de 600 litros, número de serie 5132, Littleford-Day Inc., Florence, KY). La Figura 2 es un diagrama esquemático del aparato usado para la eliminación por lotes de glucosinolato de la harina de Brassica carinata. La caja de guiones grandes (a) indica el aparato secador al vacío Littleford, que incluye el recipiente de reacción 2 para el tratamiento por lotes de la harina para la eliminación de glucosinolatos. Se puso en marcha el mezclador de arado y la harina se calentó hasta 35 °C. Se cargaron 120 kg de agua suave en un recipiente de mezcla de acero inoxidable 6 de 200 litros y se añadieron 45 g de ácido ascórbico. El cuadro de guiones en la esquina inferior derecha (b) indica el recipiente de mezcla 4 donde se prepara la solución desencadenante. Después de 5 minutos de mezcla, se añadieron 5 kg de harina de Sinapis alba desgrasada (lotes 1 a 12) o harina de Brassica carinata (lote 13) al recipiente de mezcla 4 para formar la solución desencadenante. La solución desencadenante se hizo circular a través del mezclador en línea, que comprende la tubería 20 conectada a una bomba de recirculación 22 aguas abajo del drenaje 24, durante 20 minutos y después se pulverizó en el recipiente de reacción 2 del secador Littleford™, donde se dejó reaccionar con la harina de carinata durante 3 horas. En el lote uno, después de las tres horas de reacción, se aplicó un vacío 46 al recipiente de reacción 2 y la harina se calentó hasta 50 °C durante una hora. Después de una hora de mantenimiento a 50 °C, la harina se calentó a 70 °C -74 °C y se secó hasta un contenido de humedad <12 %. Durante el procesamiento del lote uno, se observó que la reacción era altamente exotérmica, por lo que se decidió eliminar la retención de 1 hora a 50 °C y, en cambio, se hizo circular agua de enfriamiento en la camisa del secador (no visible) desde el inicio de la reacción para permitir el logro de una temperatura máxima a 50 °C -60 °C durante las tres horas de reacción. Desde el lote cinco en adelante, esto se modificó adicionalmente de modo que se aplicó agua de enfriamiento solo una vez que la temperatura en el recipiente de reacción 2 había alcanzado los 35 °C durante la reacción inicial. También desde el lote 3 en adelante, se aplicó vacío desde el inicio de la reacción inicial. Una vez que se completó el procesamiento de todos los lotes, se extrajeron pequeñas muestras para el ensayo de altura del pico de sinigrina, mientras que el resto se empacó para su almacenamiento. Las muestras de harina tomadas de los lotes procesados individuales se extrajeron individualmente y se analizaron por HPLC como se describió en el Ejemplo 1. Los datos de este análisis se resumen en la siguiente tabla.

Como puede verse, todos los lotes procesados dieron reducciones superiores al 80 % en los niveles de glucosinolatos con respecto al material de partida. Se observaron reducciones similares en los lotes 1 al 12, lo que indica que el calor generado por la reacción exotérmica es suficiente para impulsar el proceso y que solo es necesario aplicar enfriamiento para evitar que la temperatura de reacción exceda el techo de 50 °C-60 °C. Además, también era evidente que la solución desencadenante a base de Brassica carinata era equivalente a la solución desencadenante a base de Sinapis alba en términos de su capacidad para catalizar la conversión de glucosinolatos.

Ejemplo 9. Análisis por HPLC del contenido de GLS total de muestras de harina de carinata. El análisis de HPLC cuantitativo de muestras de harina se llevó a cabo en muestras de harina preparadas a partir de la variedad comercial de carinata A110 esencialmente como se describe en Berhow y otros, 2013. Las muestras de harina consistieron en: muestra 1: harina desgrasada preparada a partir de semillas de Brassica carinata A110 como se describe en el ejemplo 2; muestras 2,3: harina de un triturado comercial de semilla de Brassica carinata A110 procesada mediante extracción con hexano como se describió en la sección de antecedentes; muestras 4,5: harina de un triturado comercial de semilla A110 y procesada posteriormente como se describió en el Ejemplo 8.

En la tabla anterior, GTRO es progoitrina, Sinig es Sinigrina, Sina es Sinalbina, GNAP es gluconapina y GNAS es gluconasturtina. Estas moléculas son los diferentes glucosinolatos presentes en las muestras de harina.

Como puede verse en la tabla anterior, la harina preparada a partir de semillas trituradas y desgrasadas en un proceso a escala de laboratorio descrito en el Ejemplo 2 (muestra 1) realizado con un calentamiento mínimo durante el procedimiento, contenía niveles apreciables de glucosinolatos que consistían principalmente en sinigrina (con cantidades menores de gluconapina y gluconasturtina). La harina de la misma variedad de semilla pero preparada a partir de un triturado de semillas comercial (muestras 2, 3) donde la cocción y el desmenuzado se llevaron a cabo a temperaturas elevadas (superiores a 105 °C) mostró una reducción significativa (68 %-82 %) en los niveles de glucosinolatos con respecto a la muestra 1, mientras que los niveles de glucosinolato de harina de la misma variedad de semilla obtenida de un triturado comercial y procesada posteriormente mediante el uso del procedimiento descrito en el Ejemplo 8 (muestras 4, 5) se redujeron aún más de manera que cualquier glucosinolato restante estaba por debajo del límite de detección del ensayo.

Ejemplo 10: Cocción de semillas oleaginosas de carinata desmenuzada. En una trituración a escala de investigación llevada a cabo en semillas de carinata A110, se empleó una etapa de cocción en las semillas desmenuzadas que comprendía calentar a 70 °C a 93 °C.

La cocción es una práctica estándar que se lleva a cabo en la semilla desmenuzada mediante la cual las escamas se pasan a través de cocinas tipo apilable para romper las células de aceite que han sobrevivido a la formación de escamas, reducir la viscosidad del aceite, desnaturalizar las enzimas hidrolíticas y mirosinasa y ajustar la humedad de las escamas antes de prensar. Las temperaturas para la cocción están típicamente en el intervalo de 80-105 °C. Para el triturado, la temperatura se aumentó rápidamente hasta 93 °C y el ciclo se mantuvo durante 15-20 minutos. Después, las semillas de carinata desmenuzadas se sometieron a trituración mediante el uso de un expulsor, seguido de extracción con hexano para recuperar el aceite residual, seguido de las etapas de desolventización y tostado como se describió anteriormente. Se encontró que la harina de carinata producida mediante este proceso tenía niveles de glucosinolato en el intervalo de 110-120 pmol/g.

Ejemplo 11: Cocción de semillas oleaginosas de carinata desmenuzadas a temperaturas elevadas. En una trituración posterior llevada a cabo mediante una trituradora comercial, la cocción se llevó a cabo sobre semillas de carinata desmenuzadas como se describió anteriormente, excepto que la temperatura de la etapa de cocción excedió los 110 °C, 115 °C o 120 °C. A estas temperaturas, se produce una degradación térmica significativa de los glucosinolatos y, de hecho, se encontró que la harina producida mediante esta trituración contenía niveles de glucosinolato de 13-20 pmol/g, significativamente menos de lo que se obtuvo con la temperatura de cocción más baja del procesamiento.

La harina obtenida a través de un triturado comercial como se describe en el párrafo anterior se procesó posteriormente mediante tratamiento por lotes con una fuente exógena de mirosinasa (ver los Ejemplos 7 y 8). Se demostró que la harina resultante contenía niveles de glucosinolatos que estaban por debajo de los niveles de detección del ensayo basado en HPLC (ver la tabla en el Ejemplo 9).

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Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para eliminar la sinigrina de una fracción de harina de una semilla oleaginosa de Brassica carinata que comprende

(a) calentar y aplicar presión a la semilla oleaginosa antes, durante o después de la extracción del aceite.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, en donde la temperatura durante el calentamiento es de 80 °C a 150 °C.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde el proceso comprende además aplicar la presión mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende, además:

(b) tratar la fracción de harina de semillas oleaginosas con mirosinasa exógena para convertir la sinigrina en un isotiocianato volátil; y

(c) eliminar el isotiocianato volátil de la fracción de harina de semillas oleaginosas tratada en condiciones de calor moderado y presión negativa.

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la fracción de harina de semillas oleaginosas es el resultado de la extracción con hexano de semillas oleaginosas.

6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, en donde la extracción con hexano se lleva a cabo opcionalmente en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas, y en donde la cocción se llevó a cabo a una temperatura de 80 °C a 150 °C.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 5 o 6, en donde la extracción con hexano se lleva a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas que se han prensado mediante el uso de un expulsor o una prensa de tornillo.

8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la extracción con hexano se lleva a cabo en semillas oleaginosas cocidas y desmenuzadas, y en donde la torta de harina resultante se somete a desolventización-tostado en un desolventizador-tostador a una temperatura en el intervalo de 95 °C a 115 °C.