ES2902931T3 - Producto lácteo y proceso - Google Patents

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Abstract

Una composición nutricional líquida que comprende (a) de 4-20 % en peso, de un concentrado de proteína de leche empobrecida en calcio (MPC) que se ha sometido a un primer tratamiento térmico a 80 °C-140 °C, durante 1 segundo a 20 minutos durante la preparación de MPC empobrecido en calcio y entre el 15 y el 45 % en peso del calcio eliminado; (b) 0-30 % en peso de grasa; (c) 5-45 % en peso de carbohidratos; en donde la composición nutricional líquida tiene una viscosidad de menos de 0,2 Pa.s (200cP) a una temperatura de 20 °C y una velocidad de cizallamiento de 100 s-1, y tiene una densidad energética de al menos 0,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona 10-40 % del contenido energético total de la composición y en donde la composición nutricional líquida se ha sometido a un segundo tratamiento térmico para aumentar el tiempo de almacenamiento del producto.

Description

DESCRIPCIÓN
Producto lácteo y proceso
Campo de la invención
La invención se refiere a la aplicación de un alimento líquido nutritivo de alto contenido proteico que comprende un ingrediente concentrado de proteína de la leche y polvos reconstituibles preparados a partir de dicha composición. Antecedentes de la invención
La solicitud PCT publicada WO2008/026940 describe el uso de un ingrediente de proteína de leche empobrecido en calcio que se puede aplicar ventajosamente a la estabilización de una variedad de productos alimenticios, especialmente alimentos que contienen grasas. El ingrediente concentrado de proteína de leche empobrecido en calcio (MPC) se puede aplicar en formulaciones a niveles del 0,01 % al 10 % del alimento final. Se describen tales alimentos que contienen una variedad de grasas, niveles de carbohidratos y cantidades variables de minerales, vitaminas, aromatizantes, etc., que se seleccionan del grupo, leche entera, suero de mantequilla, leches rellenas e imitación, leches en polvo y leches rellenas en polvo, polvos de retenidos que contienen grasa, leches reconstituidas, retenidos y cremas, desnatador de café y blanqueador de café, helados, fórmula para bebés, yogur (incluido el preparado, batido y para beber), mousse, sopas, salsas, licores, productos cárnicos, alimentos para mascotas, mayonesa, productos de aperitivo, chocolate, confitería, geles que contienen grasas y similares.
El MPC empobrecido en calcio descrito en la técnica anterior puede tratarse térmicamente y puede tener al menos el 30 % de los cationes divalentes reemplazados con cationes monovalentes, por ejemplo, iones Na o K y la proporción de caseína a proteína de suero puede ajustarse entre 95: 5 a 50:50 en peso.
El MPC empobrecido en calcio descrito en la técnica anterior se describe como útil en la preparación de un "alimento o bebida estabilizada". La descripción anterior enseña que un "alimento o bebida estabilizada" es un alimento o bebida que uno o ambos tienen más textura o es más estable a la separación en diferentes fases que el alimento o bebida correspondiente sin el MPC empobrecido en calcio.
Existe una variedad de alimentos especializados (sustitutos de comidas y/o suplementos alimenticios) para ancianos o convalecientes u otros pacientes que no pueden obtener la nutrición necesaria al comer alimentos normales o que no pueden alimentarse por sí mismos o necesitan ayuda durante la alimentación. Los términos genéricos usados para categorizar estos alimentos son "alimentos médicos, alimentos enterales o nutrición enteral", es decir, alimentos que se toman bajo la supervisión de un profesional médico. En algunas jurisdicciones, los alimentos médicos/nutrición enteral tienen una definición legal. En los EE. UU., el término alimento médico, como se define en la sección 5 (b) de la Ley de Medicamentos Huérfanos (21 USC 360ee (b) (3)) es "un alimento que está formulado para ser consumido o administrado por vía enteral bajo la supervisión de un médico y que esté destinado al tratamiento dietético específico de una enfermedad o afección para la cual se establecen mediante una evaluación médica requisitos nutricionales distintivos, basados en principios científicos reconocidos". En algunas jurisdicciones, dichos alimentos están disponibles para el público solo con receta médica, en otras se pueden adquirir directamente sin receta (OTC).
Las fórmulas enterales se ingieren por vía oral y por sondas. La ingestión oral es útil cuando se necesitan suplementos de nutrientes y tanto el tracto digestivo como el paciente son capaces de tomarlos. La alimentación por sonda es necesaria para los pacientes que necesitan suplementos, pero no pueden recibir nutrición por vía oral. Todos estos alimentos tienen requisitos muy exigentes. Requieren un alto grado de tratamiento térmico para proporcionar esterilidad y estabilidad de vida útil prolongada, alta densidad calorífica, es decir, dosis altamente concentradas de nutrientes, pero al mismo tiempo baja viscosidad para que puedan administrarse fácilmente al paciente y consumirse fácilmente.
Los alimentos líquidos nutricionales también son usados por sujetos sanos como sustitutos de comidas o cuando se requiere un alimento de consumo rápido. Los alimentos nutricionales líquidos son generalmente adecuados para su uso por ancianos o atletas.
Es un objeto de la invención proporcionar un alimento líquido nutricional de baja viscosidad, alta densidad energética y alto contenido de proteínas y/o un polvo reconstituible preparado a partir de dicho alimento nutricional líquido y/o proporcionar al público una opción útil.
El documento WO 2009/072869 A1 describe composiciones enterales de nutrición líquida de alta energía y proteínas que contienen caseína micelar y caseinato.
El documento US 2009/0143301 describe un suplemento nutricional que comprende una fuente de proteína que incluye aislado de proteína de leche y/o proteína de planta de canola junto con métodos de producción y uso en el tratamiento de la deficiencia nutricional.
El documento WO 86/05364 A1 describe un sistema nutricional completo que incluye una mezcla de base y al menos un aromatizante.
El documento US 2008/0206416 describe un método de fabricación de un preparado alimenticio enriquecido con proteínas que contiene proteínas de soja y proteínas de la leche.
El documento US 2003/0054068 A1 describe un método para producir concentrado de proteína de leche modificada con el uso de intercambio catiónico para reemplazar iones divalentes con iones monovalentes.
Descripción de la invención
La presente invención proporciona una composición nutricional líquida de acuerdo con las reivindicaciones, que comprende (a) 4-20 % en peso, de un concentrado de proteína de leche empobrecida en calcio (MPC) que se ha sometido a un primer tratamiento térmico a 80 °C-140 °C, durante 1 segundo a 20 minutos durante la preparación del MPC empobrecido en calcio y se ha eliminado entre el 15 y el 45 % en peso del calcio; (b) 0-30 % en peso de grasa, preferentemente 5-25 % en peso de grasa; (c) 5-45 % en peso de carbohidratos, preferentemente 5-40 % en peso de carbohidratos; en donde la composición nutricional líquida tiene una viscosidad de menos de 0,2 Pa.s (200 cP) a una temperatura de 20 °C y una velocidad de cizallamiento de 100 s_1 y tiene una densidad energética de al menos 0,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona 10-40 % del contenido energético total de la composición y en donde la composición nutricional líquida se ha sometido a un segundo tratamiento térmico para aumentar el tiempo de almacenamiento del producto.
Las características preferidas de la presente invención se establecen en las reivindicaciones dependientes.
El término "composición nutricional líquida" se refiere a una composición acuosa que se administra por vía oral o por otros medios, generalmente mediante alimentación por sonda, al estómago o los intestinos de un paciente. Estos otros medios incluyen alimentación nasogástrica, alimentación gastronómica, alimentación por yeyunostomía, alimentación nasoduodenal y nasoyeyunal y alimentación por duodenostomía. Las composiciones nutricionales líquidas incluyen "alimentos médicos", "nutrición enteral", "alimentos para fines médicos especiales", sustitutos y suplementos de comidas líquidos. Las composiciones nutricionales líquidas de la presente invención proporcionan cantidades significativas de proteínas y carbohidratos y normalmente también grasas. También pueden incluir vitaminas y minerales. Preferentemente, pueden proporcionar comidas equilibradas.
El término "que comprende" como se usa en esta descripción significa "que consiste al menos en parte de". Al interpretar cada enunciado en esta descripción que incluye el término "que comprende", también pueden estar presentes otras características distintas a las anteriores. Los términos relacionados tales como "comprenden" y "comprende" deben interpretarse de la misma manera.
El término "concentrado de proteína de leche" (MPC) se refiere a un producto de proteína de leche en el que más del 40 %, preferentemente más del 50 %, con mayor preferencia más del 55 %, con la máxima preferencia más del 70 % de sólidos no grasos (SNF) es proteína de leche (en peso) y la proporción en peso de caseína a proteínas de suero está entre aproximadamente 95:5 y aproximadamente 50:50, preferentemente entre 90:10 y 70:30, con la máxima preferencia entre 90:10 y 80:20. Tales concentrados son conocidos en la técnica. Los MPC se describen con frecuencia con el % de materia seca como proteína de la leche que se agrega a "MPC". Por ejemplo, MPC70 es un MPC con el 70 % de la materia seca como proteína de la leche. Generalmente, los MPC se preparan mediante procesos que invocan la ultrafiltración para preparar una corriente enriquecida en caseína o una corriente enriquecida en proteína de suero. Las corrientes se pueden mezclar para lograr las proporciones deseadas de caseína a proteína de suero. Alternativamente, el concentrado de proteína de leche se puede preparar mediante la mezcla de una corriente de leche desnatada con una corriente de concentrado de proteína de suero preparada por ultrafiltración, tratamiento de la corriente de leche desnatada o la corriente combinada mediante intercambio catiónico y opcionalmente concentración o secado.
Los MPC empobrecidos en calcio son MPC en los que el contenido de calcio es menor que el correspondiente MPC no empobrecido. Estos productos generalmente también tienen un contenido más bajo de otros cationes divalentes, por ejemplo, magnesio, que los productos correspondientes no empobrecidos. Generalmente, para los propósitos de esta invención, las referencias a la eliminación de calcio implican la eliminación de otros cationes divalentes que incluyen magnesio presente en la leche, MPC o composición nutricional a menos que se indique lo contrario.
Para el propósito de la presente descripción, la viscosidad se mide a 20 °C con el uso de un reómetro tal como un instrumento Anton Paar con el uso de un conjunto de taza y plomada a una velocidad de cizallamiento de 100 s-1, a menos que se indique lo contrario.
A los efectos de la presente descripción, las densidades energéticas se miden mediante cálculo con el uso de valores caloríficos estándar de los componentes alimentarios.
Para los propósitos de la presente descripción, las concentraciones de proteína se miden mediante análisis de Kjeldahl del nitrógeno total.
El término "iones de calcio" se usa ampliamente e incluye calcio iónico y calcio coloidal a menos que el contexto requiera lo contrario.
El término "iones de magnesio" se usa ampliamente e incluye magnesio iónico y magnesio coloidal a menos que el contexto requiera lo contrario.
El término "cargado sustancialmente con una sola especie" indica que una resina tiene al menos el 90 % de los iones intercambiables como una sola especie, preferentemente al menos el 95 %. En particular, el término indica que la resina no se prepara mediante la mezcla de resinas que portan diferentes especies o que la resina se ha sometido a un tratamiento calculado para proporcionar carga con más de un tipo de ion. En este aspecto de la invención se contempla, por ejemplo, que una pequeña proporción de los cationes unidos a una resina de intercambio catiónico puede ser resistente al intercambio con el catión deseado.
El término "caseinato" se refiere a un compuesto químico de caseína y un ion metálico producido por precipitación ácida de caseína seguida de resolubilización con álcali que comprende el ion metálico. El MPC estándar contiene micelas de caseína concentradas. Como consecuencia del tratamiento de empobrecimiento de calcio de esta invención, el ingrediente MPC empobrecido en calcio resultante no contiene micelas de caseína originales (nativas), pero contiene complejos de caseína-calcio-sodio/potasio-fosfato. Estos complejos son diferentes de las micelas de caseína originales, debido enteramente a la sustitución del calcio por sodio/potasio. También son diferentes de los agregados de caseinato de calcio y las soluciones de caseinato de sodio en que los complejos de la invención contienen fosfato mientras que los caseinatos contienen niveles de fosfato sustancialmente reducidos que surgen de la precipitación ácida de la caseína, su lavado y posterior resolubilización.
El solicitante ha descubierto que el ingrediente MPC empobrecido en calcio se puede aplicar ventajosamente en composiciones nutricionales líquidas en donde el MPC empobrecido en calcio confiere el beneficio sorprendente de baja viscosidad. El ingrediente MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente es especialmente útil porque proporciona baja viscosidad a los alimentos administrados por vía oral o enteral, ya que puede administrarse fácilmente por flujo a través de un tubo o por la boca.
Los alimentos nutricionales líquidos son a menudo densos en calorías porque contienen nutrientes tales como grasas, proteínas y carbohidratos en niveles y combinaciones para alcanzar valores calóricos de al menos 0,5 kcal/g o kcal/ml. En el grupo de los alimentos médicos o entéricos se conocen densidades caloríficas de hasta 3 kcal/g o incluso superiores. Tales densidades caloríficas elevadas son difíciles de conseguir con baja viscosidad y suficiente proteína.
Preferentemente, la composición nutricional líquida comprende 5-20 % de proteína, con mayor preferencia 5-15 %. Además, la composición nutricional líquida comprende 4-20 % del MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente.
Preferentemente, el contenido de grasa es del 1 al 30 % en peso, con mayor preferencia del 5 al 20 %, con la máxima preferencia de entre el 5 % y el 15 %.
El contenido de carbohidratos es del 5 al 45 %. Preferentemente, el contenido de carbohidratos es del 5 al 40 %, con mayor preferencia del 10 al 35 %, con la máxima preferencia del 20 al 30 %.
La formulación del alimento nutricional líquido también puede contener una amplia variedad de vitaminas y minerales necesarios para mantener a los pacientes nutricionalmente durante largos períodos de tiempo, y componentes menores tales como antioxidantes, aromatizantes y colorantes. Las cantidades de vitaminas y minerales a usar son preferentemente las típicas de los productos sustitutos de comidas conocidos por los expertos en la técnica. También se conocen las necesidades micronutricionales de varios subgrupos de la población.
Típicamente, los ingredientes no grasos secos se dispersan en agua, se dejan hidratar, se mezclan y luego se mezclan vigorosamente con grasa. En un ejemplo, el azúcar (carbohidrato) y la proteína se mezclan para ayudar en la dispersión y solubilización de las proteínas. Mientras que las mezclas de proteínas y azúcares (carbohidratos) son el método preferido de dispersión y solubilización, las mezclas de proteínas y grasas también pueden usarse para mejorar la dispersión y solubilización.
Los componentes de la composición se homogeneizan típicamente para reducir el tamaño de las gotas de grasa/aceite y formar una emulsión de aceite en agua y luego se tratan térmicamente para lograr la esterilidad.
La mezcla para formar la composición alimentaria estabilizada implica la aplicación de fuerzas de corte para reducir el tamaño de las gotas preferentemente a un promedio de menos de 50 micras según lo categorizado por el parámetro de tamaño de partícula promedio ponderado en volumen [D4,3], con mayor preferencia menos de 20 micras, incluso con mayor preferencia menos de 2 micras, con la máxima preferencia menos de 1 micra. Para algunos ejemplos, se puede usar una agitación de alto cizallamiento, por ejemplo, en una batidora de paletas (por ejemplo, una batidora Ultra Turrax o Waring).
Se usan dos tratamientos térmicos en la preparación de la composición nutricional líquida. El primer tratamiento se aplica en la preparación de MPC empobrecido en calcio. El segundo tratamiento es un tratamiento térmico de la composición nutricional líquida después de que se haya preparado. El primer tratamiento es necesario para proporcionar la solubilidad y estabilidad térmica satisfactorias con el fin de impartir las propiedades de viscosidad requeridas al MPC empobrecido en calcio. El segundo es para aumentar el tiempo de almacenamiento del producto y minimizar el potencial de crecimiento de microorganismos no deseados. Se pueden usar otros procesos no térmicos de la técnica conocida para inhibir la actividad microbiológica en la composición nutricional líquida.
El MPC empobrecido en calcio se calienta en el intervalo de temperatura 80-140 °C, preferentemente 80-120 °C, y se mantiene a la temperatura determinada durante 1 segundo a 20 minutos. Se pueden usar tiempos de tratamiento más cortos a temperaturas más altas.
Se pueden usar varios tratamientos térmicos de la composición nutricional líquida. Se prefiere el tratamiento térmico ultra alto (UHT). Las condiciones típicas de UHT son de 140 a 150 °C durante 2 a 5 segundos. Otro proceso usado para garantizar la esterilidad es el tratamiento térmico en retorta, a menudo entre 120 y 130 °C durante 10 a 20 minutos. Se conocen otras combinaciones de tratamiento térmico equivalente. Para lograr la esterilidad requerida, las proteínas deben ser estables a las condiciones del tratamiento térmico. Se ha descubierto que el ingrediente MPC empobrecido en calcio es sorprendentemente estable a los tratamientos térmicos requeridos. La composición nutricional líquida calentada se puede homogeneizar (o volver a homogeneizar) de manera útil para estabilizar el producto. En un ejemplo alternativo, la homogeneización de la composición nutricional se puede llevar a cabo antes del tratamiento térmico final o se puede realizar como parte del tratamiento térmico final, por ejemplo, durante una etapa inicial, parcial o de precalentamiento.
El MPC empobrecido en calcio se seca preferentemente y luego se vuelve a disolver en la composición a emulsionar o en un componente acuoso de la misma. Preferentemente, el MPC tiene al menos 55 % (en base a humedad y sin grasa), con mayor preferencia al menos 70 % de proteína y con la máxima preferencia al menos 80 % de proteína. El MPC preferentemente tiene 15-45 %, con mayor preferencia 25-40 %, con la máxima preferencia 25-35 % de calcio reemplazado por cationes monovalentes, incluso con mayor preferencia 30-35 % de calcio reemplazado con cationes monovalentes, con la máxima preferencia aproximadamente 35 %. Esta preferencia puede variar dependiendo de la formulación requerida por el usuario final. Los cationes preferidos son sodio y potasio.
Cuando se eliminan del 15 al 45 % de los iones de calcio, es el porcentaje eliminado del MPC en relación con el de un MPC que no se ha sometido a una etapa de eliminación de calcio. Un MPC estándar que se prepara a pH aproximadamente neutro mediante ultrafiltración y diafiltración en este contexto no ha perdido calcio.
Los MPC líquidos empobrecidos en calcio (sin secar) también se pueden usar con las mismas características de concentración de proteína y calcio que se definen para el ingrediente seco.
El MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente, o la composición nutricional líquida, puede tratarse con una enzima para reducir más la concentración de lactosa, por ejemplo, mediante un tratamiento con beta-galactosidasa. Preferentemente, el MPC empobrecido en calcio se seca hasta un contenido de humedad de menos del 5 %, o un nivel de actividad del agua que facilita el almacenamiento del ingrediente seco durante varios meses sin un deterioro indebido.
En algunos ejemplos, el MPC empobrecido en calcio se puede mezclar con al menos otro ingrediente para producir una combinación. Preferentemente, la mezcla es una mezcla seca. Las mezclas útiles incluyen mezclas de MPC empobrecido en calcio con concentrados de proteína de suero (WPC).
Los MPC preferidos tienen calcio que se manipula mediante un método de intercambio catiónico. La fabricación y aplicación de estos MPC empobrecidos en calcio se han descrito previamente en la patente de EE. UU. 7,157,108, la solicitud publicada PCT WO2008/026940 y la solicitud de patente publicada de EE. UU. 2010/0021595.
En aquellos aspectos en los que la manipulación del calcio es por acidificación y posterior diálisis y/o ultrafiltración y/o diafiltración, el pH se ajusta para que esté en el intervalo de 4,6-7,5, preferentemente 4,6-7,2, con mayor preferencia 4,6-6,7, con la máxima preferencia 4,8-6,5. La membrana elegida generalmente tiene un límite de peso molecular nominal de 10 000 Daltons o menos. Una membrana de ultrafiltración preferida es una membrana tipo Koch S4 HFK 131 con un límite de peso molecular nominal de 10000 Daltons. El ajuste del pH se puede realizar con cualquier ácido adecuado para ajustar el pH de un alimento o bebida, por ejemplo, HCl diluido, H2SO4 diluido, ácido acético diluido, preferentemente ácido cítrico diluido. Para este método, se prefiere neutralizar la solución para obtener un pH de 6,4 a 7,0 después de la manipulación del calcio y con mayor preferencia después del tratamiento de intercambio iónico. Esta neutralización se lleva a cabo preferentemente antes de cualquier etapa de secado. Cuando la manipulación de calcio se realiza mediante la adición de un agente quelante, los agentes quelantes preferidos para su uso incluyen ácido cítrico, EDTA, fosfatos/polifosfatos alimentarios, acidulantes alimentarios, ácido tartárico, citratos y tartratos. Los agentes quelantes preferidos son los agentes acidulantes de alimentos. Los agentes quelantes pueden usarse antes, durante o después de las etapas de ultrafiltración o diafiltración o independientemente de una ultrafiltración o diafiltración.
Preferentemente, el MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente comprende al menos 51 % en peso de la proteína de la composición, preferentemente al menos 70 %, preferentemente al menos 90 %, con la máxima preferencia 100 %. El uso del 100 % es particularmente ventajoso ya que ofrece la ventaja de que solo se requiere una única fuente de proteína fácil de manipular.
El ingrediente MPC empobrecido en calcio se puede preparar a partir de una mezcla de MPC, algunos con niveles altos de empobrecimiento de calcio (por ejemplo, 45-100 %) y algunos con niveles bajos o sin empobrecimiento (por ejemplo, 0-15 %) como se enseña en el documento US 7,157,108.
Otras proteínas que pueden incluirse en cantidades de hasta el 49 % incluyen proteínas de suero, preferentemente proporcionadas a partir de un concentrado de proteína de suero que comprende al menos el 50 %, preferentemente al menos el 80 %, de sólidos totales como proteína. Preferentemente, la proteína de suero se prepara para minimizar su tendencia a gelificarse (por ejemplo, mediante métodos como los descritos en las solicitudes copendientes PCT/NZ2010/000072 y US 61/169,437).
La grasa usada puede ser grasa vegetal o grasa animal, que incluye grasa láctea y aceites de pescado. A menudo se prefieren los aceites vegetales debido a su facilidad de formulación y menor contenido de ácidos grasos saturados.
Los aceites vegetales ilustrativos incluyen aceite de canola (colza), aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de oliva o de soja.
La composición nutricional líquida también puede incluir emulsionantes tales como lecitina de soja o fosfolípidos y similares además del MPC empobrecido en calcio, que actúa como un emulsionante como se describe en el documento WO 2008/026940.
El carbohidrato usado típicamente comprende carbohidratos digeribles como el 75-100 % del carbohidrato. El carbohidrato puede comprender monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos y mezclas de los mismos. Se usan típicamente oligosacáridos de glucosa. Varios de estos están disponibles comercialmente como maltodextrina (3-20 DE) o jarabe de maíz para los carbohidratos de cadena más larga (>20 DE). También se pueden incluir carbohidratos no digeribles, por ejemplo, fructooligosacáridos, inulina y galactooligosacáridos. Estos están típicamente presentes en cantidades de 0,2-5 % de la composición.
En algunos aspectos, la composición nutricional líquida es una composición nutricionalmente completa o un líquido o polvo de alta energía para el desayuno u otros momentos del día.
En algunos aspectos, la composición nutricional líquida contiene nutrientes que incluyen vitaminas y minerales. Los requerimientos diarios recomendados de vitaminas y minerales pueden especificarse para varios subgrupos de la población. Ver, por ejemplo, Ingestas Dietéticas de Referencia: RDA e IA para vitaminas y elementos, la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, Instituto de Medicina, Junta de Alimentos y Nutrición (2010), tablas de ingestas recomendadas para bebés de 0-6 años, 6-12 meses, niños 1-3 y 4-8 años, adultos varones (6 clases de edad), mujeres (6 clases de edad), embarazadas (3 clases de edad) y lactantes (3 clases de edad). Las concentraciones de nutrientes esenciales en la composición nutricional líquida se pueden adaptar al tamaño de porción preferido para un subgrupo particular o afección médica o aplicación, de modo que los requisitos de nutrición y facilidad de administración se puedan cumplir simultáneamente.
La viscosidad de la composición nutricional enteral líquida es preferentemente menor que 0,15 Pa.s (150 cP), con mayor preferencia menor que 0,13 Pa.s (130 cP), incluso con mayor preferencia menor que 0,12 Pa.s (120 cP), con la máxima preferencia menor que 0,09 Pa.s (90 cP).
El pH del MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente es preferentemente de 6,0 a 7,0, preferentemente de 6,4 a 7,0, con la máxima preferencia de 6,8 a 7,0. El pH de la composición nutricional líquida es preferentemente 6,4-7,1, preferentemente 6,6-7,0, con mayor preferencia 6,8-7,0.
Una composición nutricional líquida particularmente preferida comprende 4-15 % en peso de MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente, 10-35 % de carbohidratos y 5-15 % de grasa, en donde la composición nutricional tiene una viscosidad de menos de 200 cP, una densidad energética de al menos 0,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona 10-40 % del contenido total de energía de la composición, en donde el MPC empobrecido en calcio se ha sometido a un tratamiento térmico hasta al menos 80 °C y tiene 25-35 % del calcio reemplazado por potasio o sodio.
También se prefiere una composición líquida que comprende 4-15 % en peso de MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente, 10-35 % de carbohidratos y 5-15 % en peso de grasa, en donde la composición nutricional tiene una viscosidad de menos de 200 cP, una densidad energética de al menos 1,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona el 10-30 % del contenido energético total de la composición, en donde el MPC empobrecido en calcio se ha sometido a un tratamiento térmico hasta al menos 80 °C y tiene un 25-35 % del calcio reemplazado por potasio o sodio.
En modalidades preferidas, la invención proporciona una composición en polvo obtenida mediante secado de una composición nutricional líquida como se describe en el presente documento. Preferentemente, el polvo seco se puede preparar mediante secado por pulverización.
Breve descripción de la figura
La Figura 1 muestra la estabilidad térmica (determinada por el tiempo de agregación/coagulación en minutos) de MPC estándar (■) y MPC de baja viscosidad (♦) (a 140 °C) a valores de pH en el intervalo de 6,3-7,1.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos ilustran adicionalmente la práctica de la invención.
Los materiales usados en los siguientes experimentos se codifican de acuerdo con el detalle a continuación.
MPC estándar (MPC 4850, Fonterra Co-operative Group Ltd., Auckland, Nueva Zelanda)
MPC de esta invención (MPC de baja viscosidad, Fonterra Co-operative Group Ltd., Palmerston North, Nueva Zelanda). Las composiciones de los ingredientes MPC se resumen en la Tabla 1.
Aceite de maíz - suministrado por NZ Bakels Ltd., Auckland, Nueva Zelanda
Lecitina - suministrada como Topcitina NGM Lecitina de soja líquida - por Cargill, Incorporated Minneapolis, MN, Estados Unidos
Maltodextrina - suministrada como MALTRIN M180 (Equivalente de Dextrosa 18,5) - Grain Processing Corporation, Iowa, EE. UU.
Sacarosa - suministrada como Azúcar Extra Fina Chelsea - Fabricante: NZ Sugar Co Ltd., Auckland, Nueva Zelanda.
Tabla 1 Resumen de la Composición de los MPC usados
Material MPC estándar MPC de baja
viscosidad
Proteína (%) 83 83
Calcio (%) 2,2 1,5
Sodio (%) 0,08 1,0
Ejemplo 1 Estabilidad térmica de MPC de baja viscosidad en solución acuosa
Se prepararon tres lotes de retenido de MPC empobrecido en calcio al 35 % como se describe en el documento US7157108 y se dominó MPC85 de baja viscosidad. En cada caso, el retenido de MPC empobrecido en calcio se trató térmicamente a una combinación de temperatura/tiempo de 90 °C/4 s y luego se evaporó y se secó para producir el ingrediente MPC85 de baja viscosidad que se usó en todos los ejemplos.
Una solución de proteína al 5 % de polvo de MPC85 estándar o de baja viscosidad se agitó a 60 °C y se dejó hidratar durante 30 minutos. Se tomaron submuestras de la solución en lotes de 30 ml y se ajustó el pH en el intervalo de 6,3 -7,1. Para la prueba de estabilidad térmica, se transfirieron alícuotas de 1 ml de las soluciones con pH ajustado a tubos de vidrio. Los tubos de vidrio se colocaron en un baño de aceite a 140 °C y se observaron visualmente para detectar agregación y/o coagulación.
Material/Equipo
Baño de agua controlado a 60±1 °C
Vasos de precipitados de acero inoxidable (500 ml)
Agitadores mecánicos y paletas
Botes de pesaje o vasos de precipitados pequeños
Un temporizador
Pipetas de transferencia
Balanza analítica que pesa hasta 4 decimales
Pipetas de 1-200 pl, 1 ml y 10 ml
Agitadores magnéticos
medidor de pH
frascos de muestra de 50 ml
Reactivos HCl 1 M y NaOH 1 M
Baño de aceite a 140 °C para pruebas de estabilidad térmica
Tubos de muestra de vidrio resistentes al calor de 8 ml
Guantes o tenazas resistentes al calor para manipular
Procedimiento
I . Se calentó previamente un baño de agua a 60 °C.
2.Se pesó y registró el peso de un vaso de precipitados de acero inoxidable.
3.Se pesa la cantidad necesaria de agua desmineralizada para obtener una solución de proteína al 5 % por un total de 400 g.
4.Se colocó un vaso de precipitados en un baño de agua con un agitador superior y se dejó calentar el contenido a 60 °C.
5.Se pesaron 24 g de proteína en polvo (teniendo en cuenta el % total de proteína en polvo) para una solución de proteína al 5 % por un total de 400 g.
6. El agua se agitó hasta un vórtice profundo y el polvo se añadió lentamente.
7. Una vez que se hubo añadido todo el polvo, se redujo la velocidad de mezcla y se dejó que la mezcla se hidratara durante 30 minutos.
8.Se detuvo el agitador y se volvieron a pesar el vaso de precipitados y el contenido después de 30 min de hidratación. La solución se completó hasta 400 g con el uso de agua RO y se mezcló completamente. Se tomaron submuestras como alícuotas de 30 ml de la solución en recipientes de muestra.
9.Se ajustó el pH de cada muestra en el intervalo de 6,3 - 7,1 con el uso de HCl o NaOH 1 M con agitación constante. El baño de aceite se calentó previamente a 140 °C.
10. Se transfirió 1 ml de cada muestra a un tubo de vidrio transparente para la prueba de estabilidad térmica. Se tuvo cuidado para asegurar que las muestras no tocaran las paredes del frasco de muestras y se colocaran directamente en el fondo.
I I . Las muestras en el baño de aceite se mantuvieron a 140 °C con el uso del agitador. Tan pronto como las muestras se colocaron en el baño de aceite, se pusieron en marcha el temporizador y el agitador.
12. Las muestras se observaron visualmente y se registró el tiempo de agregación/coagulación de la muestra.
Los resultados se muestran en la Figura 1 y muestran que el MPC de baja viscosidad tuvo mayor estabilidad a altas temperaturas a los pH probados que el control no inventivo.
Ejemplo 2: Rendimiento de MPC de baja viscosidad en una formulación modelo - Proceso UHT
Se prepararon tres lotes de la formulación nutricional modelo de acuerdo con el método detallado a continuación, con el uso de las tres muestras del polvo de MPC85 de baja viscosidad descritas en el Ejemplo 1 y se denominaron Ensayos 1, 2 y 3.
1.Se pesó agua desmineralizada a 60 °C (36 kg) en el recipiente de mezcla con camisa
2.Se añadió proteína en polvo (7,1 kg de MPC85 de baja viscosidad) en agua continuamente agitada y se hidrató durante 60 minutos mientras se agitaba continuamente.
3.Se añadió y mezcló una mezcla de carbohidratos (18,2 kg) que comprendía maltodextrina (5,7 kg) y sacarosa (12,5 kg).
4. La mezcla mineral que incluía cloruro de potasio (56,6 g), citrato de potasio (271,9 g), cloruro de magnesio (126,8 g) y fosfato de calcio (4,6 g) se disolvió previamente en una pequeña cantidad de agua. A continuación, se añadió la solución mineral a los ingredientes en el recipiente de mezcla con camisa y se mezcló.
5. El aceite vegetal (5,5 kg) se calentó en un recipiente separado a 60 °C. La lecitina de soja (91 g) se calentó y luego se añadió al aceite y esta mezcla se transfirió a los otros ingredientes que ya estaban en el recipiente de mezcla con camisa, seguido de mezcla durante 5 min.
6. La mezcla preparada en el recipiente de mezcla con camisa se pasó a través de un homogeneizador de dos etapas (200/50 Bar).
7. La solución homogeneizada se enfrió a 25 °C y el pH se ajustó a pH objetivo 6,8 con KOH.
8. La mezcla se procesó por UHT a aproximadamente 145 °C durante 4 o 5 segundos a un caudal de producto de 1201/h y luego se empaquetó asépticamente. La temperatura de precalentamiento estuvo entre 83-85 °C y se logró con el uso de un intercambiador de calor de placas. El producto se mantuvo durante 30 segundos a esta temperatura. La temperatura final del tratamiento térmico se elevó luego a 144-145 °C con el uso de inyección directa de vapor. Después del tubo de retención, la primera etapa de enfriamiento fue a 86­ 87 °C con el uso de un recipiente de evaporación instantánea y el enfriamiento final fue a aproximadamente 24-25 °C con el uso de un intercambiador de calor de placas. El producto se envasó inmediatamente a aproximadamente 24-25 °C en botellas de vidrio de 250 ml y se tapó.
9.La viscosidad, el pH y el tamaño de partícula del producto final se midieron dentro de los 7 días posteriores al tratamiento térmico UHT. Las muestras restantes se almacenaron a 30 °C durante varios meses y se evaluaron a los 1, 3, 6 y 9 meses. La viscosidad se midió a 20 °C a 100 s-1 con el uso de un reómetro Anton Paar Physica MCR301 equipado con taza y plomada. Los resultados de las pruebas se resumen en la Tabla 2. El pH se midió con el uso de métodos estándar a 20 °C y el tamaño medio de partículas (caracterizado por [D4,3]) se determinó por difracción láser con el uso de un analizador de tamaño de partículas Malvern (Mastersizer 2000, Malvern Instruments Ltd, Malvern, Reino Unido).
Los resultados de la viscosidad se comparan en la Tabla 2. Los resultados muestran que después del tratamiento térmico, las viscosidades fueron inferiores a 75 cP a 20 °C para los 3 ensayos repetidos.
Tabla 2 Resultados del almacenamiento de muestras tratadas con UHT mantenidas a 30 °C
Figure imgf000009_0002
Después de 9 meses de almacenamiento a 30 °C, la crema y las capas de sedimentación se evaluaron visualmente como ligeras. Todas las muestras fueron comercialmente aceptables.
Ejemplo 3 Rendimiento de MPC de baja viscosidad en una formulación modelo: Proceso de retorta
Se prepararon nuevamente tres muestras de la formulación nutricional modelo a partir de los lotes de polvo de MPC85 de baja viscosidad descritos anteriormente. En este ejemplo, las etapas 1-7 y 9 fueron como en el Ejemplo 2 excepto que después de la homogeneización en la etapa 7, las muestras se empaquetaron en latas de 210 ml, se llenaron y sellaron. La etapa 8 usó retorta en lugar de UHT como tratamiento térmico. En la retorta, el tratamiento de esterilización de las latas llenas fue de 121 °C durante 10 minutos. La retorta usó un tratamiento térmico de vapor presurizado seguido de enfriamiento con agua de inmersión total a 50 °C, luego el enfriamiento se completó mediante almacenamiento a temperatura ambiente.
Los resultados de las pruebas se resumen en la Tabla 3. Muestran que después del tratamiento térmico, las viscosidades fueron inferiores a 0,12 Pa.s (120 cP) a 20 °C para los 3 ensayos repetidos.
Tabla 3 Resultados del almacenamiento de muestras en retorta mantenidas a 30 °C
Figure imgf000009_0001
Después de 9 meses de almacenamiento a 30 °C, la crema y las capas de sedimentación se evaluaron visualmente como ligeras. Todas las muestras fueron comercialmente aceptables.
En esta descripción, los porcentajes se expresan en peso, a menos que el contexto indique lo contrario.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Una composición nutricional líquida que comprende
(a) de 4-20 % en peso, de un concentrado de proteína de leche empobrecida en calcio (MPC) que se ha sometido a un primer tratamiento térmico a 80 °C-140 °C, durante 1 segundo a 20 minutos durante la preparación de MPC empobrecido en calcio y entre el 15 y el 45 % en peso del calcio eliminado;
(b) 0-30 % en peso de grasa;
(c) 5-45 % en peso de carbohidratos;
en donde la composición nutricional líquida tiene una viscosidad de menos de 0,2 Pa.s (200cP) a una temperatura de 20 °C y una velocidad de cizallamiento de 100 s-1, y tiene una densidad energética de al menos 0,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona 10-40 % del contenido energético total de la composición y
en donde la composición nutricional líquida se ha sometido a un segundo tratamiento térmico para aumentar el tiempo de almacenamiento del producto.
2. Una composición como se reivindica en la reivindicación 1, en donde la composición comprende 5-25 % en peso de grasa.
3. Una composición como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, en donde el contenido de carbohidratos es del 5 al 40 % en peso.
4. Una composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde el MPC empobrecido en calcio tiene un 25-40 % en peso del calcio reemplazado por potasio o sodio.
5. Una composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el empobrecimiento de calcio del MPC es por intercambio catiónico con potasio o sodio.
6. Una composición como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el MPC (en base a humedad y sin grasa) comprende al menos 70 % en peso de proteína.
7. Una composición como se reivindica en la reivindicación 1 que comprende 4-15 % en peso de MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente, 10-35 % en peso de carbohidratos y 5-15 % en peso de grasa, en donde la composición nutricional tiene una viscosidad de menos de 0,2 Pa.s (200 cP), una densidad energética de al menos 0,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona 10-40 % del contenido energético total de la composición, en donde el MPC empobrecido en calcio tiene 25-35 % en peso del calcio reemplazado por potasio o sodio, preferentemente en donde la composición nutricional líquida se calienta a 140 °C-150 °C durante 2-5 segundos a 120 °C-130 °C durante 10-20 minutos.
8. Una composición como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el calcio eliminado del concentrado de proteína de leche (MPC) ha sido reemplazado por sodio o potasio; y la densidad energética es de al menos 1,5 kcal/ml, y la proteína proporciona 10-30 % del contenido energético total de la composición.
9. Una composición como se reivindica en la reivindicación 8, en donde el MPC empobrecido en calcio tiene entre 25-40 % en peso de calcio reemplazado por potasio o sodio.
10. Una composición como se reivindica en la reivindicación 8 o 9, en donde el MPC (en base a humedad y sin grasa) comprende al menos un 70 % en peso de proteína.
11. Una composición como se reivindica en la reivindicación 1 que comprende 4-15 % en peso de MPC empobrecido en calcio tratado térmicamente, 10-35 % en peso de carbohidratos y 5-15 % en peso de grasa, en donde la composición nutricional tiene una viscosidad de menos de 0,2 Pa.s (200 cP), una densidad energética de al menos 1,5 kcal/ml, y en donde la proteína proporciona 10-30 % del contenido energético total de la composición, en donde el MPC empobrecido en calcio tiene 25-35 % en peso del calcio reemplazado por potasio o sodio.
12. Una composición en polvo obtenida mediante secado de una composición como se reivindica en la reivindicación 1.
13. Una composición en polvo como se reivindica en la reivindicación 12, en donde el secado es por atomización.
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