ES2908858T3 - Una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, así como un procedimiento de fabricación de una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria - Google Patents

Una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, así como un procedimiento de fabricación de una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria Download PDF

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Abstract

Una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, caracterizada por que contiene al mismo tiempo el autolisado obtenido a partir de una suspensión de levadura residual y fibra alimentaria obtenida a partir de bagazos de cerveza fragmentados.

Description

DESCRIPCIÓN
Una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, así como un procedimiento de fabricación de una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria
La presente invención se refiere a una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria y un procedimiento para fabricar una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria para su aplicación como nutracéutico para cada grupo de edad.
La fibra alimentaria, así como los aminoácidos esenciales, son muy importantes para el correcto funcionamiento del organismo.
La fibra alimentaria tiene muchas propiedades que son beneficiosas para la salud, que incluyen:
- un efecto positivo sobre el metabolismo de los carbohidratos al disminuir las concentraciones de glucosa en plasma;
- aumento de la sensación de saciedad después de una comida como resultado del llenado del estómago;
- mejora del metabolismo de los lípidos al disminuir las concentraciones de colesterol total y triglicéridos;
- la fibra alimentaria hinchada se mueve desde el estómago hasta los intestinos, donde estimula el peristaltismo intestinal y el proceso de digestión;
- un efecto desintoxicante natural. Mientras se hincha en el tracto digestivo, se une a muchas toxinas y productos nocivos del metabolismo y la fermentación intestinal.
Los aminoácidos son esenciales para el correcto funcionamiento del organismo. Se pueden dividir en aminoácidos esenciales (exógenos), que no pueden ser sintetizados por el organismo humano y por lo tanto deben suministrarse en cantidades adecuadas en la dieta (leucina, isoleucina, valina, lisina, treonina, metionina, fenilalanina y triptófano) y aminoácidos condicionalmente esenciales, que no se sintetizan en cantidades adecuadas en los lactantes o en los enfermos y deben suministrarse a través de la dieta (histidina y arginina). Participan en la síntesis de sustancias importantes para la salud, tales como hormonas (por ejemplo, insulina, tiroxina y adrenalina), fluidos corporales, enzimas y neurotransmisores que transmiten impulsos eléctricos en el cerebro. Los aminoácidos también facilitan la regeneración de células, músculos, piel y órganos internos dañados. Durante la actividad física intensa, los aminoácidos se convierten en material de construcción para los músculos y en una fuente de energía, por lo que los toman las personas que practican deportes. Debido a estas propiedades, los aminoácidos se usan en el tratamiento de personas que padecen pérdida de masa muscular (por ejemplo, ancianos, pacientes postrados en cama o inmovilizados). Típicamente, la deficiencia de aminoácidos es causada por una dieta inadecuada, por ejemplo, comer comidas bajas en proteínas o una dieta vegetariana, pero también puede ser causada por una enfermedad. La falta de aminoácidos, por ejemplo, cisteína, se manifiesta por una inmunidad comprometida y una quema de grasa deteriorada. La deficiencia se puede reponer con preparaciones o productos alimenticios apropiados.
En el estado de la técnica se conocen diversos tipos de bebidas funcionales. Contienen fibra alimentaria o aminoácidos esenciales. El documento KR101352655 B1 se refiere a una bebida de arroz que contiene un alto contenido de aminoácidos con estabilidad de precipitados y un procedimiento de producción de la misma que comprende una etapa de pulverización de arroz empapado en agua y una etapa de adición de agar al polvo de arroz para evitar que el polvo de arroz se precipite, haciendo que el polvo de arroz flote durante mucho tiempo y permitiendo a los usuarios beber fácilmente la bebida.
Sin embargo, no se conocen bebidas funcionales que contengan estos dos ingredientes.
Al mismo tiempo, también es un gran desafío tecnológico crear una bebida funcional que permita utilizar en la mayor medida posible los materiales de desecho producidos por la industria cervecera.
Es importante utilizar suspensión de levadura que contenga aprox. el 10 % de masa seca de levadura Saccharomyces cerevisiae, que perdió su vitalidad y viabilidad en el transcurso de la producción de alcohol a partir de azúcares de malta en la producción de cerveza, donde también es crucial que los autolisados se obtengan sin sal añadida o alcohol etílico para no introducir ningún sabor extraño y no alterar el carácter de la bebida preparada, y también para que sea adecuada para todos los grupos de edad.
Los autolisados de células de levadura son una valiosa fuente de proteínas y los extractos de levadura se usan cada vez más en la industria alimentaria como potenciadores del sabor, con aroma o sabor a queso, caldo o carne, y como complementos dietéticos. Estos preparados se usan como potenciadores del aroma en alimentos tales como salsas, sopas y platos de carne y pescado, así como en mezclas de condimentos. Los extractos de levadura se obtienen, entre otros, a partir de levadura alimentaria y también de levadura posfermentativa usada en la producción de cerveza o vino.
En el estado de la técnica se conocen diversos procedimientos para obtener aminoácidos esenciales. Entre otros, en la patente PL226057 se describe un procedimiento para obtener extracto de células de levadura destinado a usos alimentarios o para piensos.
El procedimiento para obtener extractos de células de levadura mediante inactivación simultánea y autolisis inducida de células de levadura, como se describe en la patente PL226057 y las realizaciones, consiste en calentar una suspensión de células de levadura por debajo de 100 °C con inductor de autolisis añadido, hasta 48 horas, y a continuación separar el autolisado del resto por medio de centrifugación o filtración y fijarlo con el uso opcional de NaCl, alcohol, enzimas proteolíticas como inductores de autolisis, en el que el inductor de autolisis usado es la saponina obtenida del árbol de la corteza del jabón, Quillaja saponaria, pura o en forma de extracto de corteza del jabón, en una cantidad del 0,001-1 % en peso con respecto a la masa de células de levadura, o con otro inductor u otros inductores de autolisis como NaCl usados en una cantidad del 10-50 % en peso con respecto a la masa de células de levadura y/o alcohol usado en una cantidad del 10-70 % en peso con respecto a la masa de células de levadura y/o exo- o endoproteasas usadas en una cantidad tal que asegure una actividad de 1-100 U/ml de la suspensión de levadura. El proceso de inactivación y autolisis se aplica a una suspensión de células de levadura con una densidad de 105-1010 ufc/ml, que se calienta con un inductor de autolisis o inductores de autolisis durante 12­ 48 horas a 30-60 °C.
La investigación también se centra en encontrar formas rápidas y de bajo coste de obtener fibra alimentaria a partir de bagazos de cerveza y usarla en bebidas funcionales.
Los bagazos de cerveza son un producto perecedero y deben usarse en poco tiempo o conservarse mediante ensilado o secado. Existen estudios sobre la hidrólisis de bagazos de cerveza mediante ácidos, bases o enzimas para obtener hidrolizados con alto contenido de azúcares simples que posteriormente se usan principalmente en procesos de fermentación para producir etanol o ácido láctico. Un contenido significativo de celulosas, hemicelulosas y especialmente ligninas, que forman una estructura compacta, en los bagazos de cerveza dificulta la descomposición enzimática de los bagazos y, por lo tanto, constituye un obstáculo para la utilización eficaz de los sacáridos. Se cree que el tipo de pretratamiento de los bagazos de cerveza, así como la manera de realizar la hidrólisis con las enzimas celulolíticas involucradas en el proceso, tiene un impacto en el tipo y la calidad del hidrolizado obtenido.
El propósito de la invención es desarrollar una bebida funcional del grupo de los llamados nutracéuticos que contenga fibra alimentaria natural obtenida a partir de bagazos de cerveza y aminoácidos esenciales obtenidos a partir de una suspensión de levadura residual y combinar así en una bebida funcional aminoácidos esenciales y fibra alimentaria que son nutricionalmente valiosos y beneficiosos para la salud, y además, sus propiedades son complementarias entre sí.
El propósito de la solución de acuerdo con la invención es también desarrollar un procedimiento rápido y rentable para obtener fibra alimentaria a partir de bagazos de cerveza.
La bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos, y fibra alimentaria de acuerdo con la invención, está caracterizada por que contiene tanto un autolisado obtenido a partir de una suspensión de levadura residual como fibra alimentaria obtenida a partir de bagazos de cerveza fragmentados.
El procedimiento para fabricar una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, está caracterizado porque la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado de levadura se obtienen en procesos tecnológicos diferentes (paralelos) en los que la suspensión de fibra alimentaria se obtiene de tal manera que los bagazos de cerveza se mezclan con agua en la relación de 1:1, a continuación se fragmentan a temperatura ambiente en un homogeneizador, y a continuación la suspensión obtenida se filtra a través de una tela filtrante para separar partículas mayores de 0,5 mm mientras que el autolisado de levadura se obtiene de tal manera que la suspensión de levadura se somete al proceso de incubación realizado en un reactor con manta calefactora (45­ 50 °C) y en mezcla con agua en la relación de 1:1 con saponina añadida (extracto de Quillaja) como inductor en la que la concentración de saponina es del 0,04 % p/v con respecto a la suspensión de levadura diluida; a continuación, después de la finalización de la etapa de autolisis, la fracción sólida se separa por centrifugación en una centrífuga enfriada, después de lo cual la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado se combinan con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol.
La suspensión de fibra alimentaria y el autolisado obtenidos ventajosamente se almacenan en primera instancia en refrigeración hasta 48 horas, posteriormente se someten a pasteurización y a continuación se combinan con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol.
También resulta ventajoso cuando la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado obtenidos se combinan en primer lugar con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol que posteriormente se somete a pasteurización. Basándose en la investigación realizada, parece que el proceso de obtención de aminoácidos a partir de una suspensión de levadura residual permite una reducción de los residuos producidos en un promedio del 50 %. La bebida funcional a la que se refiere la presente invención está caracterizada por un bajo contenido en azúcares, un bajo contenido calórico y un sabor agradable y refrescante. La bebida está enriquecida con fibra alimentaria soluble cuya fuente son los bagazos de cerveza fragmentados y diluidos (1:1) en los que la fracción soluble de fibra alimentaria constituye aprox. el 3,5 % de MS mientras que la fracción insoluble constituye aprox. el 21 % de MS y con aminoácidos obtenidos de una fuente natural (suspensión de levadura residual). El grupo de aminoácidos obtenido de la suspensión de levadura residual está caracterizado por la presencia de aminoácidos esenciales y no esenciales, incluidos los aminoácidos de cadena ramificada (BCAA), es decir, leucina, isoleucina y valina. La fuente de aminoácidos es el autolisado de levadura, que contiene, de acuerdo con supuestos preliminares, un total de aprox. 31 mg de aminoácidos por ml, de los cuales los aminoácidos esenciales y no esenciales serán 17,9 mg/ml.
Es posible obtener un autolisado claro usando una centrífuga enfriada (aprox. 10 °C, 3000 x g). Cuanto mayor sea la fuerza centrífuga (fuerza g), mejor será la separación de la suspensión de levadura residual restante.
Los perfiles de aminoácidos más ventajosos de los autolisados (el nivel más bajo de proteínas y el nivel más alto de FAN (nitrógeno amino libre, por sus siglas en inglés)) se obtuvieron en el proceso de incubación después de 48 horas, donde el inductor fue saponina (extracto de Quillaja) a una concentración del 0,08 % p/v (para la suspensión de levadura sin diluir, es decir, 0,04 % p/v para la suspensión de levadura residual diluida 1:1) a 45 °C. Se estima que 1 kg de suspensión de levadura residual mezclada con 1 litro de agua (relación en peso de 1:1) es suficiente para obtener aprox. 1-1,4 litros de autolisado claro, después de la autolisis y la separación de los sólidos. En la autolisis, la cantidad total de aminoácidos se encuentra en el intervalo entre 48 g/l y 52,4 g/l, de los cuales los aminoácidos esenciales constituyen entre el 50 % y el 52 % dependiendo de la concentración de saponina como inductor.
El autolisado en esta forma y en esta etapa no contiene conservantes; por lo que, al ser un producto perecedero, debe ser almacenado en refrigeración no más de 48 horas. Si se requiere un almacenamiento más prolongado, el autolisado debe almacenarse congelado.
El procedimiento más ventajoso de conservación de los bagazos de cerveza destinados a complementar las bebidas funcionales es la congelación. Este procedimiento asegura la estabilidad microbiológica de los bagazos de cerveza y la fracción soluble de fibra alimentaria en condiciones de almacenamiento. Si es necesario, los bagazos de cerveza también se pueden almacenar en refrigeración durante un máximo de 2 días.
El procedimiento más ventajoso de conservación de los destinados a complementar las bebidas funcionales es la congelación. Este procedimiento asegura sobre todo la estabilidad microbiológica del autolisado en condiciones de almacenamiento, así como el mantenimiento de sus características químicas. En los estudios, la congelación se realizó a -20 °C pero la congelación a otras temperaturas, por ejemplo, -5 °C, que típicamente se alcanza en los arcones congeladores industriales, también conserva la estabilidad microbiológica y química del autolisado. Si es necesario, el autolisado se puede almacenar en refrigeración durante un período no superior a dos días (sin embargo, tal esquema de almacenamiento no brindará protección microbiológica al autolisado).
La ventaja de la solución de acuerdo con la invención es la obtención de una bebida funcional con un contenido muy elevado de aminoácidos esenciales y condicionalmente esenciales y fibra alimentaria.
Además, como resultado de la aplicación de los procedimientos de obtención de aminoácidos y fibra alimentaria descritos en el presente documento, se utilizan materiales de desecho de la industria cervecera. Esto se refiere, en particular, a la suspensión de levadura residual, que contiene aprox. el 10 % de masa seca de levadura de la cepa Saccharomyces cerevisiae, que perdió su vitalidad y viabilidad en el transcurso de la producción de alcohol a partir de azúcares de malta en la elaboración de cerveza. La utilización de extracto de levadura para la producción de la bebida funcional resuelve el problema de la eliminación de la suspensión de levadura residual, que es una carga ambiental importante porque la suspensión de levadura residual es un desecho agresivo y, en su forma básica, no se puede procesar en las plantas de tratamiento biológico y químico estándar debido a que se requiere una gran cantidad de oxígeno para la degradación de estos residuos.
Existen procedimientos conocidos para procesar la suspensión de levadura residual con el fin de recuperar levadura seca y alcohol etílico. La levadura seca recuperada se puede usar como aditivo para la alimentación animal y el alcohol etílico recuperado se puede usar como aporte a los combustibles renovables. Sin embargo, las aguas residuales de proceso también son residuos nocivos con un alto requerimiento de oxígeno, tanto biológico como químico.
Por lo tanto, la utilización de la biomasa de la suspensión de levadura residual es de gran importancia en el contexto de la reducción del requisito biológico y químico de oxígeno en el proceso de su eliminación.
El procedimiento para preparar la bebida sin alcohol de acuerdo con la invención se presenta en realizaciones. Realización 1
La suspensión de fibra alimentaria y el autolisado de levadura se obtienen en procesos tecnológicos diferentes (paralelos), en los que:
- la suspensión de fibra alimentaria se obtiene de tal manera que los bagazos de cerveza se mezclan con agua en la relación de 1:1, a continuación la suspensión obtenida se fragmenta en un homogeneizador a temperatura ambiente y a continuación se filtra a través de una tela filtrante para separar partículas mayores de 0,5 mm; - el autolisado de levadura, que es una fuente de aminoácidos esenciales y no esenciales, se obtiene de tal manera que la suspensión de levadura residual se somete al proceso de incubación realizado en un reactor con manta calefactora (45-50 °C) y en mezcla con agua en la relación de 1:1 con saponina añadida (extracto de Quillaja) como inductor en la que la concentración de saponina es del 0,04 % p/v con respecto a la suspensión de levadura diluida; a continuación, después de la finalización de la etapa de autolisis, la fracción sólida se separa por centrifugación en una centrífuga enfriada.
La suspensión de fibra alimentaria y el autolisado obtenidos de esta manera se almacenan en refrigeración hasta 48 horas o se someten por separado a pasteurización, lo que permite evitar reacciones intensas de Maillard que dan como resultado un contenido reducido de azúcar y FAN.
Una solución alternativa consiste en añadir únicamente fibra alimentaria pasteurizada procedente de bagazos de cerveza, en condiciones asépticas, a la base de bebida esterilizada mecánicamente (microfiltración) con autolisado. Después del proceso de pasteurización, la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado se combinan con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua, enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol.
En la bebida obtenida de acuerdo con la realización, el contenido de autolisado es del 5,6 % p/v y el contenido de fibra alimentaria procedente de bagazos de cerveza fragmentados es de al menos 2 g/100 ml.
Además, la bebida funcional en la variante a base de malta también contiene otros ingredientes naturales que incluyen base de malta al 10 % v/v, azúcar (glucosa) al 6,8 % p/v, pectina cítrica al 0,003 % p/v, ácido al 0,15 % p/v, extracto de Quillaja saponaria (extracto de corteza del jabón) al 0,0015 % p/v, jarabe de flor de saúco al 1-4 % v/v; también está enriquecida con aroma a cerveza al 0,035 % v/v y aroma a manzana o menta al 0,06 % v/v.
Por otro lado, la bebida funcional en la variante a base de cerveza sin alcohol contiene adicionalmente malta de cebada, lúpulos amargos y aromáticos y ácido láctico (como regulador de la acidez).
Después del embotellado, la bebida funcional se almacena en refrigeración.
Realización 2
En la segunda realización, la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado obtenidos de acuerdo con la primera realización se combinan en primer lugar con los ingredientes base en forma de una bebida sin alcohol o una base de malta o cerveza sin alcohol y, posteriormente, se someten a pasteurización.
El proceso de pasteurización se realiza en un pasteurizador de túnel a 60 °C durante 20 minutos o a 80 °C durante 10 minutos, o usando un pasteurizador de flujo a 90-93 °C durante 60 segundos.
El proceso de pasteurización está caracterizado por la eficacia en el mantenimiento de la estabilidad microbiológica de la bebida funcional siempre que se mantenga el nivel de pH apropiado de la bebida, así como el nivel de saturación de CO2 y la temperatura de almacenamiento.
Las realizaciones presentadas en el presente documento no deben tratarse de ningún modo como una lista exhaustiva limitante del alcance de la invención cuya idea se ha caracterizado en las reivindicaciones de patente.

Claims (4)

REIVINDICACIONES
1. Una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, caracterizada por que contiene al mismo tiempo el autolisado obtenido a partir de una suspensión de levadura residual y fibra alimentaria obtenida a partir de bagazos de cerveza fragmentados.
2. Un procedimiento para fabricar una bebida funcional sin alcohol con una base de malta o a base de cerveza sin alcohol o una base aromatizante a base de agua, enriquecida con aminoácidos y fibra alimentaria, caracterizado por que la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado de levadura se obtienen en procesos tecnológicos diferentes (paralelos) en los que la suspensión de fibra alimentaria se obtiene de tal manera que los bagazos de cerveza se mezclan con agua en la relación de 1:1, a continuación se fragmentan a temperatura ambiente en un homogeneizador, y a continuación la suspensión obtenida se filtra a través de una tela filtrante para separar partículas mayores de 0,5 mm mientras que el autolisado de levadura se obtiene de tal manera que la suspensión de levadura se somete al proceso de incubación realizado en un reactor con manta calefactora (45­ 50 °C) y en mezcla con agua en la relación de 1:1 con saponina añadida (extracto de Quillaja) como inductor en la que la concentración de saponina es del 0,04 % p/v con respecto a la suspensión de levadura diluida; a continuación, después de la finalización de la etapa de autolisis, la fracción sólida se separa por centrifugación en una centrífuga enfriada, después de lo cual la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado se combinan con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol.
3. El procedimiento para fabricar una bebida funcional sin alcohol de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado obtenidos se almacenan en primera instancia en refrigeración hasta 48 horas, posteriormente se someten a pasteurización y a continuación se combinan con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol.
4. El procedimiento para fabricar una bebida funcional sin alcohol de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que la suspensión de fibra alimentaria y el autolisado obtenidos se combinan en primera instancia con los ingredientes base en forma de base de malta o cerveza sin alcohol o base aromatizante a base de agua enriquecidos con aditivos saporíferos y aromatizantes para crear una bebida funcional sin alcohol que posteriormente se somete a pasteurización.
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