ES2909381T3 - Oleogel comestible y termorreversible y procedimiento para elaborarlo - Google Patents

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Abstract

Un oleogel comestible y termorreversible que comprende un aceite o mezcla de aceites, una grasa o mezclas de grasas y un agente estructurante o mezcla de agentes estructurantes a base de monoglicérido destilado de ácido graso saturado de 12 a 24 átomos de carbono que contiene más de 90% en peso de monoglicéridos y donde el ácido graso saturado de 12 a 24 átomos de carbono tiene al menos el 40 % en peso de ácido esteárico y el 30 % en peso de ácido palmítico. El oleogel es preparado por la combinación del aceite, la grasa y el agente estructurante seguido de un calentamiento de la mezcla, la cual posteriormente se enfría hasta obtener el oleogel. El oleogel resultante puede utilizarse como un sustituto de grasa en productos alimenticios.

Description

DESCRIPCIÓN
Oleogel comestible y termorreversible y procedimiento para elaborarlo
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
Esta invención se refiere al campo de los aceites y grasas, y de una manera más precisa, a una composición de oleogel a base de aceite y grasa cuya gelificación se logra con la incorporación de un monoglicérido destilado de ácido graso saturado como agente estructurante.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El consumo excesivo de grasas saturadas y trans se ha asociado a un riesgo elevado de enfermedades cardiovasculares y diabetes, entre otras patologías. Por este motivo, uno de los desafíos actuales de la industria alimenticia es encontrar sustitutos que puedan reemplazar a las grasas sin que se pierdan los atributos que estas les confieren a los alimentos. Esto condujo al desarrollo de estrategias para transformar aceites (líquidos) en estructuras semisólidas denominadas "oleogeles". Una alternativa para la formación de oleogeles es la utilización de polímeros hidrofóbicos, entre los que se encuentran los derivados de celulosa como la etilcelulosa. El principal obstáculo para la preparación de este tipo de geles, es la necesidad de calentar el polímero previamente disperso en la fase oleosa por encima de su temperatura de transición vítrea (Tg; aproximadamente 140°C). Una vez alcanzada esta temperatura, se obtiene una suspensión homogénea que se gelifica cuando se enfría a temperatura ambiente. Ese calentamiento produce principalmente oxidación de los lípidos, generando malos olores y sabores, con la posibilidad de formar compuestos tóxicos. Esto se agrava si se considera que el tiempo de calentamiento requerido aumenta con la concentración del polímero, la cual es relativamente alta cuando se desea lograr geles firmes y resistentes (entre el 3 y el 10%, según diferentes autores).
Ejemplos de composiciones actuales de oleogeles se describen en las siguientes publicaciones: a) Stefanie Verstringe y col.: “ Influencia de un monoacilglicerol comercial en el mecanismo de cristalización de aceite de palma como se compara con sus constituyentes puros”, INVESTIGACIÓN ALIMENTARIA INTERNACIONAL, ELSEVIER, ÁMSTERDAM, NL, vol. 62, 26 de abril de 2014 (26-04-2014), páginas 694-700; b) Nelson Ko Ojijo y col.: "Efectos de contenido monoglicérido, tasa de enfriamiento y cizallamiento en las propiedades reológicas de redes de gel monoglicérido/aceite de oliva", PERIÓDICO DE LA CIENCIA ALIMENTARIA Y AGRICULTURA, vol. 84, n° 12, 20 de agosto de 2004 (20-08-2004), páginas 1585-1593; c) Alejandro G. Marangoni: "Organogeles: un procedimiento de estructuración del aceite comestible alternativo”, PERIÓDICO DE LA SOCIEDAD DE QUÍMICOS DEL ACEITE AMERICANA (JACOS), vol. 89, n° 5, 29 de marzo de 2012 (29-03-2012), páginas 749-780 (Marangoni); y d) F. R. Lupi y col.: “Efecto de organogelator y fuente de grasa en propiedades reológicas de organogeles basados en aceite de oliva”, INVESTIGACIÓN ALIMENTARIA INTERNACIONAL, vol. 46, 2012, páginas 177-184.
Stefanie Verstringe y col. describe un oleogel que contiene del 92 al 99% en peso de aceite de palma y del 1 al 8% en peso de un agente estructurante que contiene un mínimo del 95% de monoglicéridos (monopalmitato y monoestearato).
Nelson Ko Ojijo y col. describe un oleogel que contiene una mezcla de aceites vegetales y monoglicéridos, básicamente aceite de oliva y monoglicéridos. Este oleogel es un sustituto saludable para margarina y mantequilla.
Alejandro G. Marangoni describe el uso de organogelators de molécula pequeña tal como fitosteroles y ácido 12-hidroxiesteárico, organogelator aditivos cristalinos tales como ceras, ceramidas, monoacilglicéridos y otros tensioactivos y celulosa de etilo polímero para impartir funcionalidad de grasa sólida a aceites líquidos.
F. R. Lupi y col. describe un oleogel que contiene del 4 al 94,3% en peso de aceite de oliva; del 2,3 al 94% en peso de manteca de cacao; y del 2 al 40% en peso de un agente estructurante. El aceite de oliva que tiene aproximadamente un 75% en peso de grasas mono-insaturadas, aproximadamente un 15% en peso de grasas saturadas, y aproximadamente un 10% en peso de grasas poli-insaturadas; teniendo la manteca de cacao un perfil de ácidos grasos del 32 al 37% en peso de ácido esteárico, del 30 al 37% en peso de ácido oléico, del 23 al 30% en peso de ácido oléico, del 2 al 4% en peso de ácido linoléico, menos del 1% en peso de ácido araquídico y menos del 1% en peso de ácido palmitoléico; y el agente estructurante está compuesto principalmente de monoglicéridos (60% de monopalmitato y 37% de monoestearato).
Con la finalidad de solventar los problemas que surgen en la elaboración de determinados productos alimenticios cuando se sustituyen las grasas sólidas por aceites con mayor contenido en ácidos grasos insaturados se han planteado diferentes estrategias. Una de estas estrategias se presenta en esta invención y la cual se basa en inmovilizar el aceite liquido con ayuda de estructuras que se originan por adición de monoglicéridos destilados de ácidos grasos saturados en presencia de cristales de grasas procedentes de fracciones de alto punto de fusión. Así, el aceite adquiere propiedades similares a las de las grasas sólidas y de este modo puede emplearse como sustituto de éstas permitiendo la mejora del perfil de ácidos grasos del producto, y manteniendo las características organolépticas del mismo.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
En vista de lo anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitaciones encontradas, es objeto de la invención proporcionar un oleogel comestible y termorreversible que comprende un aceite, un agente estructurante y una grasa, el agente estructurante es un monoglicérido destilado de ácido graso saturado de 12 a 24 átomos de carbono que contiene más del 90 % en peso de monoglicéridos, los monoglicéridos del ácido graso saturado son al menos del 40 % en peso de monoglicéridos de ácido esteárico y al menos del 30 % en peso de monoglicéridos de ácido palmítico; el oleogel comestible y termorreversible tiene un perfil de ácidos grasos del 16 % al 45 % en peso de ácido palmítico, del 28 % al 50 % en peso de ácido oléico, del 1 % al 10 % de ácido esteárico, del 9 % al 35 % en peso de ácido linoléico, del 0,1 % al 7 % de ácido alfa-linolénico, del 1 % al 10 % en peso de ácido láurico y del 1 % al 3 % de ácido mirístico. El oleogel tiene un módulo complejo superior a 0,8 MPa cuando la muestra fusionada previamente a 80 °C se enfría y cristaliza a una velocidad de 2 °C/min hasta 0 °C y 30 minutos a 0 °C, realizando la medición a 10 Hz y 0,005 % de amplitud.
Se describe también en esta invención el uso de la composición de oleogel comestible y termorreversible arriba indicado como reemplazo de una fracción grasa para elaborar un producto alimenticio seleccionado de un producto lácteo, un producto cárnico, un producto de emulsión de carne y un producto de panadería.
Finalmente, es también objeto de la invención ofrecer un procedimiento para elaborar un oleogel comestible y termorreversible. El procedimiento tiene las etapas de: preparar una mezcla de aceite y grasa; agregar un agente estructurante a la mezcla de aceite y grasa, el agente estructurante es un monoglicérido destilado de ácido graso saturado q u e t i e n e de 12 a 24 átomos de carbono que contiene más del 90 % en peso de monoglicéridos, los monoglicéridos del ácido graso saturado son al menos del 40 % en peso de monoglicéridos de ácido esteárico y al menos del 30 % en peso de monoglicéridos de ácido palmítico; y calentar la mezcla de aceite, grasa y agente estructurante a una temperatura de 65 °C a 90 °C.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Otras características de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada considerada en conexión con los dibujos adjuntos. Debe entenderse, sin embargo, que los dibujos están elaborados solamente como una ilustración y no como una definición limitativa de la invención, en los cuales:
Figura 1 muestra un reograma G* vs tiempo (t) y G* vs Temperatura (T) de algunos ejemplos de realización de composiciones de oleogel según la invención para la margarina untable.
Figura 2 muestra otro reograma G* vs tiempo (t) y G* vs Temperatura (T) de algunos ejemplos de realización de composiciones de oleogel según la invención para margarina untable.
Figura 3 muestra un reograma G* vs tiempo (t) y G* vs Temperatura (T) de algunos ejemplos de realización de composiciones de oleogel según la invención para margarina en barra.
Figura 4 muestra otro reograma G* vs tiempo (t) y G* vs Temperatura (T) de algunos ejemplos de realización de composiciones de oleogel según la invención para margarina en barra.
Figura 5 muestra algunas imágenes de formación de cristales de diferentes composiciones de oleogel según la invención a diferentes temperaturas durante una etapa de cristalización.
Figura 6 muestra algunas imágenes de la distribución de tamaño de cristales después del cizallamiento del oleogel a diferentes velocidades durante una etapa de cristalización según la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
Los detalles característicos de esta invención se describen en los párrafos siguientes, que tienen el objetivo de definir la invención, pero sin limitar su alcance.
La invención e stá dirigida a un oleogel comestible y termorreversible, y a productos alimenticios que contienen dicho oleogel.
El oleogel se prepara adecuadamente mediante la combinación de un aceite o mezcla de aceites, una grasa o mezcla de grasas con un agente estructurante y mediante el calentamiento de la mezcla a una temperatura por encima de la temperatura de fusión de sus compuestos. Una vez que la composición se ha disuelto completamente y la solución está clara, se procede a enfriar.
El término "oleogel" se refiere, en el contexto de la presente invención, a un gel que tiene una fase de aceite continua que contiene un agente estructurante o de gelificación y demás compuestos distribuidos uniformemente en la fase de gel. El oleogel exhibe propiedades físicas de una grasa sólida o semi-sólida. El oleogel es anhidro básicamente, es decir, tiene convenientemente un contenido de agua de aproximadamente un 1% en peso. No obstante puede ser empleado para producir emulsiones tipo agua en aceite.
El oleogel según la invención es comestible. Por consiguiente, como se describe en esta invención, un producto alimenticio que comprende un oleogel de acuerdo con la invención. El producto alimenticio puede realizarse mediante la mezcla de los componentes alimenticios con un oleogel de acuerdo con la invención. La mezcla puede llevarse a cabo con el oleogel en el estado gelificado, o con la composición de oleogel en el estado licuado seguido del enfriamiento.
El término "producto alimenticio" se refiere, en el contexto de la presente invención, a productos comestibles que contienen también de manera conveniente uno o más ingredientes seleccionados de los carbohidratos (por ejemplo, azúcares y almidones), proteínas, fibra dietética, agua y agentes saborizantes como sal. De manera adecuada, el producto alimenticio contiene al menos aproximadamente un 1% en peso de oleogel, por ejemplo al menos aproximadamente un 5%, 10% o 15% en peso de oleogel. De manera adecuada, el producto alimenticio contiene menos de aproximadamente e l 95% en peso de oleogel, por ejemplo menos de aproximadamente el 90% en peso de oleogel.
En algunas formas, el producto alimenticio es un producto de carne. Por ejemplo, un producto de carnes frías como jamón, carne molida t a l como carne de hamburguesa, o producto de emulsión de carne para preparación de por ejemplo salchichas. Típicamente, los productos de carne comprenden de aproximadamente e l 10% a aproximadamente e l 25% de proteína, de aproximadamente el 5% a aproximadamente el 35% en peso de oleogel de la presente invención y de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 60% en peso de agua total.
Típicamente, los productos de emulsión de carne se preparan mediante la molienda, mezcla y emulsificación de una mezcla de carne cruda como carne de res o cerdo, productos derivados de carne, oleogel de la presente invención y otros ingredientes como salmuera, especias, saborizantes, proteínas vegetales y colorantes con el fin de producir una emulsión que contenga partículas grasas finas cubiertas de proteínas. La proteína se disuelve ya sea de ingredientes de carne y/o derivados de proteína agregadas como proteínas vegetales o suero. En el caso de un producto embutido, la emulsión de carne resultante es embutida. La emulsión se procesa posteriormente mediante calor. El calentamiento de la emulsión de carne causa que la proteína contenida en el mismo coagule para formar una textura elástica, semi-sólida. Esta estructura atrapa las partículas grasas formando un producto de emulsión de carne firme. El producto de emulsión de carne resultante es una masa uniforme, homogénea, que también puede contener trozos de carne u otras inclusiones.
En algunas formas, el producto alimenticio es un producto lácteo. Por ejemplo, un producto de queso, donde la incorporación del oleogel como reemplazo o sustituto de grasa se lleva a cabo, preferentemente, en la etapa de preparación de la cuajada. Típicamente, el queso comprende de aproximadamente el 10% a aproximadamente e l 30% de proteína, de aproximadamente e l 5% a aproximadamente el 35% en peso de oleogel de la presente invención y de aproximadamente el 28% a aproximadamente el 62% en peso de agua total.
En otra modalidad, el producto alimenticio es un producto de panadería. Por ejemplo; galletas, donde la incorporación del oleogel como reemplazo o sustituto de grasa se lleva a cabo, preferentemente, en la etapa de preparación de la masa.
El reemplazo de una fracción de la grasa presente en dichos productos alimenticios mediante aceites, preferentemente aceites vegetales, tiene como resultado productos de carne, lácteos o de panadería que tienen una textura y propiedades organolépticas no aceptables cuando se cocinan o se mastican debido a la salida de grasa del alimento y apariencia grasosa. Sin embargo, el reemplazo de una fracción de la grasa por un oleogel de acuerdo con la presente invención se ha encontrado que resulta en productos de carne, productos lácteos o productos de panadería que no presentan estos problemas.
El término "termorreversible" significa, en el contexto de la presente invención, que se puede convertir desde una fase de gel a temperatura ambiente a una fase líquida a una temperatura elevada por encima de la temperatura ambiente. El término "termorreversible" incluye también el término preferido "termo-intercambiable", que quiere decir que se puede convertir desde una fase de gel a temperatura ambiente a una fase líquida a una temperatura elevada por encima de la temperatura ambiente y que se puede reconvertir de nuevo a una fase de gel cuando se enfría a temperatura ambiente o inferior.
Por "temperatura ambiente" se hace referencia a una temperatura comprendida entre 20 a 25°C. Por "temperatura elevada por encima de la temperatura ambiente" se hace referencia a una temperatura superior a 25°C.
La composición de oleogel comestible y termorreversible de la presente invención incluye:
a) Aceites o mezcla de aceites
Diversos tipos de aceites comestibles pueden utilizarse, pero no se limitan a, aceite de soja, aceite de oliva, aceite de colza, aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de coco, aceite de semilla de algodón, aceite de linaza, aceite de almendra, aceite de cacahuate, aceite de alga, aceite de palma, estearina de palma, oleína de palma, aceite de palma hidrogenado, estearina de palma hidrogenada, aceite de soja alto oleico, aceite de colza alto oleico, aceite de girasol alto oleico, aceite de cártamo alto oléico, aceite de soja totalmente hidrogenado, aceite de colza totalmente hidrogenado, aceite de semilla de algodón totalmente hidrogenado, aceite de girasol alto esteárico, aceites interesterificados enzimática y químicamente y combinación de los mismos.
La cantidad de aceite o mezcla de aceites en la composición del oleogel de la presente invención es típicamente del 50% al 95% en peso.
Los aceites de soja, aceite de oliva, aceite de colza y aceite de palma son aceites preferidos para la formación del oleogel de la presente invención debido su perfil de ácidos grasos saturados, monoinsaturados y poliinsaturados que permiten formular distintas mezclas, limitando el contenido de ácidos grasos saturados y estableciendo el contenido de ácidos grasos monoinsaturados y ácidos grasos poliinsaturados dentro un intervalo en el que el oleogel exhiba las propiedades reológicas deseadas. Por ejemplo, el aceite de colza tiene la ventaja de contener alrededor del 8% en peso de ácidos grasos saturados, mientras que los aceites de soja y de oliva contienen alrededor del 16% en peso y e l 14,56% en peso respectivamente. Por otro lado el contenido de ácidos grasos monoinsaturados para el aceite de colza es de alrededor del 66% en peso, mientras que para los aceites de soja y de oliva son aproximadamente del 23 y 78% respectivamente. Finalmente el contenido de ácidos grasos poliinsaturados es de alrededor del 25% en peso en el aceite de colza, mientras que para los aceites de soja y de oliva son de alrededor del 59% y 6% respectivamente. Por otro lado, la oleína de palma, aunque tiene un contenido de ácidos grasos saturados de alrededor del 46% en peso, se prefiere una oleína de palma que tenga alrededor del 43% en peso de ácidos grasos monoinsaturados y alrededor del 10% en peso de ácidos grasos poliinsaturados porque al enfriarse por debajo de su temperatura de cristalización forma cristales pequeños que permiten modular las texturas del producto final. Adicionalmente, el aceite de soja se prefiere por su alto contenido de ácido linoléico de alrededor del 52% en peso. Mientras que el aceite de oliva y el aceite de colza se prefieren por su contenido de ácido oleico de alrededor del 77% en peso y el 64% en peso respectivamente.
En términos de ácidos grasos, la composición del aceite de soja que puede ser utilizado en la invención como sigue:
de 16,31% a 16,53% en peso de ácidos grasos saturados;
de 23,42% a 23,54% en peso de ácidos grasos monoinsaturados; y
de 59,94% a 60,05% en peso de ácidos grasos poliinsaturados.
En términos de componentes de ácido graso, la composición del aceite de soja utilizado en la invención es como sigue:
de 11,15% a 11,17% en peso de ácido palmítico;
de 23,04% a 23,15% en peso de ácido oleico;
de 52,99% a 53,01% en peso de ácido linoléico;
de 6,71% a 6,68% en peso de ácido alfa-linolénico;
de 3,99% a 4,03% en peso de ácido esteárico.
En términos de ácidos grasos, la composición del aceite de colza que se puede utilizar en la invención es como sigue:
de 8,16% a 8,51% en peso de ácidos grasos saturados;
de 66,07% a 66,28% en peso de ácidos grasos mono insaturados; y
de 25,23% a 25,35% en peso de ácidos grasos poliinsaturados.
En términos de componentes de ácido graso, la composición del aceite de colza utilizado en la invención es como sigue:
de 4,63% a 4,65% en peso de ácido palmítico;
de 64,31% a 64,55% en peso de ácido oleico;
de 17,93% a 18,03% en peso de ácido linoléico;
de 6,68% a 6,72% en peso de ácido alfa-linolénico; y
de 2,13% a 2,15% en peso de ácido esteárico.
En términos de ácidos grasos, la composición del aceite de palma que se puede utilizar en la invención es como sigue:
de 46,15% a 55,96% en peso de ácidos grasos saturados;
de 34,88% a 43,23% en peso de ácidos grasos monoinsaturados; y
de 8,68% a 10,57% en peso de ácidos grasos poliinsaturados.
En términos de perfil de ácidos grasos, la composición del aceite de palma utilizado en la invención es como sigue:
de 38,54% a 39,44% en peso de ácido palmítico;
de 34,55% a 42,86% en peso de ácido oleico;
de 8,43% a 10,28% en peso de ácido linoléico;
de 4,47% a 6,13% en peso de ácido esteárico;
de 0,96% a 2,93% en peso de ácido mirístico.
En términos de ácidos grasos, la composición del aceite de oliva que se puede utilizar en la invención es como sigue:
de 13,8% a 15,3% en peso de ácidos grasos saturados;
de 74,7% a 82,6% en peso de ácidos grasos monoinsaturados; y
de 6,4% a 7,1% en peso de ácidos grasos poliinsaturados.
En términos de perfil de ácidos grasos, la composición del aceite de oliva utilizado en la invención es como sigue:
de 10,07% a 11,14% en peso de ácido palmítico;
de 73,53% a 81,27%en peso de ácido oleico;
de 5,67% a 6,28% en peso de ácido linoléico;
de 3,1% a 3,42% en peso de ácido esteárico; y
de 0,7% a 0,77% en peso ácido alfa linoleico.
b) Grasas o mezcla de grasas
Una selección y relación apropiada de grasa se añade al aceite o mezcla de aceites. Las grasas que se pueden utilizar son de origen vegetal o animal.
Entre las grasas vegetales se pueden emplear grasa de soja, grasa de algodón, grasa de palma fraccionada, grasa de palma completamente hidrogenada, grasa de palmiste, estearina de palma, grasa de coco, grasa vegetal completamente hidrogenada y sus combinaciones.
Entre las grasas animales se pueden emplear grasa butírica, grasa de cerdo, sebo de res y sus combinaciones.
La cantidad de grasa en la composición del oleogel de la presente invención es típicamente del 5% al 50% en peso.
c) Agente estructurante
Con el propósito de llevar a cabo la gelificación o estructuración de la mezcla de aceites y grasa se hace uso de un agente estructurante seleccionado de monoglicéridos de ácidos grasos.
Los monoglicéridos de ácidos grasos consisten en glicerol esterificado con un ácido graso único. Según la invención, el ácido graso es un ácido graso saturado de 12 a 24 átomos de carbono que se selecciona de entre el grupo que consiste ácido araquídico, ácido behénico, ácido butírico, ácido esteárico, ácido láurico, ácido lignocérico, ácido mirístico, ácido palmítico y sus combinaciones.
Las características de la estructura generada por los monoglicéridos no sólo depende de la concentración de monoglicéridos utilizados sino también del tipo de monoglicéridos. Para una alta viscosidad y plasticidad se prefieren monoglicéridos o mezclas de monoglicéridos con un alto grado de saturación. Preferentemente, se utilizan monoglicéridos que se derivan de aceite de palma, fracciones de aceite de palma, palma kernel grasa, grasa de coco, manteca de cerdo, sebo, aceites vegetales hidrogenados parcial o totalmente. Tales monoglicéridos de ácidos grasos son preferiblemente ricos en ácido esteárico o ácido palmítico, lo que significa que al menos el 40% de esos monoglicéridos son de ácido esteárico y al menos otro 30% son de ácido palmítico.
Para la presente invención, se prefieren monoglicéridos d estilados de ácidos grasos saturados de 12 a 24 átomos de carbono que contiene más del 90% en peso de monoglicéridos y donde el ácido graso saturado de 12 a 24 átomos de carbono tiene más del 40% en peso de ácido esteárico y al menos otro 30% en peso de ácido palmítico. La razón para preferir los monoglicéridos de ácidos grasos saturados radica en que producen organogeles que pueden ser tratados mecánicamente sin afectar al desarrollo de su estructura durante el trabajo mecánico de agitación que ocurre comúnmente en diversos procesos de producción de alimentos t a l e s como amasado de masa de panificación, emulsificado de productos cárnicos, corte y prensado de cuajadas de queso, etc.
El monoglicérido destilado de ácido graso saturado tiene un punto de fusión de 65°C a 90 °C.
La cantidad de agente estructurante en la composición del oleogel de la presente invención es aproximadamente del 1% al 10% en peso.
f) Agente emulsificante
Adicionalmente, la composición de oleogel de la presente invención puede incluir un agente emulsificante seleccionado de lecitina de soja, fosfolípidos, derivados del sorbitan y sus combinaciones. Este agente emulsificante se añade como coadyuvante en el proceso de incorporación del oleogel en una emulsión, especialmente en productos lácteos.
La cantidad de agente emulsificante en la composición del oleogel de la presente invención es típicamente inferior al 1% en peso.
MODO DE PREPARACIÓN
La composición de oleogel de la presente invención puede ser elaborada a partir de la preparación de una mezcla de aceite y grasa; a continuación se agrega el agente estructurante para posteriormente calentar continuamente y con agitación, la mezcla a una temperatura de 65°C a 90 °C, permitiendo entonces que la mezcla de aceite, grasa y agente estructurante se enfríe para formar el oleogel. De manera alternativa, durante el calentamiento se agrega el agente emulsificante. El oleogel puede ser incorporado en un producto alimenticio completamente fundido o semisólido según la aplicación.
En términos de ácidos grasos, el oleogel comestible y termorreversible de la presente presenta una composición de:
de 25% a 56% en peso de ácidos grasos saturados;
de 29% a 55% en peso de ácidos grasos monoinsaturados;
de 8% a 36% en peso de ácidos grasos poliinsaturados.
En términos de perfil de ácidos grasos, el oleogel comestible y termorreversible de la presente presenta una composición de:
de 16% a 45% en peso de ácido palmítico;
de 28% a 50% en peso de ácido oleico;
de 1% a 10% de ácido esteárico;
de 9% a 35% en peso de ácido linoléico;
de 0,1% a 7% de ácido alfa linolénico
de 1% a 10% en peso de ácido láurico; y
de 1% a 3% de ácido mirístico.
La composición de oleogel de la presente invención es estable sin mostrar separación de fases a una temperatura de 4°C a 25°C.
PROPIEDADES REOLÓGICAS
La composición de oleogel de la presente invención permite la obtención de sistemas grasos estructurados que durante su enfriamiento o calentamiento exhiben una modificación en su fenómeno de cristalización, que desde el punto de vista reológico puede ser evidenciado por un aumento en el módulo complejo (G*), el cual para términos prácticos indica la rigidez del material o la resistencia que impone al flujo.
Se encontraron tres efectos de la adición del agente estructurante sobre la mezcla de aceites y grasas: primero, el aumento de G* depende de la concentración del monoglicérido destilado de ácido graso saturado; segundo, la adición de monoglicérido destilado de ácido graso saturado favorece el inicio de la cristalización en etapas más tempranas durante el enfriamiento de la mezcla del oleogel comparado con la grasa sin monoglicérido y, tercero; el tipo de ácido graso del monoglicérido impacta en la estabilidad del oleogel ante esfuerzos de cizalla, siendo preferidos los ácidos grasos saturados sobre los ácidos grasos insaturados y ácidos grasos trans.
La composición de oleogel de la presente invención tiene un módulo complejo G* superior a 0,8 MPa cuando se muestra previamente fundida de 65°C a 90°C, se enfría y cristaliza a una velocidad de aproximadamente 2°C/min hasta llegar a 0°C y se sostiene 30 minutos a 0°C, realizando la medición a 10 Hz y 0,005 % de amplitud.
EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se describirá ahora con respecto a los ejemplos siguientes, los cuales son únicamente con el propósito de representar la manera de llevar a cabo la implementación de los principios de la invención. Los siguientes ejemplos no intentan ser una representación exhaustiva de la invención, ni intentan limitar el alcance de ésta.
EJEMPLOS DE COMPOSICIONES DE OLEOGEL COMESTIBLE Y TERMORREVERSIBLE
Se prepararon 11 ejemplos diferentes de composiciones de oleogel comestible y termorreversible denominados F1,
F2, F3, F4, F5, F6, F7, FS, F9, F10 y F11 del conformidad con los ingredientes y cantidades indicadas en la Tabla 1 de acuerdo con la invención. La preparación consistió en la preparación de la mezcla en % en peso y su posterior fusión a 80°C durante 15 minutos para fundir todos los materiales y mezclarlos.
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Tabla 1
Las composiciones F1, F2, F3, F4, FS, F6, F7, F8, F9, F10, y F11 se analizaron para determinar su correspondiente perfil de ácidos grasos saturados (AGS), ácidos grasos poli-insaturados (AGP), ácidos grasos monoinsaturados (AGM) y ácidos grasos trans (AGT). El perfil de ácidos grasos se determinó mediante el procedimiento 96.06 de la AOAC (Asociación Oficial de Comunidades Analíticas). Para ello se utilizó un Cromatógrafo Agilent 7890 A (Santa Clara, California, EUA). Para el análisis de los datos se empleó el software ChemStation y asimismo se empleó el Kit Supelco 37 Component FAME Mix como estándares (Sigma Aldrich, St. Louis, MO, EUA). Los perfiles de ácidos grasos se muestran en Tabla 2, mientras que en Tabla 3 se muestran los perfiles detallados de ácidos grasos de las fases grases de la Tabla 2.
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Tabla 2
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Ta bla 3
Posteriormente, se obtuvieron reogramas de las muestras de ejemplos mediante barridos de temperatura empleando un reómetro AntonPaar equipado con una celda P- PTD200 y una geometría PP25 perfilada para evitar que la muestra y la geometría resbale. El espacio entre la geometría y la placa inferior fue de 1 mm. Posterior a establecer el límite de la zona lineal de visco elasticidad, se estableció el programa de temperatura, que fue de un pre-fundido a 80°C por 15 minutos seguido de un enfriamiento de 80 a 0°C a 2°C por minuto. Esta velocidad fue escogida para minimizar el gradiente de temperatura entre la base fría del Peltier (plato inferior) y la base de la geometría (plato superior). Posterior al enfriamiento, se mantuvo isotérmicamente a 0°C por 30 minutos. A continuación, la muestra se calentó de nuevo a 2°C por minuto hasta 80°C. La frecuencia se fijó a 10 Hz para tener mejor resolución de par cuando la grasa se encuentre en form a líquida, y la temperatura mínima se fijó en 0°C.
En las Figuras 1 y 2 se muestran reogramas de G* vs tiempo (t) y G* vs Temperatura (T) de los ejemplos F1, F2, F6, F6, F8, F10 y F11 aplicables en la elaboración de margarinas untables. Estos reogramas muestran la misma información reológica, pero mientas en la Figura 2 es más fácil visualizar el inicio de los eventos reológicos y el bucle que se forma durante el ciclo de enfriamiento-sostenimiento-enfriamiento, en la Figura 1se muestra de una mejor manera la rampa de temperatura. El área dentro del bucle en la Figura 2 refleja la ganancia de estructura del oleogel durante la cristalización y sostenimiento isotérmico a 0°C.
En la Figura 2 se muestra que F7, F9 y F10 son comparables en área a F1 pero F9 y F10 que contienen el agente estructurante poseen una estructuración isotérmica más rápida. Las composiciones F9 y F10 difieren en la composición del componente grasa sólida, pues la composición F9 se preparó con una mezcla de grasa de palma de punto de fusión de 36°C, grasa de palma de punto de fusión de 45°C y grasa de palma completamente hidrogenada, mientras que la composición F10 se preparó únicamente con grasa de palma de punto de fusión 36°C. Aquí se muestra que ambos perfiles de ácidos grasos son prácticamente iguales, por lo cual la diferencia en los puntos de fusión puede deberse a la posición que los ácidos grasos toman en el glicerol. Por lo cual es un factor que puede afectar a las propiedades que m u e s t r a una grasa estructurada.
Por otro lado, la composición F2 se preparó con grasa de palma de punto de fusión 36°C y se utiliza para margarinas de barra. Esto e s principalmente por la plasticidad y resistencia a la deformación (módulo complejo G* medido en Pa) que desarrolla al cristalizar. En su reograma, durante el periodo de enfriamiento de 80°C a 0°C en intervalos de 2°C/min, se puede apreciar que su proceso de cristalización es rápido pero incompleto. De hecho, se observa que durante el periodo de sostenimiento isotérmico a 0°C continúan los fenómenos de estructuración del material graso (cristalización). El G* de la composición grasa F2 llega a ser de 13,3 MPa. Su resistencia a la deformación y su evolución reológica post-producción permiten que en la práctica industrial, justo a la salida del equipo de cristalización, la composición F2 exhiba una consistencia que permite su manejo y envasado. Posteriormente, durante el periodo de almacenamiento en cuartos refrigerados es que se logra el completo desarrollo de la red de cristales. Por esta razón se busca que las fases grasas que se utilicen para elaborar margarinas de barra exhiban una cristalización igual o más rápida que F2. Lo que se observa con una pendiente mayor durante el período de cristalización y un G* igual o mayor al de F2.
Por otro lado, la composición F1 se utiliza para margarinas untables y es una mezcla de aceite y grasa de palma. La evolución del su reograma durante la rampa de temperatura aplicada exhibe dos eventos reológicos durante su cristalización: el primero, alrededor de los 30°C y termina alrededor de los 12°C. La segunda etapa de cristalización comienza 5 minutos después de que se inicie el sostenimiento isotérmico a 0°C, al final de este periodo el G* de la composición F1 llega a ser de 0,86 MPa (más de 10 veces menor que el de la composición F2). La mezcla de grasas de la composición F1 se utiliza para margarinas untables debido a que es más suave por ofrecer menor resistencia a la deformación. La aparición de estos eventos reológicos, evidenciados por marcados cambios en la pendiente de la curva durante la cristalización o fusión, obedece a la presencia de distintas fracciones en la mezcla. Por esta razón la cristalización y fusión de la composición F2 tiene cambios de pendiente suaves mientras que la composición F1 exhibe transiciones escalonadas.
Al contrastar los reogramas de las composiciones F1, F6, F7, F9, F10 y F11 se encontró que el perfil reológico de la composición F1 supera a la composición F6 en velocidad de cristalización (durante periodo isotérmico a 0°C) y resistencia a la deformación, pero es superado en ambos aspectos por la composición F7 (3,7 MPa), composición F9 (4,0 MPa) y composición F10 (1,9 MPa).Finalmente, la composición F11 mostró que su temperatura de inicio de cristalización, cuando comienza un aumento de G* (Pa) fue mayor en la composición F1 pero su G* fue menor al exhibir solamente 0,26 MPa (3 veces menor que la composición F1). Las diferencias encontradas entre las composiciones F7 y F9 pueden atribuirse tanto a la adición del agente estructurante, (ya que ambos poseen un perfil similar de ácidos grasos C12:0, C14:0, C16:0, C18:0, C18:0, C18: 1n9c, C18:2n6c y C18:3n3, como a las diferencias en la estructuración durante el enfriamiento (véase la Figura 5). En la composición F9 se añadió u n 4% de agente estructurante en su fórmula y el efecto de dicha adición se evidencia con una cristalización y fusión en dos eventos (escalonada). Finalmente, cabe señalar que la composición F11 que contiene un 5% de agente estructurante exhibe un módulo complejo G* de 0,26 MPa frente a 0,027 de la composición F6, cuando la proporción de ácidos grasos saturados en la composición F11 es u n 5% inferior, mientras que el contenido de ácidos grasos poli-insaturados es un 7% mayor. De esta manera se establece también que las diferencias encontradas en las composiciones anteriormente mencionadas posee una explicación desde el punto de vista microestructural. Lo anterior debido a que se observó una clara formación de cristales dentro de la red formada por el monoglicérido (véase la Figura 5, composición F7 vs composición F9).
Con respecto a la formulación de margarinas de barra, los reogramas de F3, F4, F5 y F8 muestran que es posible la reducción de ácidos grasos saturados y ácidos grasos trans al mismo tiempo de que se aumenta el ácido graso monoinstaurado y el ácido graso poliinsaturado (véanse las Tablas 1 y 3 y Figuras 3 y 4). El módulo complejo G* fue de 19.8, 13.3, 8.68 y 11.3 MPa para F3, F4, F5 y F8 respectivamente. Se puede observar que existen de nuevo diferencias en los reogramas, incluso cuando se ha disminuido el contenido de ácido graso saturado, especialmente el C16:0 y aumentado la proporción C18:2n6c en la formula. De esta manera F3, F4 y F5 son formulaciones de mezclas de grasas con una evidente reducción de ácidos grasos saturados que son buenos candidatos para ser añadidos de monoglicérido destilado de ácido graso saturado para inducir cambios en sus cinéticas de cristalización y propiedades reológicas para que puedan ser empleados como la fase grasa para margarinas de barra.
En la Figura 6 se hace una comparación del tamaño de los cristales obtenidos con la palma de punto de fusión de 36°C y la composición F9. Se puede apreciar que en ambos casos a medida que la velocidad rotacional aumenta el tamaño de los cristales se torna más pequeño. De esta manera las estructuras obtenidas con monoglicérido destilado de ácido graso saturado se pueden convertir, mediante trabajo mecánico, en estructuras similares a las de los cristales de palma actualmente producidos.
EJEMPLOS DEL USO DEL OLEOGEL COMESTIBLE Y TERMORREVERSIBLE DE LA INVENCIÓN EN PREPARACIÓN DE ALIMENTOS
EJEMPLO 1.
Producción de queso Doble Crema. El proceso de incorporación del oleogel depende del alimento en que será aplicado, en el caso de los quesos se realiza el balance de materia de acuerdo al contenido de grasa deseado y se emulsifica el oleogel con leche descremada. Posteriormente la emulsión se mezcla con otra corriente de leche fresca descremada o no, según el contenido deseado de grasas. A continuación, se pasteuriza la mezcla y se atempera a temperatura de cuajado, se añade el cuajo y se espera el tiempo necesario para madurar la cuajada. Finalmente, se corta la cuajada, se desuera, sala, muele, moldea y envasa el queso.
EJEMPLO 2.
Producción de queso tipo Panela reducido en grasa saturada. El procedimiento de preparación utiliza como materia prima (1) aceite vegetal de soja o colza; (2) grasa butírica fraccionada de alto punto de fusión o grasa vegetal de soja; (3) monoglicéridos destilados procedentes de ácidos grasos saturados. Para la preparación del oleogel se prepara una mezcla de aceite, grasa estructurante, cuyas proporciones pueden ser de 70% a 95%, 5% a 25%, 1% a 5% en peso y más preferiblemente de 85%, 15% y 5% en peso, respectivamente. Después de mezclar los ingredientes se funden a una temperatura preferiblemente entre 50°C a 90°C y más preferiblemente a 70°C hasta su completa disolución. Para la preparación 0,500 kg del oleogel fundido se mezcla con 15 litros de leche descremada a 50°C. Posteriormente se homogeneizan a una presión entre 500 PSI a 1500 PSI y se mezclan con otros 15 litros de leche entera. Posteriormente la mezcla se pasteuriza a una temperatura entre 63°C y 80°C y más preferiblemente de 75°C. A continuación, se enfría la mezcla hasta una temperatura entre 30°C a 45°C y más preferiblemente de 40°C. Se añade el cuajo (renina) y se deja reposar de 5 a 30 minutos y más preferiblemente 10 minutos. Se procede a cortar, y desuerar para posteriormente compactar los granos, moldearlos y envasar el producto terminado.
EJEMPLO 3.
Producción de margarina a base de oleogel. El procedimiento de preparación utiliza como materia prima aceite vegetal, grasa vegetal, monoglicéridos destilados procedentes de ácidos grasos saturados. Tanto el aceite (colza, soja, oliva, oleína de palma) como la grasa se ajustan a la proporción deseada que varía de 50:50% a 95:5% en peso respectivamente. Posteriormente se añade el agente estructurante cuya composición varía de 1% a 10% en peso y más preferiblemente de 2% a 3% en peso del total de la mezcla. Después de mezclar los ingredientes se funden a una temperatura preferiblemente entre 50°C a 90°C y más preferiblemente a 60°C hasta su completa disolución bajo agitación de 100 rpm a 500 rpm. A continuación, se agregan los saborizantes liposolubles, emulsificantes y colorantes. La fase grasa se mezcla entonces con una fase acuosa en una proporción fase grasa-fase acuosa de 60:40. En la fase acuosa se encuentran disueltos los conservadores y la sal. La mezcla es entonces pasteurizada entre 60°C a 90°C y más preferiblemente de 80°C bajo agitación a una velocidad de 100 rpm a 500 rpm para conseguir la emulsión de ambas fases. La mezcla pasteurizada se pre-enfría a una temperatura entre 59°C a 63°C y posteriormente se bombea a una velocidad de 72kg/hr a 96 kg/hr hacia un primer cristalizador cuyo intercambiador de superficie raspada tiene una velocidad de rotación de 300 rpm a 400 rpm, siendo la emulsión enfriada en esta etapa a una temperatura de 8°C a 12°C. Posteriormente, la margarina se conduce a un rotor de pernos para homogenizar el tamaño de cristales cuya velocidad es de 200 rpm a 300 rpm y su temperatura va de 0°C a 25°C y más preferiblemente de 9°C a 13°C. A continuación, la margarina se dirige a un segundo cristalizador cuyo intercambiador de superficie raspada tiene una velocidad de rotación de 150 rpm a 400 rpm y más preferiblemente de 200 rpm a 320 rpm y su temperatura de salida de la margarina es de 0°C a 10°C y más preferiblemente de 4°C a 9°C. El medio de enfriamiento utilizado es refrigerante R-22.
Para el caso de pruebas industriales, se utilizó un equipo de 6 tubos de superficie raspada y dos rotores de pernos de 50 litros y 100 litros respectivamente. La emulsión se conduce por medio de una bomba de alta presión a un flujo de 1,200 kg/hr a 1,300 kg/hr y una temperatura de entrada de 44°C a 46°C. Después de la primera serie de dos intercambiadores de superficie raspada el producto registra una temperatura de 18°C a 20°C. La margarina se circula por el rotor de pernos de 50 litros para homogenizar el tamaño de cristales, donde su temperatura va de 20°C a 22°C. A continuación, la margarina se dirige a otros dos tubos de enfriamiento, donde la margarina llega a una temperatura de 4°C a 6°C. El producto así obtenido se envía al segundo rotor de pernos de 100 litros, donde alcanza una temperatura de 7°C a 9°C, para de ahí pasar a los dos últimos intercambiadores de superficie raspada (tubos 5 y 6), obteniéndose una temperatura de 2°C a 3°C. El medio refrigerante usado en las pruebas industriales fue amoniaco.
EJEMPLO 4.
Producción de emulsión cárnica (Salchichas). El procedimiento de producción utiliza como materia prima el oleogel como fase grasa, agua, proteína de pollo separada mecánicamente (MDM), proteína de soja, almidón, sal común, nitritos, saborizante, colorante y conservadores. En este caso el oleogel se prepara con oleína de palma cuya proporción oleína-grasa se ajustan a la proporción deseada que varía de 50:50% a 95:5% en peso respectivamente y más preferiblemente 95:5% en peso. Posteriormente se añade el agente estructurante cuya composición varía del 1% al 10% en peso y más preferiblemente del 1% al 3% en peso del total de la mezcla. La preparación comienza con la hidratación de las proteínas y sales, seguido de un posterior mezclado y refinado con el oleogel y resto de los ingredientes a una temperatura de 6°C. El refinado se realiza bajo vacío utilizando un emulsificador de cuchillas hasta que se obtenga una dispersión homogénea. El producto resultante se embute y cocina a una temperatura entre 63°C a 80°C y más preferiblemente a 72°C.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un oleogel comestible y termorreversible que comprende un aceite, un agente estructurante y una grasa, el agente estructurante es un monoglicérido destilado de ácido graso saturado de 12 a 24 átomos de carbono que contiene más de 90% en peso de monoglicéridos y los monoglicéridos del ácido graso saturado son al menos 40% en peso de mon og l i c é r i d os de ác ido es t eá r i co y al menos 30% en peso de mon og l i c é r i d os de ác ido pa l mí t i co , ca r a c t e r i z ad o porque el o l eoge l c omes t i b l e y t e r mo r r e v e r s i b l e t i ene un perfil de ácidos grasos del 16% al 45% en peso de ácido palmítico, del 28% al 50% en peso de ácido oleico, del 1% al 10% de ácido esteárico, del 9% al 35% en peso de ácido linoléico, del 0,1% al 7% de ácido alfa-linoléico, del 1 % al 10 % en peso de ácido láurico, y del 1% al 3% de ácido mirístico; y tiene un módulo complejo superior a 0,8 MPa cuando la muestra previamente fusionada a 80°C se enfría y se cristaliza a una velocidad de 2°C/min hasta 0°C y 30 minutos a 0°C, realizando la medición a 10 Hz y 0,005% de amplitud.
2. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende de 50% a 95% en peso de aceite, de 1% a 10% en peso de agente estructurante y de 5% a 50% en peso de grasa.
3. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aceite se selecciona de un grupo que consiste en aceite de soja, aceite de oliva, aceite de colza, aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de coco, aceite de semilla de algodón, aceite de linaza, aceite de almendra, aceite de cacahuate, aceite de alga, aceite de palma, estearina de palma, oleína de palma, aceite de palma hidrogenado, estearina de palma hidrogenada, aceite de soja alto oleico, aceite de colza alto oleico, aceite de girasol alto oleico, aceite de cártamo alto oleico, aceite de soja totalmente hidrogenado, aceite de colza totalmente hidrogenado, aceite de semilla de algodón totalmente hidrogenado, aceite de girasol alto esteárico, aceites interesterificados enzimática y químicamente y combinación de los mismos.
4. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el aceite es aceite de soja, aceite de oliva, aceite de colza, aceite de palma.
5. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la grasa es de origen animal o vegetal seleccionada de un grupo que consiste en estearina, grasa butírica, grasa de cerdo, sebo de res, grasa vegetal completamente hidrogenada y sus combinaciones.
6. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además incluye un agente emulsificante seleccionado de un grupo que consiste de lecitina de soja, fosfolípidos, y sus combinaciones.
7. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el monoglicérido destilado de ácido graso saturado tiene un punto de fusión de 65°C a 90°C.
8. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un perfil de ácidos grasos de 25% a 56% en peso de ácidos grasos saturados, de 29% a 55% en peso de ácidos grasos monoinsaturados y de 8% a 36% en peso de ácidos grasos poliinsaturados.
9. El oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el oleogel es estable sin mostrar la separación de fase a una temperatura de 4°C a 25°C.
10. Un procedimiento para producir un oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 1, el procedimiento caracterizado porque comprende las etapas de:
preparar una mezcla de aceite y grasa;
añadir un agente estructurante a la mezcla de aceite y grasa, el agente estructurante es un monoglicérido destilado de ácido graso saturado que tiene de 12 a 24 átomos de carbono que contienen más del 90% en peso de monoglicéridos y los monoglicéridos del ácido graso saturado son al menos un 40% en peso de monoglicéridos de ácido esteárico y al menos un 30% en peso de monoglicéridos de ácido palmítico; y calentar la mezcla de aceite, grasa y agente estructurante a una temperatura de 65°C a 90°C.
11. El procedimiento para producir un oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque incluye además l a etapa de permitir la mezcla de aceite, grasa y un agente estructurante que se va a enfriar.
12. El procedimiento para producir un oleogel comestible y termorreversible de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la etapa de calentamiento de la mezcla de aceite, grasa y agente estructurante a una temperatura de 56 °C a 90 °C incluye además la etapa de añadir un agente emulsificante seleccionado de un grupo que consiste en lecitina de soja, fosfolípidos y combinaciones de los mismos.
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