WO2002043504A1 - Producto liquido de origen vegetal como sustitutivo de la leche - Google Patents

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quinoa
chufa
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extract
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Buenaventura Guamis Lopez
Joan Miquel Quevedo Terri
Antonio Jose Trujillo Mesa
Xavier Felipe Cuyas
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Universitat Autonoma De Barcelona
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    • A23L7/107—Addition or treatment with enzymes not combined with fermentation with microorganisms

Definitions

  • the present invention relates to a liquid product of plant origin that can be used as an alternative to liquid milk of animal origin.
  • the horchata is made from a tuber known as "chufa” ⁇ Cyperus esculentus) that grew spontaneously in the Nile Valley and currently grows in different parts of Africa and is grown on a large scale in Spain in the Valencian Community, particularly in the area of Alboraya and bordering.
  • the origin of the use of this tuber for the preparation of horchata is exclusive to the Valencian Community, where it was possibly introduced by the Arabs.
  • horufata de chufa it starts from a selection of the tubers and subsequently they are washed, hydrated and ground with drinking water; The crushing is sieved, sweetened with sugar and cooled to 3-4 ° C.
  • horchata Approximately 6 liters of water and 140 grams of sugar are used per kilogram of chufas and 5 to 6 liters of horchata are obtained. Occasionally, horchata can be flavored with small amounts of cinnamon and lemon. The resulting horchata is a nutritious and refreshing drink, milky white, with a characteristic, soft and pleasant flavor and aroma. The horchata is consumed very cold and even partially frozen, in the form of slush.
  • the nutritional value of horchata comes from the chufa's own composition.
  • the chemical composition of the chufa is as follows:
  • Linoleic acid is an essential fatty acid and its recommended daily intake is 15 to 20 grams per day. Stresses its intervention in the synthesis of prostaglandins (modulators of all cellular activities, control the contraction of smooth muscles, glandular secretions, water and electrolyte reabsorption, neurotransmission, platelet aggregation, fever induction and of the inflammatory responses).
  • the percentage of protein in the chufa constitutes approximately 10% of the dry substance. Thus, proteins share with the fiber the third place in importance of the components of the tuber.
  • the most abundant amino acid in chufa is Arginine, also providing a high content of Phenylalanine and Tyrosine and lower percentages of other amino acids such as Leucine, Isoleucine, Lysine, Methionine, Cysteine, Threonine, Valine and Tryptophan. In total, it provides 41 grams of essential amino acids / 100 grams of total protein.
  • Chufa provides an important contribution in minerals, in particular potassium, phosphorus, calcium, magnesium, zinc and iron.
  • Potassium is the macroelement found in the highest proportion (543.70 mg / 100g of chufa-substance soluble). Potassium plays an important role in most vital functions such as cell metabolism, protein synthesis, carbohydrate synthesis and neuromuscular excitability. Its main functions are the regulation of the water content of the cell, the activating role of enzyme systems and the increase of neuromuscular excitability.
  • Chufa also contains a high percentage of phosphorus (285 mg / 100 gr of chufa-s.s.) And calcium (103 mg / 100 gr of chufa-s.s.). Calcium is essential in growth to achieve good bone calcification as well as for adults to prevent decalcification.
  • the chufa contains 95.50 mg of magnesium / 100 g of chufa-s.s. Magnesium is found inside the cells, where it acts as activator of several enzymes and also intervenes in the transmission of nerve impulse at the level of the motor plate. It should be noted according to recent data its anti-stress importance.
  • the chufa contains a 4.32 mg of zinc / 100 gr of chufa-s.s .. It is a component of important enzymes such as alkaline phosphatase and carbonic anhydrase. 10 to 15 mg daily are considered necessary.
  • chufa provides 4.21 mg of iron / 100 g of chufa-ss. Iron is necessary for the formation of hemoglobin. Each molecule of it contains an iron atom. The organism responds to iron deficiency with anemia. Iron deficiency anemia is not only the first among all the different causes of anemia, but also the main nutritional deficiency in the western world. 10 to 15 mg daily are considered necessary. It is important to remember that milk contains a very small amount of iron. D. Carbohydrates
  • Starch is the most abundant of the chufa carbohydrates, representing between 30 and 40% of the weight of the tuber. Free sugars continue in importance to starch. Sucrose constitutes almost all of them; It represents about 12.5% of the weight of the tuber.
  • Chufa also contains reducing sugars (ocglucose, ⁇ -glucose, fructose and galactose), whose essential function is energy.
  • Vegetable fiber is the non-digestible or absorbable part of many plant-based foods. It consists of substances of different chemical composition, although most of them are polysaccharides. It is also called dietary fiber and food fiber. Although its component could be considered unhelpful, since it is eliminated with feces, in recent years its properties have been studied with interest after having been published that there is most likely a relationship between low intake of plant fiber and certain diseases.
  • composition of the horchata per 100 ce approximately is:
  • horchata is a food and refreshing product, which has a high content of unsaturated fatty acids and especially linoleic acid without providing cholesterol, which makes it a suitable food for diets of both older people and children's. Also noteworthy is its high energy value, which reinforces its use by children and athletes and its high content of minerals, especially potassium, which, as mentioned above, plays an important role in the nervous system. Also its high fiber content makes it advisable as a regulator of intestinal transit and prevents diseases such as colon cancer, its astringent capacity is also known in cases of intestinal disorders.
  • Horchata outperforms milk in terms of iron intake, since milk is deficient in this mineral. However, the nutritional value of horchata is insufficient, given that the protein intake is low.
  • the present invention relates to a liquid product of plant origin, characterized in that it essentially contains a chufa extract, a quinoa extract and a mixture of enzymes of the ⁇ -amylase type.
  • Said mixture of enzymes of the ⁇ -amylase type comprises ⁇ -amylases of different optimum starch hydrolysis temperatures in order to avoid gelation of the starch in the thermal conservation treatments, while providing maltodextrins and glucose.
  • the liquid vegetable product according to the invention comprises between 5% and 20%, preferably between 8% and 16% of chufa extract and between 5% and 20%, preferably between 7% and 10% of quinoa extract
  • Quinoa (Chenopodium quinoa Willdenow) is a dicot plant, considered a pseudo-cereal that is grown in the Andean highlands of South America and that requires very specific climatic conditions for growth, mainly heights above 3,000 m above the sea level.
  • Kancolla and sweets such as Sajama, Cheweca or Blanca Juli which have the following chemical physical composition: Humidity 9.5-12.5
  • the proteins that quinea provides are of high biological value, rich in Lysine, Methionine, Cystine, Arginine and Histidine.
  • the carbohydrates that make up quinoa are mostly starch and about 5% sugars. Approximately 50% of the quinoa fat content is linoleic acid, essential for the human diet.
  • quinoa contains a high level of calcium and phosphorus.
  • the addition of a quinoa extract to a chufa extract in a liquid product according to the invention allows to increase the protein value of the final product with respect to the chufa horchata.
  • the presence of high percentages of starch in the composition of chufa and quinoa extracts gives them the property of gelation when thermal sterilization treatments are applied, so that the product completely changes its rheological behavior so that it loses the characteristic quality of drinking liquid .
  • This gelation can be avoided by the addition of ⁇ -amylase-like enzymes that degrade starch producing malto-dextrins, compounds of great nutritional value, and glucose.
  • the present invention also relates to a process for preparing a liquid product of plant origin according to any of the preceding claims, characterized in that it comprises: (a) Hydration and milling of the chufa and filtering of the resulting liquid;
  • liquid product of plant origin of the present invention can be used as a substitute for milk of animal origin and other plant products of high nutritional value (for example, soy derivatives).
  • liquid vegetable product according to the invention offers a number of advantages:
  • Example I Process of making a liquid vegetable product of high nutritional value and pleasant taste

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Abstract

Se refiere a un producto líquido de origen vegetal que puede ser usado como alternativa a la leche líquida de origen animal. Se caracteriza porque contiene esencialmente un extracto de chufa, un extracto de quinoa y una mezcla de enzimas del tipo α-amilasa. Dicha mezcla comprende α-amilasas de diferentes temperaturas óptimas de hidrólisis del almidón con la finalidad de evitar la gelificación del almidón en los tratamientos térmicos de conservación, proporcionando al mismo tiempo maltodextrinas y glucosa.

Description

PRODUCTO LÍQUIDO DE ORIGEN VEGETAL COMO SUSTITUTIVO DE LA LECHE
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un producto liquido de origen vegetal que puede ser usado como alternativa a la leche liquida de origen animal.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Existe en el mercado una amplia variedad de productos de origen vegetal que pretenden ser una alternativa a la leche liquida de origen animal en la alimentación. Se pretende que dichos productos proporcionen un poder nutritivo comparable al de la leche sin aportar colesterol y evitando la aparición de problemas asociados a la intolerancia a la lactosa y a algunas proteínas de la leche de vaca. La mayoría de dichos productos están constituidos πiayoritariamente por soja y comportan varios inconvenientes como factores antinutricionales, una disminución de su valor nutritivo como consecuencia de tratamientos térmicos a elevadas temperaturas y/o repetidos, sabores desagradables y desconfianza por parte del consumidor por la posibilidad de que se hayan utilizado especies transgénicas de este vegetal.
Como alternativa existe la horchata de chufa, que aunque presenta una concentración de proteína inferior a la de la leche de vaca y por lo tanto no llega a ser un sustituto nutricional de la leche completo, tiene a su favor un sabor muy aceptado.
La horchata se elabora a partir de un tubérculo conocido como "chufa" { Cyperus esculentus) que crecía espontáneamente en el valle del Nilo y que en la actualidad crece en distintos lugares de África y se cultiva a gran escala en España en la Comunidad Valenciana, particularmente en la zona de Alboraya y limítrofes. El origen de la utilización de dicho tubérculo para la elaboración de horchata es exclusivo de la Comunidad Valenciana, donde fue introducido posiblemente por los árabes. Para la elaboración tradicional de la horchata de chufa se parte de una selección de los tubérculos y posteriormente se lavan, se hidratan y molturan con agua potable; el triturado se tamiza, se edulcora con azúcar y se enfría a 3-4°C. Por cada kilogramo de chufas se emplean aproximadamente 6 litros de agua y 140 gramos de azúcar y se obtienen de 5 a 6 litros de horchata. Ocasionalmente la horchata puede aromatizarse con pequeñas cantidades de canela y limón. La horchata resultante es una bebida nutritiva y refrescante, de color blanco lechoso, de sabor y aroma característicos, suaves y agradables. La horchata se consume muy fría e incluso parcialmente congelada, en forma de granizado.
El valor nutritivo de la horchata proviene de la propia composición de la chufa. La composición química de la chufa es la siguiente:
• Humedad 10.5%
• Proteínas (Nx 6.25) 8.5% • Grasa 22.0%
• Fibra 8.5%
• Cenizas 1.7%
• MELN( Materia extractiva libre de nitrógeno) 48.8%
Algunos aspectos a destacar relacionados con la composición de la chufa son:
A. Lípidos
El 85% aproximadamente son ácidos grasos insaturados, destacando en su composición el ácido oléico (75%) y el ácido linoléico (10%). La chufa no tiene colesterol .
El ácido linoléico es un ácido graso esencial y su ingesta diaria recomendada es de 15 a 20 gramos por día. Destaca su intervención en la síntesis de prostaglandinas (moduladores de todas las actividades celulares, controlan la contracción de los músculos lisos, las secreciones glandulares, la reabsorción del agua y de los electrolitos, la neurotransmisión, la agregación de plaquetas, la inducción de la fiebre y de las respuestas inflamatorias) .
B. Proteínas
El porcentaje de proteína en la chufa constituye aproximadamente el 10% sobre sustancia seca. Así, las proteínas comparten con la fibra el tercer lugar en importancia de los componentes del tubérculo. El aminoácido más abundante en la chufa es la Arginina, aportando también un elevado contenido en Fenilalanina y Tirosina y porcentajes menores de otros aminoácidos como la Leucina, Isoleucina, Lisina, Metionina, Cisteína, Treonina, Valina y Triftófano. En total, aporta 41 gramos de aminoácidos esenciales /100 gramos de proteína total.
C. Minerales
La chufa proporciona un aporte importante en minerales, en particular potasio, fósforo, calcio, magnesio, zinc y hierro.
El potasio es el macroelemento que se encuentra en mayor proporción (543.70 mg /100g de chufa-sustancia soluble) . El potasio tiene un papel importante en la mayor parte de funciones vitales como el metabolismo celular, la síntesis proteica, la síntesis de glúcidos y la excitabilidad neuromuscular . Sus principales funciones son la regulación del contenido en agua de la célula, el papel activador de los sistemas enzimáticos y el aumento de la excitabilidad neuromuscular.
La chufa también contiene un elevado porcentaje de fósforo (285 mg/100 gr de chufa-s.s.) y calcio (103 mg/100 gr de chufa-s.s.). El calcio es fundamental en el crecimiento para conseguir una buena calcificación de los huesos así como para las personas adultas para impedir la descalcificación.
La chufa contiene 95.50 mg de magnesio/100 g de chufa-s.s. El magnesio se encuentra en el interior de las células, donde cumple funciones de activador de varias enzimas e interviene también en la transmisión del impulso nervioso a nivel de la placa motora. Cabe destacar según datos recientes su importancia anti-estrés. La chufa contiene un 4.32 mg de zinc/100 gr de chufa-s.s.. Es un componente de enzimas importantes como la fosfatasa alcalina y la anhidrasa carbónica. Se consideran necesarios de 10 a 15 mg diarios.
Por último, la chufa aporta un 4.21 mg de hierro/100 g de chufa-s.s. El hierro es necesario para la formación de la hemoglobina. Cada molécula de ésta contiene un átomo de hierro. El organismo responde a la deficiencia de hierro con una anemia. La anemia ferropénica no es sólo la primera entre todas las distintas causas de anemia, sino también la principal carencia nutricional en el mundo occidental. Se consideran necesarios de 10 a 15 mg diarios. Es importante recordar que la leche contiene una cantidad muy pequeña de hierro. D. Carbohidratos.
El almidón es el más abundante de los carbohidratos de la chufa, representando entre el 30 y el 40% del peso del tubérculo. Los azúcares libres siguen en importancia al almidón. La sacarosa constituye la casi totalidad de ellos; representa alrededor del 12.5% del peso del tubérculo.
La chufa contiene también azúcares reductores (ocglucosa, β-glucosa, fructosa y galactosa) , cuya función esencial es la energética.
E . Fibra
La mayor parte de la fibra que contiene la chufa es celulosa (8.5%) . La fibra vegetal es la parte no digerible ni absorbible de muchos alimentos de origen vegetal. Está constituida por sustancias de distinta composición química, aunque la mayor parte de ellas son polisacáridos . También se denomina fibra dietética y fibra alimentaria. A pesar de que se podría considerar su componente poco útil, ya que se elimina con las heces, estos últimos años se han estudiado sus propiedades con interés tras haberse publicado que muy probablemente exista una relación entre la baja ingesta de fibra vegetal y ciertas enfermedades.
La composición de la horchata por cada 100 ce aproximadamente es :
Proteínas 1.5 g
Lípidos 3.2 g
Carbohidratos 16.4 g
Fibra 1.6 g
Minerales Fósforo 23 mg Magnesio 6.95 mg
Manganeso 0.09 mg
Calcio 8.7 mg
Hierro 0.32 mg Zinc 0.36 mg
Sodio 0.53 mg
Potasio 74.6 mg
Yodo 0.17 μg
Vitaminas Vit C 0.88 mg Vit A 0.102 mg Vit D y Vit E
Por todo lo reseñado anteriormente podemos concluir que la horchata es un producto alimenticio y refrescante, que tiene un contenido elevado en ácidos grasos insaturados y en especial ácido linoléico sin aportar colesterol, lo que hace que sea un alimento adecuado para dietas tanto de personas mayores como de niños. También cabe destacar su elevado valor energético, lo que refuerza su utilización por niños y deportistas y su alto contenido en minerales sobretodo potasio que como se ha comentado anteriormente juega un papel importante en el sistema nervioso. Asimismo su alto contenido en fibra le hace recomendable como regulador del tránsito intestinal y previene de enfermedades como el cáncer de colon, siendo también conocida su capacidad astringente en casos de desarreglos intestinales.
La horchata supera a la leche en cuanto al aporte de hierro, dado que la leche es deficitaria en este mineral. Sin embargo, el valor nutricional de la horchata es insuficiente, dado que el aporte proteico es bajo.
La opción de suple entar la horchata mediante la adición de proteínas lácteas modificaría su sabor y su carácter astringente vegetal y lo invalidaría para el potencial consumidor que demanda productos de origen exclusivamente vegetal. Por otro lado, la adición de proteína de soja acarrearía problemas de sabor, además de la posibilidad de introducir factores antinutricionales si ésta no es de la calidad adecuada.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un producto líquido de origen vegetal, caracterizado porque contiene esencialmente un extracto de chufa, un extracto de quinoa y una mezcla de enzimas del tipo α-amilasa. Dicha mezcla de enzimas de tipo α-amilasa comprende α-amilasas de diferentes temperaturas óptimas de hidrólisis del almidón con la finalidad de evitar la gelificación del almidón en los tratamientos térmicos de conservación, proporcionando al mismo tiempo maltodextrinas y glucosa.
El producto líquido vegetal según la invención comprende entre el 5% y el 20%, preferentemente entre el 8% y el 16% de extracto de chufa y entre el 5% y el 20%, preferentemente entre el 7% y el 10% de extracto de quinoa.
La quinoa ( Chenopodium quinoa Willdenow) es una planta dicotiledónea, considerada un pseudo-cereal que se cultiva en la región del altiplano andino de América del Sur y que requiere unas condiciones climáticas muy específicas para su crecimiento, principalmente alturas superiores a 3.000 m sobre el nivel del mar.
Algunas variedades de este vegetal que son útiles para utilizar en forma de harina fina en un producto líquido vegetal según la invención son Kancolla y dulces como Sajama, Cheweca o Blanca Juli que presentan la siguiente composición físico química: Humedad 9.5-12.5
Carbohidratos 70-73.5"
Proteínas 16-23% Grasas 4.3-5.5%
Cenizas 1.5-1.8%
Fibra 0.7-1.2%
Las proteínas que proporciona la quinea son de elevado valor biológico, ricas en Lisina, Metionina, Cistina, Arginina e Histidina.
Los carbohidratos que componen la quinoa están formados mayoritariamente por almidón y un 5% aproximadamente de azúcares . El 50% aproximadamente del contenido en grasas de la quinoa es ácido linoléico, esencial para la dieta humana .
Por otro lado, la quinoa contiene un elevado nivel de calcio y fósforo.
Ventajosamente, la adición de un extracto de quinoa a un extracto de chufa en un producto líquido según la invención permite incrementar el valor proteico del producto final respecto a la horchata de chufa. La presencia de elevados porcentajes de almidón en la composición de extractos de chufa y quinoa les confiere la propiedad de gelificación cuando se les aplica tratamientos térmicos de esterilización con lo que el producto cambia completamente sus comportamiento reológico de forma que pierde la característica cualidad de líquido bebible. Esta gelificación puede evitarse mediante la adición de enzimas tipo α-amilasa que degradan el almidón produciendo malto-dextrinas, compuestos de gran valor nutricional, y glucosa. La presente invención también se refiere a un procedimiento de elaboración de un producto líquido de origen vegetal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que comprende: (a) Hidratación y molturación de la chufa y filtrado del líquido resultante;
(b) Obtención de harina de quinoa libre de saponinas. Algunos métodos ;
(c) Mezclado del filtrado de chufa con la harina de quinoa;
(d) Adición de α-amilasas y opcionalmente adición de aditivos;
(e) Homogenización;
(f) Opcionalmente tratamiento de conservación; y (g) Refrigeración.
Algunos métodos para la desaponificación de quinoa adecuados para un procedimiento según la invención son:
- Lavado por agitación y turbulencia - Método de fricción o rozamiento (Escarificado o pulido)
- Método termomecánico en seco
- Método químico
Ventajosamente, el producto líquido de origen vegetal de la presente invención puede ser utilizado como sustitutivo de la leche de origen animal y de otros productos vegetales de elevado valor nutritivo (por ejemplo, derivados de la soja) . El empleo del producto líquido vegetal según la invención ofrece una serie de ventajas:
- buenas características organolépticas, en especial sabor agradable
- origen totalmente natural, dado que se obtiene a partir de chufas y quinoa - producto totalmente vegetal
- elevado valor nutritivo
- presencia de maltodextrinas de gran valor dietético posibilidad de aplicar tratamientos de conservación (pasteurización, esterilización convencional, UHT, atomización, liofilización) .
EJEMPLOS
A continuación se muestra un ejemplo a modo ilustrativo no limitativo de la invención.
Ejemplo I. Procedimiento de elaboración de un producto líquido vegetal de alto valor nutritivo y sabor agradable
Materias primas:
• "chufa" ( Cyperus esculentus)
• quinoa ( Chenopodi um quinoa Willdenow)
(a) Lavado y remojo de las chufas
(b) Molturación en agua descalcificada a temperatura de 12-14°C
(c) Filtrado
(d) Estandarización (Grasas 3.5-4.2%; Proteínas 3.2-3.5%; EST 12.5-14.5%; Calcio 800-1200 pp )
(e) Obtención de harina fina de quinoa libre de saponinas y ausencia de sabores extraños.
(f) Mezclado del filtrado de chufas con la harina de quinoa
(g) Adición de α-amilasas (α-amilasa de temperatura óptima de trabajo a 40-70°C; α-amilasa de temperatura óptima de trabajo a 60-100°C) que permita hidrolizar el almidón y obtener alto-dextrinas . (h) Adición de emulgentes y estabilizantes (i) Homogenización en una o dos etapas
(j) Pasteurización y envasado para conservación en refrigeración

Claims

REIVINDICACIONES
1. Producto líquido de origen vegetal caracterizado por una solución acuosa que contiene esencialmente un extracto de chufa { Cyperus esculentus) , ' un extracto de quinoa ( Chenopodi um quinoa Willdenow) y una mezcla de enzimas del tipo α-amilasa.
2. Producto líquido de origen vegetal según la reivindicación 1, donde dicha mezcla de enzimas del tipo α-amilasa comprende enzimas de diferentes temperaturas óptimas de hidrólisis del almidón.
3. Producto líquido de origen vegetal según la reivindicación 1 ó 2, que comprende maltodextrinas provinientes de la degradación del almidón por dicha mezcla de enzimas.
4. Producto líquido de origen vegetal según cualquiera de la reivindicaciones anteriores, donde la variedad de quinoa utilizada se selecciona entre el grupo que comprende Kancolla, Saj ma, Che eca y Blanca Juli.
5. Producto líquido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el extracto de chufa está comprendido entre el 5% y el 20%, preferentemente entre el 8% y el 16%.
6. Producto líquido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el extracto de quinoa está comprendido entre el 5% y el 20%, preferentemente entre el 7% y el 10%.
7. Procedimiento de elaboración de un producto líquido de origen vegetal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado en que comprende :
(h) Hidratación y molturación de la chufa y filtrado del líquido resultante; (i) Obtención de harina de quinoa libre de saponinas;
(j) Mezclado del filtrado de chufa con la harina de quinoa; (k) Adición de α-amilasas y opcionalmente adición de aditivos; (1) Homogenización;
(m) Opcionalmente tratamiento de conservación; y (n) Refrigeración.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, donde dicho tratamiento de conservación se selecciona entre pasteurización, esterilización convencional, UHT, atomización y liofilización.
9. Utilización de un producto líquido de origen vegetal según cualquiera de las reivindicaciones anteriores como sustituto nutricional de la leche de origen animal o de productos vegetales de elevado poder nutricional.
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