ESFERA TECNOLÓGICA La presente invención pertenece a la rama de la bioquímica, específicamente en el tratamiento de aleuronas, las cuales permiten obtener una fibra enzimática que desarrolla unos niveles de nutrición superiores a los ya conocidos en alimentos producidos a base de cereales. Se trata de un complemento alimenticio de alto valor nutricional, que actúa como mejorador natural de harinas y cereales beneficiando todos los procesos y productos de transformación de harinas o similares, en productos terminados destinados a compensar las necesidades nutricionales en todas las edades y estratos sociales de la población.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Es extensamente conocida le utilización de la harina de trigo como alimento nutricional en muchas partes del mundo, lamentablemente el complejo vitamínico incorporado a la harina de trigo es termolábil y la mayoría de los nutrientes desaparecen por acción del calor en los procesos de horneo o de cocción. Las estadísticas a este respecto indican que en 10 años después del consumo de este alimento nutricional, los niveles de desnutrición continúan creciendo y los problemas que esto conlleva se ven reflejados en la deserción escolar, la vulnerabilidad de la salud y una juventud cada vez más dispuesta a mantenerse con él más mínimo esfuerzo.

Es conocida la patente americana No 5567424 la cual se relaciona con una bebida que proporciona fibras, antioxidantes y enzimas digestivas al cuerpo humano. La composición de la bebida puede servir como un suplemento de comida, para entregar los nutrientes al cuerpo, ayudar a mantener una buena salud y proteger contra las enfermedades.

Es conocida la patente americana No 4859474 la cual se relaciona con un proceso para la producción de fructosa y cereales endulzados por conversión enzimática. La presente invención proporciona fibras enzimáticas enriquecidas como complemento alimenticio de alto valor nutricional, destinado a compensar las necesidades nutricionales en todas las edades y estratos sociales de la población humana.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Las fibras enzimáticas enriquecidas para alimentación humana de la patente solicitada son un complemento enzimático nutricional en polvo para consumo directo o como materia prima, de excelente desempeño en la fabricación de productos horneados que contengan cereales en cualquiera de sus formas (harinas, hojuelas, granos enteros, partidos, triturados o finos).

Este desarrollo consiste en un producto natural multifacético denominado fibras enzimáticas enriquecidas para alimentación humana, el cual fue logrado gracias a un desarrollo tecnológico, llevado a cabo por un grupo de profesionales y técnicos del laboratorio de pruebas y ensayos, mediante un estudioso y cuidadoso proceso de identificación, separación, selección y tratamiento térmico de celulosas, aleuronas (tejido fibroso localizado entre el endospermo y el pericarpio) gérmenes de cereales ricos en aminoácidos, fibra dietaria, omega 6, omega 9, enzimas, un conjunto de vitaminas y minerales de alto valor nutricional para el consumo humano.

La aleurona es el conjunto de gránulos protéicos presentes en las semillas de diversas plantas, generalmente localizados en la parte externa del endospermo. Su etimología proviene de la palabra griega aleuron que significa harina. La aleurona es la sustancia de reserva alimenticia, de naturaleza albuminoidea, que el embrión de la semilla utiliza durante la germinación y que es tan abundante en muchas de las semillas que se utilizan para el consumo humano. Las enzimas son sustancias de naturaleza proteica que catalizan reacciones químicas, siempre que sea termodinámicamente posible (si bien no pueden hacer que el proceso sea más termodinámicamente favorable). En estas reacciones, las enzimas actúan sobre unas moléculas denominadas sustratos, las cuales se convierten en diferentes moléculas los productos. Casi todos los procesos en las células necesitan enzimas para que ocurran en tasas significativas. A las reacciones mediadas por enzimas se las denomina reacciones enzimáticas.

Debido a que las enzimas son extremadamente selectivas con sus sustratos y su velocidad crece sólo con algunas reacciones de entre otras posibilidades, el conjunto de enzimas sintetizadas en una célula determina el metabolismo que ocurre en cada célula. A su vez, esta síntesis depende de la regulación de la expresión génica.

Como todos los catalizadores, las enzimas funcionan aumentando y disminuyendo la energía de activación de una reacción, de forma que se acelera sustancialmente la tasa de reacción. Las enzimas no alteran el balance energético de las reacciones en que intervienen, ni modifican, por lo tanto, el equilibrio de la reacción, pero consiguen acelerar el proceso incluso millones de veces. Una reacción que se produce bajo el control de una enzima, o de un catalizador en general, alcanza el equilibrio mucho más deprisa que la correspondiente reacción no catalizada.

Al igual que ocurre con otros catalizadores, las enzimas no son consumidas por las reacciones que ellas catalizan, ni alteran su equilibrio químico. Sin embargo, las enzimas difieren de otros catalizadores por ser más específicas. La actividad de las enzimas puede ser afectada por otras moléculas. Los inhibidores enzimáticos son moléculas que disminuyen o impiden la actividad de las enzimas, mientras que los activadores son moléculas que incrementan la actividad. Asimismo, gran cantidad de enzimas requieren de cofactores para su actividad. Muchas drogas o fármacos son moléculas inhibidoras. Igualmente, la actividad es afectada por la temperatura, el pH, la concentración de la propia enzima y del sustrato y otros factores físico-químicos.

El producto presenta un comportamiento especial en los procesos de mezcla, extrusado, pulverización y mezclado a nivel industrial, los cuales garantizan su aprovechamiento posterior en una buena parte de las ramas de la alimentación humana. Además de aglutinar un gran nivel de vitaminas, minerales, aminoácidos, y proteínas los cuales pueden ser utilizados en todos los procesos industriales de transformación de harinas o similares. La presente invención se sustenta su aplicación en la selección, separación, mezcla, extrusión, tratamiento térmico, texturizado y tamizado de aleuronas y hemicelulasas de cereales de alto valor nutricional, mezcla capaz de ser utilizada en cualquier campo de la alimentación humana, ya sea como materia prima en la fabricación de todo tipo de productos elaborados con base en cereales, en cualquiera de sus formas (harinas, almidones, sémolas o granos partidos o enteros) o como producto terminado, en forma de suplemento nutricional de consumo directo, tipo multi vitamínico o similar.

El producto esta compuesto por aleuronas de varios cereales, cuyas enzimas naturales fueron previamente seleccionadas y acondicionadas para beneficiar todo tipo de proceso de cereales en cualquiera de sus formas, donde intervengan característica reológicas y operaciones a base de maquinado en presencia de humedad relativa y calor. El producto beneficia una amplia gama de productos que además de ser alimentos cotidianos, se perfilan como grandes portantes de nutrición y funcionalidad tal como lo indican las siguientes características y beneficios.

• Incrementa el contenido nutricional.

· Proporciona textura suave.

• Permite migas uniformes y lozanas.

• Cortezas finas, lizas y de buena textura.

• Potencializa aroma, olor, color y sabor natural.

• Reduce tiempos de fermentación.

· Produce masas dóciles y de buen manejo.

• Mejora la apariencia física de todo producto.

• Aumenta el grado de absorción.

• Mejora greña en palles de corteza.

• Excelente cronch en productos expandidos.

· Activa un salto de horno vigoroso

• Proporciona buen volumen.

• Facilita la obtención de premezclas especiales

• Excelente desarrollo para innovar productos.

• Prolonga vida en anaquel. • Incrementa el rendimiento de todo tipo de harinas.

• Optimiza tiempos y movimientos en los procesos.

• Se adapta a todos los procesos y productos.

• Incrementa la rentabilidad de la panadería

• Es un producto natural con un alto contenido de fibra dietaria, omegas, proteínas, vitaminas y minerales que lo hacen único y que está llamado a contribuir con efectividad en la disminución de los niveles de desnutrición para todas las edades y sectores socioeconómicos de un país cualquiera sea su grado de desarrollo.

• Es un producto de fácil uso que se adapta sin ninguna dificultad a todos los procesos de transformación de materias primas para convertirse en productos terminados de alto valor nutricional, de buena apariencia física y calidad organoléptica, pues no existe ningún proceso de transformación de harinas y similares que quede excluido de los beneficios día FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA.

• Es un producto que por su estructura molecular genera sinergias en las diferentes operaciones de los procesos donde intervienen trabajo mecánico, humedad relativa, tiempo y calor, los cuales se manifiestan en múltiples características, capaces de intervenir y mejorar no menos de 20 características fisicoquímicas y organolépticas en productos horneados, aparte de los beneficios nutricionales, haciendo del FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA un aditivo que también actúa como mejorador de harinas de índole diferente a los que actualmente conoce el mundo de los cereales.

• El producto involucra por primera vez en el mundo de los cereales, 3 funciones que habían permanecido disgregadas y que por lo complejo de su manejo, no se habían logrado integrar antes, pues siempre que se trata de incorporar un valor nutricional, por encima de los contenidos en los cereales individualmente, traumatizan los procesos donde se apliquen, convirtiéndose en razones suficientes para su rechazo, pues ningún industrial está dispuesto a utilizar un aditivo que afecte su rendimiento y menos que sus productos terminados no tengan la calidad organoléptica a la cual se le atribuye la base de su progreso. Es así como, la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA ha permitido alinear de manera eficiente estos 3 conceptos que habían permanecido divorciados y en algunos casos abiertamente opuestos como son: a) la nutrición, b) la calidad sensorial y c) el desempeño funcional en la formulación de un producto, con cuyos componentes fisicoquímicos y enzimáticos, se optimiza también el rendimiento de una harina proveniente de cereales, oleaginosas, tubérculos y similares en cualquier aplicación.

• Es un desarrollo único de fácil aplicación, que puede ser utilizado por la factoría más artesanal hasta la más tecnificada y compleja, por cuanto mejora todo tipo de productos terminados, provenientes de todo tipo de harinas y de todo tipo de proceso, incluidos los de extrusado y de consumo directo.

Las fibras enzimáticas enriquecidas para alimentación humana es un mejorador natural con valor nutricional con una dosificación de 0.5% SPH a 1 % SPH.

MEJOR MANERA DE REALIZAR LA INVENCIÓN

Las fibras enzimáticas enriquecidas de la presente invención está compuesta por aleuronas de varios cereales, cuyas enzimas naturales fueron previamente seleccionadas y acondicionadas para beneficiar todo tipo de proceso de cereales en cualquiera de sus formas, donde intervengan características reológicas y operaciones a base de maquinado en presencia de humedad relativa y calor.

Las fibras enzimáticas enriquecidas de la presente invención se logran mediante un proceso de selección, separación, mezcla, extrusión, tratamiento térmico, texturizado y tamizado de aleuronas y hemicelulasas de cereales mezcladas con enzimas y gérmenes de cereal que contiene un alto valor nutricional y funcionalidad e incrementa el contenido nutricional de los cereales en un 30%. Las fibras enzimáticas pueden ser utilizadas en cualquier campo de la alimentación humana, ya sea como materia prima en la fabricación de todo tipo de productos elaborados con base en cereales, en cualquiera de sus formas (harinas, almidones, sémolas o granos partidos o enteros) o como producto terminado, en forma de suplemento nutricional de consumo directo, tipo multi vitamínico o similar. La composición básica de la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA es de celulosas 30%-50%, Aleuronas 10%-30%, Carbohidratos 10%-30% y gérmenes 10%-30%, provenientes de cereales escogidos de trigo, maíz, arroz y sorgo.

La FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA proviene de aminoácidos, los cuales son sustancias cristalinas, casi siempre de sabor dulce; tienen carácter ácido como propiedad básica y actividad óptica; químicamente son ácidos carbónicos con por lo menos un grupo amino por molécula.

Los aminoácidos son las unidades elementales constitutivas de las moléculas denominadas Proteínas. Las Proteínas son los compuestos nitrogenados más abundantes de los seres vivos y son a la vez el fundamento mismo de la vida. En efecto, debido a la gran variedad de proteínas existentes y como consecuencia de su estructura, las proteínas cumplen funciones sumamente diversas, participando en todos los procesos biológicos y constituyendo estructuras fundamentales en los seres vivos. De este modo, actúan acelerando reacciones químicas que de otro modo no podrían producirse en los tiempos necesarios para la transformación de procesos como complejos enzimáticos, transportando sustancias como oxígeno a los tejidos, cumpliendo funciones estructurales, como la generación de C02 para el sostenimiento del volumen, sirviendo como reserva de humedad para prolongar vida en anaquel, entre otros y en este sentido, actúan como un mejorador natural que tiene como valor agregado su alto contenido nutricional, cuyo compuesto se trasladará al producto terminado en la misma proporción en la que la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA sea utilizado. La la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA aporta Ácido aspártico, Leucina, Ácido glutámico, Lisina, Alanina, Metionina, Arginina, Prolina, Cistina, Serina, Fenilalanina, Tirosina, Glicina, Treonina, Triptófano, Histidina, Valina, Isoleucina, Treonina, Isoleucina, Leucina, Lisina, Fenilalanina, Tirosina, Iso-leucina.

Hay que destacar que si falta uno de los aminoácidos esenciales no será posible sintetizar ninguna de las proteínas en la que sea requerido dicho aminoácido. Esto puede dar lugar a diferentes tipos de desnutrición según cuál sea el aminoácido limitante.

En general, se recomiendan unos 40g. a 60g. de proteínas al día para un adulto sano. La Organización Mundial de la Salud (OMS) y las RDA recomiendan un valor de 0,8 gr. por kilogramo de peso y día. Por supuesto, durante el crecimiento, el embarazo o la lactancia estas necesidades aumentan, como una necesidad de mantener el normal funcionamiento de todos los órganos que conforman un ser vivo. El contenido nutricional de la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA es de alto valor biológico y la proporción usada estará presente en el producto terminado donde se haya aplicado, ejemplo si se usa el 1 % la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA el contenido nutricional correspondiente a este 1 %, será el que esperamos encontrar en el producto terminado o como materia prima.

El mejoramiento de las características del proceso, conlleva también una acción recíproca en el producto terminado y es así como los flavonoides de los propios de las aleuronas de los cereales contenidos en la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA actúan como potencializadores del sabor, olor, aroma y color de todos los productos donde se aplique.

La combinación de agentes enzimáticos que actúan como oxidantes y reductores son aportados por las Glucoxidasas, Pentosanasas y Xilanasas, responsables de acelerar los procesos de fermentación, incrementando la generación de C02, sin perder el bouquet de los atributos organolépticos derivados de las fermentaciones largas. La medición objetiva de estas cualidades, se pudo evidenciar, a través de las pruebas de REOFERMENTACIÓN, en donde se obtuvo una valiosa información en lo referente a desarrollo de masa, tiempo óptimo de gasificación en poder de retención del C02, en donde es en algunos casos los tiempos de fermentación, se redujeron hasta en un 50%, utilizando la misma proporción de levadura, lo cual mejora la eficiencia de los procesos, liberando producciones en menor tiempo, ahorrando recursos humanos, tecnológicos y físicos, es decir, mejorando la productividad de todos los procesos que van del 1 %, hasta en un 13%, con una desviación estándar del 2%. Las pentosanasas en las Xilanasas presentes en las aleuronas contenidas en la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA, tienen la propiedad de absorber y retener agua hasta en una proporción de dos veces su propio peso, lo cual significa que el rendimiento de las harinas donde se aplique, incrementarán su rendimiento, a través del agua que se transforma en masa y esté en producto terminado, favoreciendo el balance de materia, para llegar a afirmar que la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA permite incrementos netos en el rendimiento equivalentes al 2%-4% respecto su rendimiento normal.

Teniendo en cuenta que la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA actúa en todo tipo de panes y que se conocen oficialmente no menos de ochocientas clases de panes, el 50% de los panes se diferencian por su corteza, y en estas se encuentra un gran número de panes denominados de corteza, por cuanto esta parte define sus características tanto internas como externas. La greña se define como una superficie característica de algunos productos, desordenado y abruptamente formado, en una fermentación controlada, por liberación de C02 mediante cortes intencionalmente realizados, tal es el caso de los panes tipo volcánico como francés, baguette y panes de coco, donde lo más llamativo es su corteza y es ahí donde la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA tiene su mejor desempeño en la formación de superficies finas, crocantes y de coloración dorada, que hacen muy apetitosos los productos donde se aplique. Como resultado comparando un pan normal con un pan beneficiado con FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA, el segundo mejoró el aspecto de su corteza en 23%.

El crounch se define como el grado de crocancia requerido en algunos productos tales como galletas, barquillos y demás productos expandidos, la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA produce un efecto beneficioso en este tipo de productos, generando estructuras delicadas, de fácil deglución y de buen grado de palatividad, las pruebas prácticas llevadas a cabo durante el desarrollo, nos indicaron que el crounch de los productos donde se aplicó la FIBRA ENZIMÁTICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA mejoró en 5%. La acción de las levaduras, sumadas a las sinergias del complejo enzimático presente en la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA despliegan su mayor actividad, cuando la temperatura de horneo supera los 60 'C, y esto sucede de durante los 10 primeros minutos de horneo, cuando la masa alcanza las temperaturas de cocción, desarrollando su máximo nivel de gasificación, fenómeno al cual se le llama salto de horno y es donde se puede apreciar de manera objetiva, el máximo beneficio de la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA, en cuanto a mejoramiento de masas se refiere. El volumen obtenido calculado como la medida directa del rendimiento de una harina en relación con el producto obtenido tan pronto como sale del horno mejoró en un 15% en 3.000 pruebas realizadas a alimentos con FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA, con respecto a un producto tradicional. Todas las medidas y evaluaciones que hemos proporcionado en esta patente, conllevan a obtener un incremento en el rendimiento de todo tipo de harinas, resultado de sumatoria de todos los factores positivos que en una u otra forma cuantifican el cúmulo de virtudes derivadas de la aplicación de la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA, ahora bien, el hecho cobra mayor importancia, si se tiene en cuenta que la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA actúa y beneficia sobre todo tipo de harinas cualquiera sea su naturaleza uso o aplicación, pues los casos comprobados en el ciento por ciento de las aplicaciones prácticas realizadas en la industria, datan de que el rendimiento de las salidas se incrementa hasta en un 10%, logrando con esto, poder afirmar que la incorporación del FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA, genera un rendimiento neto de hasta dos veces el valor de la inversión realizada en FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA.

El proceso completo de fabricación de la FIBRA ENZIMATICA ENRIQUECIDA PARA ALIMENTACIÓN HUMANA tiene una duración de veinticuatro horas en línea, e incluye identificación, separación, selección, extrusado, pulverización, y tratamiento térmico de celulosas, aleuronas y gérmenes de cereales ricos en aminoácidos escogidos de trigo, maíz, arroz y sorgo, con aporte de fibra dietaria, omega 6, omega 9 y un conjunto de vitaminas y minerales de alto valor nutricional para el consumo humano, cuyo paso más importante es el proceso de extrusado, por cuanto debe hacerse en condiciones controladas de temperatura y humedad y presión, toda vez que existe el peligro de desnaturalización de aminoácidos y proteínas, pues las temperaturas, el tiempo y las presiones, deben ser estrictamente controladas y no sobrepasar los 90°C y 500Pa de presión.

El proceso para obtener Fibras enzimáticas enriquecidas para alimentación humana sigue los siguientes pasos:

• Identificación y selección de aleuronas, tomadas especialmente de trigo, maíz, arroz y sorgo.

• Identificación y selección de celulosas, tomadas especialmente del pericarpio de cáscaras de semilla de trigo, cáscara de maíz, cáscara de arroz y cáscara de sorgo.

• Identificación y selección de cereales, tomadas especialmente de trigo, maíz, arroz y sorgo.

• Identificación y selección de gérmenes, tomadas especialmente de trigo, maíz, arroz y sorgo.

• Separación y mezcla de aleuronas, celulosas, cereales y gérmenes con enzimas de Glucoxidasas, Pentosanasas y Xilanasas.

· Extrusado con temperatura controlada inferior a 90 °C y 500 Pa de presión.

Una vez obtenida la Fibras enzimáticas enriquecidas para alimentación humana es posible consumirla o mezclarla con harinas o productos de panadería. Para la mezcla de la Fibras enzimáticas enriquecidas para alimentación humana con harina, se utilizan porciones desde de 0, 125%-1 % de la cantidad de harina donde se aplique.