CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con la formación de una masa de maíz procesada y a tortillas y a harinas de maíz en polvo formadas a partir de la masa fresca de maíz. La invención también se relaciona con soluciones eficientes y menos dañinas al medio ambiente para la formación de maíz nixtamalizado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La historia de la tortilla se remonta al origen de las raíces indígenas y al origen del pueblo mexicano. En los aspectos del procesamiento tradicional, las etapas básicas para la preparación de la tortilla han permanecido inalteradas desde esas épocas. La tortilla de maíz es el alimento más importante de México y de algunos países centroamericanos. Las tortillas de maíz son consideradas la principal fuente de proteínas y fuente de calorías para los grupos sociales de bajo nivel económico. El consumo de tortilla de maíz en la actualidad se encuentra en aumento en los Estados Unidos. También, la tortilla de maíz es el ingrediente básico en la producción de una variedad de platillos tradicionales como botanas, totopos, tacos, tostadas, enchiladas, burritos y nachos. En México, bajo diversas formas de consumo, la tortilla es parte de la dieta de todos los niveles sociales, con un consumo anual per capita de hasta 120 kg. En áreas rurales, las tortillas de maíz forman aproximadamente el 70% del total de ingesta de calorías, lo cual constituye la fuente principal de alimento.

El proceso para preparar tortillas involucra la formación de una pasta de maíz llamada masa. El proceso tradicional de nixtamalización consiste de un procesamiento alcalino del grano de maíz en agua en ebullición durante 30 a 40 minutos, con una proporción de agua a maíz de aproximadamente 3 partes de agua por 1 parte de maíz. Antes de cocinarse, se añade 1-2 por ciento en peso de cal como una fracción del peso del maíz. Después de este paso de cocimiento, el maíz cocido se deja en el agua por un período de 12 a 18 horas. El maíz hidratado resultante separado de exceso de agua se llama"nixtamal", y el líquido de cocimiento rico en sólidos es llamado nejayote, el cual es el agua residual que debe ser desechada, como por ejemplo drenando a una alcantarilla. El nixtamal se lava para retirar el pericarpio solubilizado y la cal en exceso. Este lavado consume de 1 a 2 partes de agua adicional por parte de maíz seco, y el agua es agua residual adicional que también debe desecharse. Después de lavarse, el nixtamal se muele, por ejemplo con un molino de piedras, con la adición de pequeños volúmenes de agua. Después del molido, la masa resultante se puede moldear para formar tortillas, las cuales posteriormente se cuecen. El cocido tradicional de las tortillas generalmente involucra el cocido por ambos lados de la tortilla a temperaturas de 180° a 210°C, en un comal de barro, superficie cerámica o metálica, durante aproximadamente 2 minutos.

A nivel industrial, el maíz se puede cocer al utilizar diferentes procesos como los procesos que involucran el cocido en recipientes con vapor inyectado o un procesamiento continuo de tambores de maíz para formar el nixtamal. En algunos procesos, las ollas que contienen el maíz, el agua y la cal son inyectadas con vapor hasta

alcazar una temperatura cercana a la de ebullición. En general, las temperaturas más bajas se pueden utilizar para una producción de botanas mas que para la producción de tortillas. Después, la mezcla se deja reposar por el período de hidratación restante. Para la producción de masa fresca, el nixtamal se lava y se muele. El proceso de lavado, por ejemplo, se puede llevar a cabo en barriles o tambores horizontales giratorios, en donde el agua se añade en forma de rocío. Para la producción de tortillas, la masa se forma en piezas circulares, y el cocido se puede llevar a cabo en bandas/transportadoras en donde las piezas se cuecen rápidamente a temperaturas de entre 300 y 320°C, por ejemplo con gas LP. De manera alternativa, la masa fresca se puede secar y molerse para formar una harina de maíz cocido. La masa de maíz (masa seca) instantánea o precocida seca está ganando terreno en popularidad, especialmente en las poblaciones urbanas debido a la reducción de trabajo tedioso e intenso del proceso tradicional.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un primer aspecto, la invención se refiere a un proceso para la nixtamalización del maíz. El proceso comprende hidratar una composición de maíz por un tiempo de por lo menos 5 minutos, y en algunas modalidades desde 5 minutos hasta aproximadamente 5 horas. La composición de maíz comprende una mezcla de maíz quebrado o triturado, agua y no más de aproximadamente el 0.55 por ciento en peso de cal con relación al peso del maíz quebrado o triturado.

En otro aspecto, la invención se relaciona con un proceso alternativo o adicional para la nixtamalización del maíz. El proceso

comprende hidratar maíz triturado por un tiempo de por lo menos 5 minutos a un pH desde aproximadamente 6 hasta aproximadamente 7.5 unidades de pH. El agua está a una temperatura de por lo menos aproximadamente 75 grados C cuando se combina con el maíz triturado.

En un aspecto adicional, la invención se relaciona con otro proceso adicional o alternativo para la nixtamalización del maíz. El proceso comprende hidratar maíz triturado por un tiempo de por lo menos 5 minutos a partir de un maíz triturado con un tamaño de partícula menor a aproximadamente 3.5 mm de tamaño promedio.

En otro aspecto, la invención se relaciona con una masa de maíz que comprende una composición de maíz triturado hidratado homogéneo con un contenido de humedad desde aproximadamente 45 hasta aproximadamente 55 por ciento en peso y un pH desde aproximadamente 6.0 a hasta aproximadamente 7.5 BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra una modalidad de un proceso para la nixtamalización de granos de maíz completos en productos de maíz como tortillas o harina de maíz en polvo.

La Figura 2 es un diagrama de flujo de una modalidad de un proceso para nixtamalizar maíz en donde el pericarpio se muele por separado para su inclusión en el proceso de nixtamalización.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra una modalidad de un proceso para la nixtamalización de maíz en donde las partículas finas de un molido inicial del total del granos de maíz se introducen por separado dentro de un proceso de hidratación.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Se han encontrado procesos para la eficiente producción comercial de maíz nixtamalizado con la reducción o eliminación de agua residual. Los procesos mejorados descritos aquí se pueden llevar a cabo en un período de tiempo relativamente corto. La reducción o eliminación del agua residual aumenta el valor nutricional de la masa de maíz resultante y reduce en forma importante las cantidades de contaminantes, es decir, el agua residual, que es difícil de desechar sin un costo o daño ambiental importantes. Mientras que la reducción o eliminación del agua residual mejora en forma correspondiente el contenido de nutrientes, ya que los nutrientes no se eliminan con el agua residual, el grano completo de maíz se puede incorporar en el proceso, de modo que también se mejora la productividad. El maíz nixtamalizado se puede utilizar como masa fresca para la producción de tortillas y otros productos de maíz o en seco para formar harina instantánea que después se puede utilizar para formar masa rehidratada. Los procesos descritos aquí pueden ser eficientes en términos de productividad, niveles de hidratación, consumo de energía (ya que se necesitan calentar menores cantidades de agua) y bajo costo de producción. Los procesos descritos aquí generalmente tienen su base en el uso de maíz triturado o quebrado que se hidrata. En algunas modalidades, el procesamiento se puede llevar a cabo con cantidades reducidas de composiciones alcalinas, por ejemplo, cal (hidróxido de calcio y/o óxido de calcio). En otras modalidades, el procesamiento se puede llevar a cabo a temperaturas relativamente altas que se mantienen durante el proceso de hidratación. En general, toda el agua añadida se incorpora en la masa, y no se

necesita un lavado adicional después de paso de hidratación.

En el proceso de nixtamalización puede utilizar cualquier variedad/genotipo de maíz, aunque son deseables ciertas variedades debido a su sabor, textura y otras propiedades. Por ejemplo, en México, se utilizan tradicionalmente las variedades de maíz blanco para formar masa. El maíz se retira de la mazorca como granos. El grano completo se puede utilizar en los procesos de nixtamalización descritos aquí. De manera alternativa, porciones del pericarpio y/o germen se pueden retirar para formar maíz decorticado para procesamiento adicional, como se describe mas adelante. En algunas modalidades, para llevar a cabo el procesamiento de hidratación, el grano se puede triturar en un molino o similar. En general, el maíz inicialmente tiene aproximadamente de 10 a 15 por ciento de agua como se recibe desde los plantíos, aunque esta cantidad de agua puede variar debido a una variedad de factores.

La cantidad de agua añadida en el proceso de hidratación se puede ajustar para obtener un nivel de hidratación deseado para la masa resultante. En general, los parámetros relevantes para el procesamiento comercial para formar nixtamal incluyen, por ejemplo, el tipo de maíz, tiempo y temperatura de calentamiento, concentraciones alcalina/cal, frecuencia de agitación para mantener la cal suspendida y el proceso de lavado del nixtamal.

El proceso de nixtamalización involucra la hidratación y el molido para formar masa fresca. La hidratación del maíz en general involucra la adición de cantidades deseadas de agua y cal para formar una mezcla de hidratación. La mezcla de hidratación puede ser calentada para facilitar el proceso de hidratación. Durante el proceso de hidratación, el almidón de grano de maíz generalmente

se hidrata. El tiempo del proceso de hidratación se puede seleccionar para producir apropiadamente un producto de maíz hidratado. En algunas modalidades, se utilizan temperaturas relativamente altas para el agua antes de añadir el maíz y se puede o no añadir calor adicional durante el tiempo de hidratación. En algunas modalidades, con el balance de las características de procesamiento antes descritas, se pueden utilizar cantidades reducidas de cal. Las características de procesamiento se describen a continuación.

Al final del periodo de tiempo seleccionado, el maíz hidratado generalmente puede estar listo para procesamiento adicional en masa sin lavar o retiro del agua en exceso. El molido de ! maíz hidratado se lleva a cabo para producir una pasta fresca, suave, es decir, masa. El molido se puede llevar a cabo en un molino de piedras u otro molino que se proporciona para la aplicación de fuerzas cortantes sin un daño mecánico excesivo al almidón o a otros químicos en el grano. El paso de molido tritura las partículas de maíz (nixtamal) en partículas pequeñas que forman la estructura cohesiva de la masa. La pasta fresca o masa está lista para procesamiento adicional. Específicamente, el producto molido puede ser un material parcialmente gelatinizado que se puede utilizar en la formación de productos de maíz. Mientras que el maíz nixtamalizado se puede considerar cocido, la característica distintiva del maíz nixtamalizado es la dispersión e hidratación de las concentraciones de almidón en el grano del maíz, de tal modo que se forme una masa fina, que sea cohesiva y que se pueda maquinar, pero no significativamente pegajosa. La hidratación del grano de maíz se puede efectuar por una combinación de efectos generalmente con la

contribución de calor.

Después de la hidratación y molido del maíz, la masa fresca se puede procesar en tortillas u otros productos, almacenados para un uso posterior y/o seco. Las tortillas se pueden consumir inmediatamente, almacenarse para un consumo futuro o freirse en tacos, totopos y similares. La formación de tortillas y otros productos se describe mas adelante. De manera alternativa o adicional, la pasta/masa fresca se puede almacenar para la distribución a las operaciones de fabricación de tortillas, individuos o similares para la formación de tortillas y otros productos de masa fresca. En algunas modalidades, alguna parte o toda la masa se puede secar para formar un producto de maíz seco. La formación de harina seca puede involucrar la deshidratación, molido y opcionalmente el cernido. Específicamente, la masa en seco puede molerse en harina con una consistencia deseada. La harina resultante puede ser harina de masa instantánea ya que el almidón en el producto se hidrata o gelatiniza efectivamente por el proceso de nixtamalización. De este modo, la harina se puede volver a hidratar en un período de tiempo relativamente corto para formar masa rehidratada que se puede formar como tortillas u otros productos de maíz.

Los procesos descritos aquí son métodos relativamente rápidos y ecológicos para la producción de masa nixtamalizada, fresca, que elimina muchos de los pasos costosos, consumidores de tiempo y contaminantes llevados a cabo en el proceso tradicional de nixtamalización para la preparación de tortillas. En particular, los procesos descritos aquí se pueden utilizar para la preparación de pasta/masa fresca y/o masa instantánea en seco con propiedades

mecánicas y nutricionales mejoradas, comparadas con el proceso tradicional de nixtamalización.

Los efluentes contaminantes, como el agua residual, se reducen o eliminan en gran parte. Además, el procesamiento mejorado generalmente se puede llevar a cabo con equipo de fácil adquisición, de tal manera que los costos de equipo de capital no son prohibitivos. Con relación a los procesos que no incorporan el pericarpio, la productividad se puede aumentar, por ejemplo, 4 al 10 por ciento en peso. La absorción total de agua se puede aumentar con relación al procesamiento tradicional, lo cual da como resultado una vida de anaquel extendida y una calidad de textura mejorada relacionada con la rolabilidad, resistencia de tensión y suavidad de las tortillas producidas a partir de la masa.

El procesamiento tradicional también puede dar como resultado pérdidas importantes de tiamina, riboflavina, grasa y fibra de grano de maíz. Además, el líquido de nejayote contiene partículas sólidas de fragmentos de pericarpio (fibra), almidón, proteínas y germen soluble, que pueden ser de difícil biodegradación. Además, se utilizan determinaciones subjetivas y métodos empíricos para cada etapa del proceso, que hacen al proceso menos reproducible de lo deseable con respecto a la calidad del producto final. Se han realizado algunos esfuerzo para hacer el proceso tradicional más eficiente al ajustar los parámetros tradicionales sin alterar las características básicas del proceso de nixtamalización, como se describe en la Patente de Estados Unidos No. 4,594, 260 de Bressani et al., titulada"Proceso para producir harina de maíz nixtamalizado", incorporada aquí como referencia.

Las harinas de maíz de masa instantánea secas se deshidratan

y el maíz nixtamalizado molido que se puede rehidratar para formar masa que se puede usar para hacer tortillas y/o botanas. En general se requiere una hidratación/cocimiento reducidos para formar el maíz nixtamalizado ya que el proceso de deshidratación provoca la gelatinización adicional. Al contrario de los métodos descritos aquí, la producción comercial de harinas y harinas de maíz instantáneas, secas, que utiliza el procesamiento tradicional utiliza cantidades importantes de agua, energía, tiempo y espacio. Los parámetros de procesamiento afectan en forma importante las propiedades de las harinas resultantes. Los procesos generales para la formación de harinas de maíz instantáneas se describen, por ejemplo, en la Patente de Estados Unidos No. 2,584, 893 de Loyds et al., titulada "Método para hacer harina para tortillas", la Patente de Estados Unidos No. 3,194, 664 de Eytinge, titulada"Método para producir nixtamal continuamente", y la Patente de Estados Unidos No.

4,513, 018 de Rubio, titulada"Producción continua de productos de maíz", todas ellas incorporadas aquí como referencia.

Al contrario de los aspectos descritos aquí para producir maíz nixtamalizado y harina de maíz seca, Montemayor y Rubio describen un procesos continuo y un proceso discontinuo para la producción de maíz cocido para la formación de harinas de maíz instantáneas.

(Harina de maíz cocido alcalina : tecnología y usos en productos de tortilla y botanas, resumen Cereal Food World, 28-577 (1983), incorporada aquí como referencia). En estos procesos, la cal se mezcla con el maíz y el agua en un transportador espiral conectado con un inyector de vapor. El maíz se cuece conforme se transporta.

Después del cocimiento, el producto se lava para retirar parte del pericarpio y la cal en exceso. Después del lavado, el maíz se

deshidrata y se muele para obtener harinas.

Molina et al., describen la producción de harinas instantáneas al utilizar secadores de tambor que operan bajo presión. (Molina et al.,"Tecnología de secado por tambor para la producción mejorada de harina instantánea para tortilla", J. Food Science, 42; 1432-1434 (1977), incorporada aquí como referencia). Mendoza describe un proceso que utiliza un cocimiento por vapor después de la adición de cal. (Patente de Estados Unidos No. 3,859, 452 de Mendoza, titulada "Método para obtener harinas nixtamalizados", incorporada aquí como referencia). La producción de harinas se ha descrito con base en la radiación infrarroja. Consultar, por ejemplo, la Patente de Estados Unidos No. 4,555, 409 de Hart, titulada"Procesamiento de cereal", y Johnson et al.,"Característica para hacer tortillas de sorgo y harinas de maíz micronizados", J. Food Science 45 : 671 (1980), ambas incorporadas aquí como referencia.

En general, la producción de harina en polvo consume cantidades importantes de energía. Los costos para la harina en seco son generalmente más altos que los costos correspondientes de productos hechos a partir de masa fresca. También, los productos hechos de masa fresca pueden tener características más deseables que los productos correspondientes producidos a partir de la harina en seco. Sin embargo, las ventajas de formar maíz nixtamalizado descritas aquí se pueden llevar a cabo sobre la formación de harina de maíz en seco además de la formación de productos a partir de masa fresca/pasta de maíz o nixtamal.

Composición del maíz nixtamalizado El procesamiento de granos de maíz para formar nixtamal como

se describe aquí, en general comprende la formación de granos de maíz triturados que se combinan con agua y una composición alcalina/cal para formar una mezcla de hidratación. La mezcla de hidratación se puede entonces almacenar por el periodo de hidratación con el mezclado opcional y en general calentada durante por lo menos una porción de ! período de hidratación para obtener los niveles deseados de hidratación/gelatinización de material de maíz.

Mientras que modalidades pueden incluir cal en varias concentraciones, en algunas modalidades, la cantidad de cal es significativamente menor que en el proceso tradicional de formación de tortillas. Después de la hidratación del maíz, el maíz se puede procesar adicionalmente en los productos deseados. En general, el proceso no produce el agua residual a partir del proceso de hidratación.

En general, el maíz se puede obtener de plantas de maíz de cualquier variedad de maíz (Zea Mays). Ciertas plantas de maíz pueden ser deseables por su sabor particular del grano de maíz, y su sabor puede variar de una población a otra. El maíz utilizado en el proceso tradicional de nixtamalización es apropiado para los procesos descritos aquí. En México, el maíz blanco es el usado tradicionalmente para la formación de la masa.

El proceso puede incorporar granos de maíz completos o porciones de los mismos. Los granos de maíz completos se retiran de la mazorca y en general, los granos se lavan para retirar los fragmentos de la mazorca y otros contaminantes. Las partes principales de un grano de maíz son el pericarpio, el endospermo y el embio o germen. La porción externa de grano de maíz se llama pericarpio y es fibroso, el cual consiste principalmente de celulosa.

La naturaleza fibrosa del pericarpio puede hacer difícil el proceso en masa de maíz nixtamalizado. Sin embargo, los granos de maíz completos con el pericarpio completo se pueden mantener en los procesos descritos aquí para formar una masa de maíz de alta calidad (masa) y los productos de tortillas resultantes con una textura y sabor deseables. Sin embargo, las porciones o todo el pericarpio y/o germen se puede retirar antes de procesarse en maíz nixtamalizado. El maíz después de retirar las porciones del grano se puede llamar maíz decorticado. La remoción de partes de grano puede resultar en la pérdida de nutrientes importantes, como grasa, fibra, proteína y vitaminas así como en una productividad menor de masa de maíz nixtamalizado. De manera similar, diferentes porciones del grano de maíz se pueden procesar diferentemente para la formación de maíz nixtamalizado.

En algunas modalidades, los granos de maíz se trituran en el paso de hidratación. Cuando se desee, se pueden separar las partículas finas de maíz, por ejemplo para un procesamiento por separado. De manera similar, el pericarpio se puede procesar y recombinar en forma separada en un producto final. El proceso de molido y el procesamiento de maíz antes de la hidratación se describe más adelante. Sin embargo, una cantidad particular de maíz se incorpora dentro de proceso de hidratación, y esta cantidad de maíz es generalmente la estándar mediante la cual se evalúan otras cantidades con respecto a cantidades. De este modo, la cantidad de maíz utilizado para la hidratación puede comprender por ejemplo, granos de maíz triturados, granos completos, porciones de los mismos o combinaciones de los mismos.

El maíz seleccionado con cualquier procesamiento preliminar

se hidrata. Para llevar a cabo la hidratación, se combinan con el maíz cantidades seleccionadas de agua, cal y cualquier aditivo adicional. Mientras que se puede añadir un exceso de agua, la adición de la cantidad deseada de agua para la hidratación con toda el agua incorporada dentro de los materiales de maíz hidratado, elimina el retiro y desecho de cualquier exceso de agua. En la formación de masa fresca, el agua se incorpora dentro de la masa de maíz, de tal manera que se forme una masa con la consistencia apropiada.

En general, la cantidad de agua se selecciona para producir una cantidad total de agua. De esta manera, si la cantidad inicial de agua en el maíz se calcula, la cantidad de agua añadida puede ser ajustada para producir el nivel de hidratación deseado para el maíz nixtamalizado resultante y la correspondiente masa fresca. En general, el maíz obtenido de los campesinos para la formación de maíz nixtamalizado tiene un nivel de humedad dentro del intervalo de aproximadamente 10 por ciento en peso a aproximadamente 15 por ciento en peso, aunque se pueden ajustar los niveles de agua totales para otros valores de contenido inicial de agua. El contenido total de agua del maíz nixtamalizado se puede ajustar a valores deseables aunque para un período razonable de tiempo de hidratación, puede haber un límite en la cantidad de agua que se puede incorporar en forma homogénea dentro del maíz. En general, el agua se añade durante el período de hidratación aunque se puede añadir agua adicional en la etapa de molido, en la cual el maíz hidratado se muele para formar masa fresca.

Para la producción y venta de masa fresca, hidratada, generalmente es deseable incorporar una mayor cantidad de agua

dentro de la masa. Cantidades más altas de agua dan como resultado productividad incrementada según se determina por el peso de la masa. Sin embargo, para la producción de harina de maíz, cocida, en seco (por ejemplo, harina de masa en seco, instantánea) sin la intención de limitarse a la teoría, la gelatinización adicional del almidón del maíz puede tomar lugar durante el proceso de secado, de manera que se puede utilizar menos agua para producir la masa fresca correspondiente mientras que se forma subsecuentemente, una harina de maíz que produce productos de maíz con la consistencia y sabores deseados. Ya que se requiere de energía para retirar el agua para formar una harina en seco, el uso de menos agua también da como resultado ahorro de energía. El maíz nixtamalizado como una masa fresca, en general tiene un contenido total de humedad de aproximadamente 45 por ciento en peso a aproximadamente 60 por ciento en peso, y en otras modalidades de aproximadamente 45 por ciento en peso a aproximadamente 55 por ciento en peso, y en otras modalidades de aproximadamente 50 por ciento en peso a aproximadamente 52 por ciento en peso. Los niveles totales de humedad de aproximadamente 50 por ciento en peso dan como resultado excelentes propiedades para la masa fresca, especialmente la cohesión, y especialmente para las tortillas resultantes, con propiedades del producto altamente reproducibles. Una persona con conocimientos medios en la materia reconocerá que se contemplan otros rangos adicionales de niveles de humedad además de los antes mencionados y que también se encuentran dentro de la presente descripción.

Una composición alcalina, generalmente cal, se puede añadir a

la mezcla de hidratación para facilitar el proceso de hidratación.

Los agentes alcalinos adecuados incluyen, por ejemplo, óxido de calcio, hidróxido de calcio y mezclas de los mismos. La cal es el nombre común para el óxido de calcio, CaO, y el hidróxido de calcio (Ca (OH) 2), también es conocido como cal apagada. La cal se disuelve en agua para formar hidróxido de calcio. En algunas modalidades, la cal se añade para dar como resultado un pH de aproximadamente 6 a aproximadamente 7.5, y en otras modalidades de aproximadamente 6 a aproximadamente 7 unidades de pH. Una persona con conocimientos medios en la materia reconocerá que se contemplan otros rangos adicionales dentro de los rangos explícitos de pH y que también se encuentran dentro de la presente descripción.

En general, la cantidad de cal puede no rebasar a aproximadamente 2.5 por ciento en peso, en otras modalidades, no más de aproximadamente 0.55 por ciento en peso y en otras modalidades, de aproximadamente 0.1 por ciento en peso a aproximadamente 0.3 por ciento en peso, y en modalidades adicionales de aproximadamente 0.1 por ciento en peso a aproximadamente 0.25 por ciento en peso. Una persona con conocimientos medios en la materia reconocerá que se contemplan rangos adicionales de cal dentro de los rangos explícitos y que se encuentran dentro de la presente descripción. Estos pesos están basados en Ca (OH) 2, que es la forma de cal de grado alimenticio.

En la medida en que el óxido de calcio se utiliza en vez de hidróxido de calcio, el peso del óxido de calcio puede evaluarse en forma correspondiente al considerar la cantidad deseada de hidróxido de calcio como una combinación de CaO y H20, de manera

que el peso se puede distribuir consecuentemente como óxido de calcio y agua. Entonces, el menor peso de óxido de calcio puede añadirse y se puede añadir una cantidad mayor de agua correspondiente.

Procesamiento para formar maíz nixtamalizado En algunas modalidades, la formación de maíz nixtamalizado puede comprender, por ejemplo, moler el maíz, combinar el maíz con por lo menos agua y cal, hidratar la mezcla de maíz y moler la composición de maíz hidratado. La preparación del maíz triturado puede involucrar la separación de los componentes de maíz ya sea para un procesamiento por separado o para su inclusión de únicamente una porción del grano de maíz en el proceso de nixtamalización. El proceso de hidratación generalmente involucra la adición de calor para mantener la mezcla de hidratación cerca de una temperatura seleccionada, o en la misma, durante al menos una porción de tiempo de hidratación. El molido de la mezcla de maíz hidratado forma masa fresca. La masa fresca puede entonces procesarse en productos como masa fresca o se seca en harina, como se describe en la siguiente sección.

Una modalidad para la formación de maíz nixtamalizado se señala en la Figura 1. El maíz retirado de la mazorca opcionalmente se puede limpiar 100, por ejemplo, mediante lavado, para retirar impurezas y para formar el maíz en grano completo 102, para procesamiento adicional. En algunas modalidades, los granos de maíz se muelen antes del paso de hidratación. Específicamente, el maíz en grano completo se pueden colar del agua de lavado y molerse o triturarse 104 para formar el maíz 106 molido. El maíz molido 106 se puede combinar 108 con agua, cal y cualquier aditivo

adicional para formar una mezcla hidratada. La mezcla de hidratación se puede reposar 110 en un contenedor adecuado para completar el proceso de hidratación. Después de la hidratación, la mezcla de maíz hidratado se puede moler 112 para formar masa fresca 114. La masa fresca se puede procesar en productos 116 o secarse 118 para obtener harina de maíz.

En algunas modalidades, una porción del grano de maíz completo se utiliza en la formación de maíz nixtamalizado. Por ejemplo, el maíz se puede procesar para separar una porción de los granos de maíz antes de continuar con el procesamiento. El retiro de las porciones externas del grano se puede lograr, por ejemplo con abrasión mecánica o pulido. Específicamente, el maíz se puede pasar a través de un molido desgerminador para retirar la cáscara/pericarpio del resto del grano, como se describe en la Patente de Estados Unidos No. 4,738, 772 de Giesfeldt, titulada "Proceso para separa fibra del maíz molido, seco", incorporada aquí como referencia. De manera alternativa, los granos se pueden pasar a través de una cámara de pulido con la cantidad del pericarpio retirada, estando relacionada con el tiempo dedicado en la cámara de pulido. En una modalidad para llevar a cabo el pulido, el maíz se introduce dentro de una cámara generalmente cilindrica con perforaciones o ranuras a lo largo de los lados longitudinales de la cámara. Un cilindro giratorio con aletas transportadoras que sobresalen mueve el maíz hacia abajo de la cámara mientras que desgasta el maíz contra las perforaciones o ranuras que retiran las hojuelas (es decir, ei pericarpio). El mayor o menor pulido se logra al restringir la salida de la cámara, la mayor restricción da como resultado un nivel más alto de pulido. El pericarpio separado y/o

otras porciones del grano se pueden descartar o procesarse por separado para la reincorporación dentro del proceso de nixtamalización.

En general, el triturado o molido 104 de los granos de maíz se puede llevar a cabo en un molino de martillos o cuchillas que rompen los granos. En algunas modalidades, el maíz se introduce dentro de la cámara en donde los martillos o cuchillas giran alrededor del eje central. Los martillos o cuchillas impactan el maíz lo que provoca su rompimiento, de manera que las partículas pasan a través de una malla circundante que está perforada con orificios, el tamaño de partícula se determina por el tamaño de los orificios en la malla. En algunos casos, no se utiliza la malla ya que el impacto de los martillos o cuchillas es suficiente para producir tamaños de partículas deseados. Los molinos de martillos adecuados son Jacobson, Buhler, Inc., (Minneapolis, MN) y Bliss Industries (Ponca City, Oklahoma). Esto se puede llevar a cabo con granos de maíz completos o con granos con el pericarpio parcial o totalmente retirado. El rompimiento de los granos facilita el proceso de hidratación, aunque los granos completos se pueden utilizar en el proceso de hidratación. Mientras que el rompimiento de los granos completos puede ser ventajoso, los granos se pueden moler a un tamaño de partícula promedio no mayor a aproximadamente 5 mm, en otras modalidades de aproximadamente 4. 5 mm a 0.1 mm, y en otras modalidades de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 0.1 mm. El tamaño de partícula se evalúa por la habilidad de pasar a través de varios tamices con aberturas de tamaño estándar.

En algunas modalidades, el molido 104 de los granos de maíz se puede utilizar para facilitar el procesamiento por separado de

diferentes porciones de los granos de maíz. Con referencia a la Figura 2, el maíz completo se muele 104, y el maíz molido se puede pasar 130 sobre una malla, como un malla del número U. S. 4, para separar una porción que incluye una fracción mejorada del pericarpio, la cual se queda en la malla conforme las porciones restantes pasan a través de la malla. El pericarpio es fibroso de tal modo que permanece en secciones más grandes en el proceso de triturado.

Puede ser deseable volver a introducir el pericarpio dentro del proceso de nixtamalización, de modo que no se reduce la productividad. También, la hidratación del pericarpio se puede facilitar mediante otro molido del pericarpio en fragmentos más pequeños. Con referencia a la Figura 2, el pericarpio se puede volver a moler 132, por ejemplo, con un molino con cuchillas, para producir fragmentos de pericarpio, como fragmentos con un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 0.5 mm o menor. El pericarpio vuelto a moler se puede combinar 134 con las porciones restantes de maíz triturado para formar una mezcla de maíz triturado. Entonces, la mezcla de maíz triturado se puede combinar 136 con agua y cal para formar una mezcla de hidratación que incluye el maíz triturado inicialmente que se pasó a través del tamiz y el pericarpio remolido. De manera alternativa o adicional, los componentes o porciones de la mezcla de hidratación se pueden combinar en un orden diferente para formar una mezcla de hidratación equivalente. Esta mezcla de hidratación se puede hidratar y procesar otra vez para formar los productos deseados.

En modalidades adicionales, los granos de maíz triturados se ciernen para separar partículas finas que se introducen en el

proceso de hidratación en una etapa posterior, de modo que las partículas finas no se procesan para la hidratación como las otras porciones del maíz. Debido a que las partículas finas no necesitan hidratarse por tanto tiempo, la introducción de las partículas finas en una etapa posterior reduce la energía necesaria para calentar la mezcla de hidratación para modalidades en donde la mezcla de hidratación se calienta durante el proceso de hidratación y puede reducir el tiempo de procesamiento. Además, al reducir la competencia por agua entre las partículas finas y las porciones restantes del maíz triturado, se puede lograr una hidratación más uniforme de modo que. se obtenga una masa más uniforme. Con referencia específica a la modalidad en la Figura 3, las partículas finas 150 se separan 152 de las porciones restantes del grano después del retiro 130 para cierta porción o todo el pericarpio al pasar las partículas finas a través de una malla 152 número U. S. 14, mientras que las porciones más grandes permanecen en la malla. El pericarpio se puede remoler 132 y recombinar con el maíz molido que tiene las partículas finas retiradas 154.

Cuando el pericarpio se vuelve a moler en forma separada, el pericarpio remolido y/o recombinado con granos molidos y el pericarpio remolido se pueden pasar 156 sobre una malla número U. S. 14 para separar partículas finas adicionales, las cuales pasan a través de la malla mientras que las porciones más grandes permanecen en la malla. La cantidad total de partículas finas recolectadas se puede introducir dentro de la mezcla de hidratación en una etapa posterior del proceso de hidratación, tal como veinte minutos antes de completar el proceso de hidratación. El tiempo deseado para añadir las partículas finas puede determinarse

empíricamente para obtener la consistencia deseada de la masa. En algunas modalidades, la separación 154 de partículas finas después de remoler el pericarpio puede llevarse a cabo sin separar 152 las partículas finas en una etapa posterior del proceso. El maíz triturado con las partículas finas retiradas se puede combinar 158 con agua y cal para formar una mezcla de hidratación.

La hidratación 110 de maíz triturado se puede llevar a cabo en cualquier recipiente adecuado. En general, la mezcla de hidratación se puede mezclar para combinar los ingredientes. El orden para combinar los ingredientes puede no tiene importancia. Además, la mezcla de hidratación se puede mezclar en forma intermitente, periódica o continuamente durante el proceso de hidratación, aunque no se necesita mezclar una vez que se forma la mezcla inicial. Por ejemplo, con referencia a la Figura 3, la mezcla de hidratación puede mezclarse 160 cada 2.5 minutos para obtener una composición y temperatura más uniformes a través de mezcla. El proceso de hidratación se puede llevar a cabo en un mezclador, batidora o tolva comercial, con un tamaño adecuado, los cuales se encuentran fácilmente disponibles. El tiempo deseado para la hidratación puede variar dependiendo del tamaño de las partículas, la temperatura de hidratación, la cantidad de mezclado y el aparato en particular utilizado para llevar a cabo la hidratación.

En general, el agua puede o no calentarse antes de combinarse con el maíz y/u otros ingredientes. En modalidades de particular interés, el agua se calienta antes de la adición del maíz, aunque el maíz puede enfriar el agua por debajo de su temperatura inicial hasta que se añada calor adicional. En algunas modalidades, la mezcla de hidratación no se calienta más durante el proceso de

hidratación. Para estas modalidades, la mezcla de hidratación en general no se mezcla después de un mezclado inicial, de manera que la mezcla no se enfríe en exceso durante el proceso de hidratación. También, la mezcla se puede cubrir. En particular, el agua, opcionalmente con cal, se puede calentar a una temperatura más alta que la temperatura ambiente, en algunas modalidades por lo menos aproximadamente 80°C y en otras modalidades, de aproximadamente 85°C a aproximadamente 95°C.

En otras modalidades, la mezcla se calienta a través del período de hidratación, aunque la temperatura puede variar durante el período de hidratación. Si se añade calor durante el proceso de hidratación, es deseable mezclar la mezcla ocasionalmente o continuamente para evitar que cualquier porción de la mezcla se cueza de más o se seque. Además, la temperatura durante el proceso de hidratación puede fluctuar sobre un intervalo y/o puede cambiarse durante las diferentes porciones del proceso de hidratación. La cantidad de calentamiento se puede seleccionar para completar la hidratación en una cantidad deseada de tiempo y para producir masa con la textura deseada. En particular, la mezcla de hidratación se puede calentar a una temperatura promedio más alta que la temperatura ambiente, en algunas modalidades por lo menos aproximadamente 80°C, y en otras modalidades de aproximadamente 85°C a 95°C. Si se añade calor después de combinar el agua y el maíz triturado, la mezcla de hidratación se puede mezclar para evitar el exceso de calentamiento o secado de una porción de la mezcla.

Ya sea o no que la mezcla de hidratación se caliente después de combinar el agua y el maíz triturado, el proceso de hidratación de

la mezcla generalmente se puede llevar a cabo por al menos aproximadamente 5 minutos, en algunas modalidades de aproximadamente 5 minutos a 5 horas, en otras modalidades, de aproximadamente 30 minutos a 4 horas y en modalidades adicionales de aproximadamente 45 minutos a aproximadamente 2 horas. Una persona con conocimientos medios en la materia reconocerá que se contemplan rangos adicionales diferentes a los rangos explícitos de temperaturas de hidratación y de tiempo y que se encuentran dentro de la presente descripción.

En la composición de maíz hidratada resultante, el agua se incorpora dentro de una masa aglomerada que comprende el maíz.

En particular, el almidón del maíz se hidrata/gelatiniza de tal forma que el maíz hidratado retiene el agua dentro de la masa. En general, no se necesita retirar el exceso de agua como agua residual. El maíz nixtamalizado hidratado es húmedo con partículas de maíz separadas, que se pueden desmoronar. El maíz hidratado está listo para su molido en masa.

El molido de maíz hidratado en masa se puede llevar a cabo con una variedad de aparatos de molido. En general, el molido debe tener la capacidad para moler el maíz hidratado para formar masa de maíz con una consistencia adecuada. El molido también provoca el calentamiento por fricción del maíz hidratado. El molido debe aplicar una cantidad apropiada de fuerza cortante para evitar un daño mecánico excesivo al almidón y otros químicos del grano. De manera similar, la aplicación de cantidades razonables de fuerzas cortantes en el molido, generalmente evita afectar las propiedades reológicas y físicas de la masa resultante. Los aparatos de molido adecuados, incluyen por ejemplo un molino de piedras. En algunas

modalidades, el maíz hidratado se muele en un molino de piedras con una abertura entre las piedras de 0.5 mm. Mientras que la mayoría del agua incorporada dentro de la masa generalmente se añade durante el proceso de hidratación, agua adicional se puede añadir durante el proceso de molido para alcanzar una cantidad total de agua deseada en la masa fresca. La composición de masa resultante puede llamarse pasta o masa fresca, la cual está lista para la formación de productos.

Formación de productos La masa fresca formada por el maíz hidratado o nixtamalizado se puede convertir directamente en productos alimenticios, como tortillas 116, o secarse 118 para formar un producto de maíz en seco, ver Figuras 1 a 3. Los productos alimenticios adecuados incluyen tortillas y botanas, que pueden formarse directamente a partir de la masa o de tortillas (por ejemplo, tacos) que primero se forman antes de la formación de botanas. De manera alternativa, toda o una porción del maíz nixtamalizado se puede secar en un producto de maíz en seco. El producto de maíz en seco se puede moler para formar harina seca, por ejemplo, harina de maíz en seco, instantánea. La harina de masa en seco, instantánea, puede rehidratarse después para formar masa para la formación de tortillas, botanas y similares.

Para la formación de tortillas a partir de la masa fresca, una unidad de masa deseada se separa de total de masa. A la unidad de masa se le da forma en una forma de tortilla seleccionada, la cual es generalmente plana y redonda, aunque se pueden utilizar otras formas. En general, las tortillas se cuecen en una superficie

cliente. Para la producción manual de los consumidores, la tortillas se pueden cocinar por cada lado a una temperatura de aproximadamente 180°C a aproximadamente 210°C, durante aproximadamente 2 minutos por lado. Para la producción a nivel comercial, las tortillas se pueden cocinar por ejemplo, en una banda transportadora o similar en donde las tortillas se cuecen a temperaturas de aproximadamente 300°C a aproximadamente 320°C.

En general, el calor se puede generar mediante una fuente conveniente, como vapor, baño de agua, cocimiento dieléctrico, cocimiento por microondas, cocimiento infrarrojo, cocimiento por gas natural, cocimiento por gas LP, cocimiento con queroseno y similares. Las botanas, como totopos, se pueden formar con las tortillas mediante freimiento de la torilla o una porción de la misma.

El secado de la masa fresca involucra el retiro de una porción importante de agua de la masa. Después del secado, el contenido de humedad en general es menor que aproximadamente 15 por ciento en peso de la masa. El proceso de secado puede llevar a una gelatinización adicional de almidón de maíz. Por lo tanto, puede ser deseable modificar el proceso de hidratación, por ejemplo, acortando el tiempo de hidratación y/o la cantidad total de agua. El proceso de secado en general, se puede adaptar a partir de procesos de deshidratación de maíz nixtamalizado convencionalmente. Por ejemplo, la masa se puede secar por medio de inyección de aire seco templado. Después de secado, el producto de maíz en seco generalmente se puede moler en una harina en seco al utilizar un molino adecuado. La harina de maíz en seco se puede almacenar durante períodos razonables de tiempo antes de su consumo. Cuando se desee, la harina de maíz en seco

se puede rehidratar para formar masa rehumidificada. La masa rehumidificada se puede procesar en tortillas y otros productos alimenticios de manera similar a la masa fresca.

EJEMPLOS Ejemplo1-Formación de masa de maíz fresca y tortillas Este ejemplo describe la formación de masa fresca y tortillas a partir de maíz completo nixtamalizado con base en los procesos mejorados descritos en la presente.

Grano de maíz completo se limpió para retirar las impurezas y se molió en un molino de martillo para triturar el maíz. El maíz se molió hasta que se obtuvo un tamaño promedio de partícula de aproximadamente 4 mm. El maíz molido se colocó en un mezclador, y se añadieron 0.8 partes en peso de agua por parte de maíz, a una temperatura de 85°C a 90°C, y se añadió cal en una cantidad de 0.3 por ciento en peso como un fracción del peso inicial del maíz.

Luego de combinar los ingredientes, los mismos se mezclaron, y después se apagó el mezclador. La mezcla se retiró del mezclador y se puso en un recipiente, se cubrió durante la porción restante del período de hidratación. La mezcla de hidratación de ! maíz triturado, la cal y el agua se mantuvo en el recipiente aproximadamente entre 2 y 4 horas, con un enfriamiento gradual durante este período.

Después del mezclado, la mezcla tenía una temperatura entre aproximadamente 55°C y 60°C, y el centro de la masa de enfrió a aproximadamente 50°C durante el período de hidratación.

Después de la hidratación, la mezcla de maíz hidratado se suministró gradualmente dentro de un molino de piedras con una abertura entre las piedras de 0.5 mm. Una pequeña cantidad de

agua adicional se añadió durante el molido para obtener la consistencia deseada. Se obtuvo masa con un contenido de agua de aproximadamente 50 por ciento en peso. La masa fresca estuvo lista para ser usada para preparar tortillas y derivados de tortilla.

Ejemplo 2-Formación de masa de maíz fresca con granos decorticados Este ejemplo describe la formación de masa fresca y los productos resultantes de maíz, en la cual se retiró parte del pericarpio y del germen.

Los granos de maíz se limpiaron para retirar impurezas. El proceso de decorticación parcialmente retiró el pericarpio y el germen con aproximadamente 7 por ciento en peso del peso original de maíz retirado. El proceso de decorticación se llevó a cabo en un decorticador que rompe el germen y afloja la hojuela por impacto. El maíz decorticado se molió para formar un maíz triturado. El maíz triturado se introdujo en un mezclador. Se añadió agua a una temperatura de aproximadamente 80°C, y se añadió cal en una cantidad de aproximadamente 0.25 por ciento en peso con relación al peso del maíz. Después del mezclado inicial, la mezcla de hidratación se dejó reposar por 30 minutos para efectuar la hidratación.

Después de completar la hidratación, la mezcla de maíz hidratado se suministró gradualmente a través de un molino de piedras con una abertura entre las piedras de 0.5 mm. Se obtuvo una masa fresca con un contenido de agua de 40 por ciento en peso.

La masa fresca se pasó a través del molino otra vez con agua adicional para obtener una masa con un contenido de agua del 50

por ciento en peso. La masa fresca humidificada estuvo lista para la producción de tortillas.

Ejemplo 3-Formación de harina de maíz en seco de maíz nixtamalizado Este ejemplo describe la producción de una harina de maíz en seco de maíz nixtamalizado formado con granos de maíz completos.

Los granos de maíz completos se limpiaron y molieron para formar un maíz triturado. El molido de maíz se continuó hasta que el maíz triturado tuvo un tamaño promedio de partícula de 4 mm. El maíz triturado se colocó dentro de un mezclador. Se añadió agua al mezclador a una temperatura de 85°C a 90°C, y se añadió cal en una concentración de 0.3 por ciento en peso con relación al peso del maíz. La mezcla de hidratación se hidrató durante 2 horas.

Después de que se completó la hidratación, la composición de maíz hidratado se molió en un molino de piedra con una separación entre piedras de 0.5 mm. La masa fresca pre-cocida resultante tuvo un nivel de hidratación de 50%. La masa fresca se deshidrató para formar un producto de maíz en seco. El producto de maíz en seco se molió para formar una masa de maíz en seco. La masa de maíz en seco fue apropiada para formar tortillas después de su rehidratación.

Ejemplo 4-Formación de una harina de maíz en seco de maíz nixtamalizado Este ejemplo describe la producción de harina de maíz en seco de maíz nixtamalizado, formado con granos de maíz.

Los granos de maíz se limpiaron y molieron para formar maíz

triturado. El molido del maíz se continuó hasta que se obtuvo un tamaño promedio de partícula de ! maíz triturado de 4 mm. El maíz triturado se colocó en un mezclador. Se añadió agua al mezclador a una temperatura de 85°C a 90°C, y se añadió cal en una concentración de 0.3 por ciento en peso con relación al peso del maíz. La mezcla de hidratación se hidrató por un tiempo de 15 minutos a 2 horas.

Después de que se completó la hidratación, la composición de maíz hidratado se molió en un molino de piedra con una separación entre piedras de 0.5 mm. La masa fresca pre-cocida resultante tuvo un nivel de hidratación de 50%. La masa fresca se deshidrató para formar un producto de masa fresca. El producto de maíz seco se molió para formar una masa de maíz en seco. La masa de maíz en seco fue adecuada para la formación de tortillas después de su rehidratación.

Las modalidades anteriores tienen la intención de ser ilustrativas y no limitativas. Modalidades adicionales se encuentran dentro de las reivindicaciones. Aunque la presente invención ha sido descrita con referencia a las modalidades particulares, las personas con conocimientos medios en la materia reconocerán que se pueden hacer cambios en la forma y detalles sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.