ES2313782T3 - Formula enterica nutricional completa de bajo ph. - Google Patents

Abstract

Un producto nutricional líquido, que tiene un pH de 3''0-4''6, constando: (a) del 45-95% en peso de agua; (b) del 1''0-15% en peso de una fuente de proteína; (c) del 0''1-3''3% en peso de un sistema estabilizador comprendiendo pectina alta en metoxi en la cantidad de al menos el 0''1% en peso del producto nutricional; (d) del 1-30% en peso de un carbohidrato; (e) del 0''5-10% en peso de un aceite comestible; y (f) de al menos 800 mg/litro de calcio; (g) al menos 40 mg/litro de vitamina C; (h) al menos 100 mug/litro de ácido fólico; (i) al menos 2''5 mug/litro de vitamina D; (j) al menos 6 mg/litro de vitamina E; (k) al menos 30 mug/litro de vitamina K; dicho producto nutricional líquido preparado mediante un método que incluye una etapa de homogeneización antes de, y otra posterior a, una etapa de acidificación.

Description

Fórmula entérica nutricional completa de bajo pH.

Campo técnico

Esta invención tiene que ver con una fórmula entérica de bajo pH, que contiene altos niveles de macronutrientes, vitaminas y minerales. La fórmula inventiva posee una estabilidad física y un sabor excelentes. La fórmula inventiva también exhibe una caducidad de al menos un año en estado líquido, con mínima o sin sedimentación. La fórmula de esta invención utiliza un único sistema estabilizador, un sistema oxidante y un método de fabricación para producir una bebida nutricional de bajo pH, estable físicamente, que contiene altos niveles de proteína y entrega al menos el 25% de la Ingesta Diaria de Referencia (IDR) para vitaminas y minerales seleccionados en aproximadamente una ración de 250 ml. La fórmula puede ser ajustada para satisfacer las necesidades nutricionales de adultos y niños por encima de los 4 años de edad, o para niños por debajo de 4 años de edad.

Antecedentes de la invención

Durante algún tiempo, se han conocido fórmulas entéricas isotónicas, equilibradas, nutricionalmente completas. Estas fórmulas están diseñadas para ser utilizadas como única fuente de nutrición para un paciente, o como suplemento. Típicamente, estos productos líquidos están diseñados para proporcionar aproximadamente el 100% de las necesidades nutricionales del paciente, en aproximadamente 1.000 ml. Estas fórmulas también pueden ser diseñadas para que sean específicas de una enfermedad en la que ellas cumplan con las necesidades nutricionales especiales de pacientes afligidos con estados tales como intolerancia a la glucosa, enfermedad pulmonar o aquellos que hayan sido sometidos a cirugía o trauma. Estas fórmulas nutricionalmente completas son conocidas por el artesano por ser propensas a problemas de estabilidad física tales como sinéresis y la formación de sedimentos no dispersables. Estos problemas son causados por el alto nivel de proteína, grasas y minerales que estas fórmulas nutricionales tienen que contener para proporcionar la adecuada nutrición en un volumen razonable.

Las fórmulas entéricas más nutricionalmente completas tienen un pH neutro y tienen sabores que están limitados a los tipos tradicionales de "batidos de leche". Los productos nutricionales acidificados o de bajo pH ofrecen varias ventajas porque se puede reducir la posibilidad de contaminación microbiana y se pueden utilizar diversos sabores frutales refrescantes. Sin embargo, la acidificación de la fórmula entérica tradicional conduce a la precipitación de proteínas, la separación de fases y a la formación de sedimentos no dispersables. Estos problemas producen que el producto sea estéticamente inaceptable para el paciente, y la fórmula puede fracasar para entregar la adecuada nutrición debido a la formación de los sedimentos no dispersables.

PediaSure®, nutrición líquida completa, es fabricada por la Ross Products Division de Abbott Laboratories (Columbus, Ohio) y está diseñada para ser una fórmula entérica isotónica, equilibrada, nutricionalmente completa, especialmente diseñada para alimentación por tubo u oral de niños de 1 a 10 años de edad. Este producto se utiliza como única fuente de nutrición o como un suplemento, y satisface o sobrepasa el 100% de la IDR de los EE.UU. para proteína, vitaminas y minerales para niños de 1-6 años de edad en 1.000 ml, y para niños de 7-10 años de edad en 1.300 ml. El PediaSurecontiene 1'0 caloría por ml y tiene una distribución calórica del 12'0% de proteína, 44'8% de grasa y 43'9% de carbohidrato. Este producto tiene un pH de aproximadamente 7'0, y está disponible en varios sabores de "batido de leche". Este producto no es pretendido para niños menores de 1 año de edad.

Ensure®, nutrición equilibrada completa, es fabricada y distribuida por la Ross Products Division de Abbott Laboratories para consumo por adultos. Esta fórmula contiene 1'06 calorías por ml y tiene una distribución calórica del 14% de proteína, 31'5% de grasa y 54'5% de carbohidrato. La fórmula satisface o supera el 100% de la IDR de los EE.UU. para vitaminas y minerales para adultos y niños de 4 o más años de edad, en 2.000 calorías (dos cuartos o 1'892 l). El Ensure está disponible en muchos sabores tipo batido de leche. Está también disponible rico en nitrógeno, rico en calorías así como con fibra dietética. Mientras que los productos nutricionales PediaSure® y Ensure® han sido aceptados por el público y el personal de asistencia sanitaria, existe la necesidad de presentar al paciente alternativas de sabores que aumentarán el placer del paciente y, de ese modo, su conformidad.

Numerosos investigadores han informado en diversos planteamientos el superar los problemas asociados con la fórmula de bajo pH. La Patente U.S. 5.409.725 según Connolly revela un proceso para estabilizar la proteína en un medio ácido mediante la reacción química entre la proteína y galactomanano para producir una glicoproteína. El galactomanano utilizado por Connolly es un polisacárido lineal, tal como goma de algarrobo (GA) y goma guar. Esta patente también revela el uso opcional de un agente de termoestabilidad tal como pectina o pectina alta en metoxi. Esta referencia proporciona un ejemplo de una bebida láctea de bajo pH (2'0-6'0) que no estaba reforzada con los niveles de calcio y proteína necesarios para una bebida nutricionalmente completa. Como se demostrará aquí en los ejemplos comparativos, el sistema de estabilización de U.S. 5.409.725 no es eficaz en una matriz nutricional de bajo pH que contenga altos niveles de proteína y macronutrientes.

La Patente U.S. 3.692.532 según Shenkenberg y col. revela una bebida estable de leche-zumo de frutas constando esencialmente de leche, zumo de frutas, edulcorante y carboximetilcelulosa sódica (CMCNa), en donde la bebida tiene una viscosidad de menos de 30 cps y es estable a niveles de pH por debajo de 5'0. Esta patente ensaña que se debe dejar tiempo suficiente para que los grupos carboxilo de la carboximetilcelulosa (CMC) reaccionen con las moléculas de caseína para formar un complejo que produzca una bebida estable, de fluencia suave, no coagulable, de baja viscosidad.

La Patente U.K. 1.440.161 según Nishiyama enseña una bebida de leche-zumo de frutas que contiene 4'2-6'2% p/v de CMCNa como estabilizante para prevenir la coagulación de la proteína láctea, 10-50% p/v de un zumo de frutas y 3-1'5% p/v de ácido cítrico, láctico, málico o tartárico. En el proceso de Nishiyama, se añade la CMCNa a agua caliente con agitación vigorosa, a pH neutro, y después se añade el zumo de frutas. Después de enfriar, se acidifica la solución con el ácido de calidad alimentaria referido. A la bebida no se le añaden proteína, grasa, carbohidratos, minerales y/o vitaminas adicionales. En un caso relacionado, U.S. 4.078.092, Nishiyama revela una bebida de leche-zumo de piña teniendo un pH de 3'6-4'5, en donde 100 ml de la bebida contienen 4'2-6'0 g de un ácido
carboxílico.

Pedersen y col., en un artículo titulado "Influence of pectin on the stability of casein solutions studied in dependence of varying pH and salt concentration", Food Hydrocolloids, Vol. 5, Nº 4, págs. 323-328 (1991), hablan de las interacciones pectina-caseína y enseñan que la adición de pectina a soluciones de caseína reduce el valor de pH al que precipita la caseína. El efecto fue estudiado en presencia de diversas sales y polisacáridos, y concluyeron que la estabilización de los sistemas pectina-caseína es principalmente de naturaleza electrostática.

La Patente U.S. 4.212.893 según Takahata revela una bebida láctea entera, acidificada, emulsificada, estable, fabricada mediante: (1) preparar una solución acuosa de GA y añadirla a leche entera a una concentración para producir el 0'3% en peso de GA basado en el peso total de la bebida; (2) acidificar la emulsión láctea con zumo de frutas o ácidos orgánicos hasta un pH entre 3'4 y 3'6; (3) estabilizar la emulsión agitando la mezcla acidificada durante 10-30 minutos; (4) homogeneizar la emulsión acidificada; y (5) esterilizar y envasar la emulsión
acidificada.

EP 0 486 425 A2 según Kvamme tiene que ver con una formulación nutricional conteniendo el 40-90% de las calorías a partir de carbohidratos, el 2-30% de las calorías a partir de proteína, el 0-35% de las calorías a partir de grasa, y el 0-17% de las calorías a partir de fibra. La fuente de proteínas es al menos el 60% en peso de concentrado de proteína de suero, y el pH de la formulación es 3'5-3'9. Esta referencia revela el empleo de ésteres de poliglicerol y goma guar hidrolizada como sistema de emulsificación para el producto nutricional conteniendo grasa y
fibra.

Las Patentes U.S. 4.931.300, 5.156.875, 5.141.758 y 5.389.391 según Monte revelan varias composiciones alimentarias antimicrobianas de bajo pH. Estos alimentos son composiciones en polvo que pueden ser reconstituidas después con líquidos. Las composiciones de Monte constan, por lo general, de un componente proteína, un componente grasa y un componente carbohidrato. Monte también enseña el uso de emulsificantes y agentes antimicrobianos tales como sorbatos y benzoatos. La Patente 5.156.875 revela específicamente el uso de un sistema estabilizador binario que comprende un almidón modificado, tal como almidón de patata modificado, y una goma de celulosa. En un ejemplo, Monte reemplaza su sistema estabilizador con pectina. Narra que, en menos de seis (6) horas, un material en partículas empezó a decantar y separarse de la solución estabilizada con pectina para formar una capa de material en el fondo del recipiente de boca ancha. Monte sugiere que la pectina es inapropiada para las composiciones alimentarias de bajo pH. En U.S. 5.389.391, Monte enseña y revela un sistema estabilizador de proteína a bajo pH constando de una sustancia pectina y metilcelulosa. Monte enseña que este sistema estabilizador de proteína a bajo pH es el 0'1-20% en peso seco de pectina, u otra sustancia pectina, en combinación con 0'001-10'0% en peso seco de CMCNa u otra metilcelulosa. Las patentes de Monte fracasan para sugerir un método para producir una bebida de bajo pH que contenga al menos el 100% de las necesidades nutricionales diarias de un adulto para calcio, vitamina D, vitamina C, vitamina K y vitamina E en aproximadamente 1.000 ml (una única ración de aproximadamente 250 ml proporciona el 25%). Monte también especifica que, una vez que el producto es reconstituido, tiene una caducidad de varios
días.

La Patente U.S. 5.614.241 según Monte revela una composición alimentaria en polvo, hidrosoluble, nutricionalmente equilibrada que, cuando se mezcla con agua, tiene un pH bajo y alta actividad antimicrobiana. Esta patente revela el empleo de un 1-5% en peso de una sustancia pectina para evitar la precipitación de proteína. Esta patente también enseña el empleo de un sistema tampón para la bebida de bajo pH, el cual contiene citrato sódico y ácido cítrico. El pH preferido de esta bebida es menor de aproximadamente 4'75, y bajo muy preferidas condiciones es menor de aproximadamente 4'5. Esta patente no estudia los problemas y parámetros especiales de una fórmula entérica de bajo pH que contenga altos niveles de macronutrientes, vitaminas y minerales. Además, se sabe que los polvos nutricionales experimentan problemas de separación de fases en la reconstitución. La patente especifica que el producto reconstituido tiene una caducidad de varios días.

PCT/US96/02245 (WO 96/29880) según Yang y col. revela un producto que contiene del 5 a aproximadamente el 99'8% de leche, de aproximadamente el 0'05 a aproximadamente el 0'8% de un estabilizante alimentario y un ácido alimentario. Esta solicitud enseña específicamente la acidificación de la mezcla mientras que el tamaño de partícula de las partículas de proteína/estabilizante es menor de unos 0'8 micrones. Esta referencia enseña que se pueden emplear diversos estabilizantes alimentarios, tales como goma arábiga, gelatina, xantana, algarrobo y pectina. En esta referencia se revela específicamente una mezcla de pectina y CMC. Esta referencia no estudia las necesidades especiales de los productos nutricionales que tienen altos niveles de proteína y nutrientes tales como calcio.

La Patente U.S. 5.641.531 según Liebretch y col. relata un suplemento nutricional líquido sustancialmente transparente que consta del 1-10% en peso de aislado de proteína de suero, al menos una fuente de carbohidrato teniendo un ED de 10 como mínimo, vitaminas, minerales traza y minerales ultratraza. El pH de la bebida de Liebretch y col. es de 2'8 hasta aproximadamente 3'3, tiene una densidad calórica de al menos 1'0 kcal/ml, y utiliza un sistema no estabilizador. Esta patente no tiene que ver con bebidas nutricionalmente completas ya que revela una bebida que está desprovista esencialmente de macronutrientes y grasa añadidos.

La Patente U.S. 5.234.702 según Katz narra un sistema antioxidante para productos nutricionales en polvo. Los productos nutricionales en polvo contienen un componente lipídico insaturado que es estabilizado mediante una mezcla de palmitato de ascorbilo, \beta-caroteno y citrato. Esta patente no sugiere el empleo de un sistema antioxidante para su uso en una bebida de bajo pH que contenga altos niveles de proteína y macronutrientes.

Hércules Food Ingredients, Wilmington, Delaware, suministra un ingrediente tipo pectina que se cree estabiliza una mezcla de zumo/leche. La pectina GENU® (marca registrada de A/S Pektinfabrik de Copenhague, Dinamarca) tipo JM es conocida por controlar la estabilidad y controlar la viscosidad de bebidas de leche agria. En McCue, N (Sr. ed) Prepared Foods, septiembre de 1994, página 87, se puede encontrar una descripción del uso de pectina GENU® en una bebida. El empleo de pectina alta en metoxilo en productos lácteos/de zumos es revelado por A. C. Spork en "Acidifying Dairy-Based Drinks", Dairy Foods, julio de 1994, páginas 34-36. Ninguna de estas referencias estudia los problemas asociados con una bebida de bajo pH que contenga altos niveles de proteína y
macronutrientes.

La capacidad de los polisacáridos ácidos tales como la CMC para inhibir la precipitación de proteínas en el punto isoeléctrico de las proteínas ha sido utilizado en la preparación de bebidas lácteas aromatizadas con frutas. Se ha descubierto que la CMC es particularmente efectiva para mantener las proteínas lácteas en solución. Para una evaluación de las interacciones proteína-polisacárido ver D. A. Ledward, "Protein-Polysaccharide Interactions", Vol. 3, Polysaccharides in Food, School of Agriculture, University of Nottingham, páginas 205-217.

Thakus y col., en Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 37(1): 47-73 (1997), proporcionan una evaluación de la química y usos de la pectina. Esta publicación no estudia los problemas especiales asociados con una bebida de leche/zumo de pH y viscosidad bajos, que proporcione la completa nutrición a un humano en aproximadamente
1 l.

Numerosos investigadores han intentado superar los problemas asociados con bebidas conteniendo proteínas lácteas a bajo pH. Para reducir o eliminar la separación de fases, la sedimentación y las altas viscosidades, se han propuesto diversas técnicas de procesamiento y sistemas estabilizadores, todos con éxito limitado. Ninguno de los investigadores de técnica anterior ha superado estos problemas para producir una bebida aceptable de bajo pH, rica en proteína, rica en minerales, conteniendo grasa. Ninguno de estos investigadores ha desarrollado una bebida de bajo pH, rica en proteína, rica en minerales, conteniendo grasa, que tenga una caducidad de al menos un año. La presente invención, que está ilustrada en los Ejemplos siguientes, proporciona un método y combinación de componentes para vencer las deficiencias de la técnica anterior.

\vskip1.000000\baselineskip

Sumario de la invención

En general, esta invención tiene que ver con una bebida nutricional de bajo pH, de baja viscosidad, que contiene altos niveles de proteína, vitaminas y minerales, teniendo una caducidad ampliada y excelente estabilidad física. La invención también tiene que ver con un método para preparar dicho producto nutricional de bajo pH, el cual se lleva a cabo mediante el empleo de una única mezcla de materias de partida y una serie de etapas específicas. En una forma de realización de la invención, estas bebidas son productos de bajo pH apropiadas para su uso como producto nutricional completo para niños de 1-4 años de edad, o para adultos y niños mayores. Un producto nutricional completo puede ser utilizado como única fuente de nutrición para el paciente, de este modo se tiene que prestar atención especial a los niveles de proteína, carbohidrato, lípido, minerales y vitaminas. Los pacientes pueden recibir el 100% de sus necesidades nutricionales, a partir de tales productos nutricionales exclusivos.

Alternativamente, estas mismas bebidas de bajo pH pueden ser formuladas para que sirvan como suplementos nutricionales. Los suplementos no pretenden servir como única fuente nutricional, y no suministran el 100% de las necesidades nutricionales de los pacientes. Serán reforzados para proporcionar niveles altos de uno o más nutrientes. Por ejemplo, en mujeres adultas son convenientes productos bajos en grasa y ricos en calcio. Asimismo, en niños son provechosos bebidas ricas en proteína y bajas en grasa que hayan sido reforzadas con vitaminas y calcio. Para un especializado en la técnica serán fácilmente evidentes otras aplicaciones.

A medida que aquellos especializados en la técnica de la nutrición son conscientes, muchos países alrededor del mundo han establecido estándares o valores de referencia para la ingesta de vitaminas, minerales, proteína, grasa y carbohidratos para el típico ser humano. Por ejemplo, la Comunidad Europea ha fijado Ingestas de Referencia para la Población (IRP) y Canadá ha recomendado Ingestas Diarias. Estos países han separado a menudo los estándares para adultos [esto es, por encima de dos (2) años de edad] y niños [esto es, por debajo de dos (2) años de
edad].

Como se utiliza aquí y en las reivindicaciones, el término "IDR" significa el conjunto estándar para el nutriente especificado en el país en el que se va a vender la bebida de bajo pH. La IDR puede ser específica para ciertos grupos de edad [esto es, niños por debajo de dos (2) años de edad]. Por ejemplo, si el producto nutricional inventivo de bajo pH pretende ser apropiado como única fuente de nutrición y es para vender en Alemania, el 100% de la Ingesta Diaria Recomendada en Alemania para proteína, calcio, vitamina C, ácido fólico, vitamina D, vitamina E y vitamina K será suministrada en aproximadamente 1.000 ml de producto nutricional. Si se pretende como suplemento, entonces la bebida será reforzada con los nutrientes revelantes conforme a estándares alemanes. Las IDR varían ligeramente de país a país, si hubiese, y está dentro de la esfera del artesano el obtener el valor referido y ajustar la bebida de esta invención de acuerdo con esto. A menos que se diga lo contrario, todos los porcentajes narrados aquí y en las reivindicaciones son porcentajes en peso del componente referido al peso del producto
final.

Por lo tanto, es un principal objeto de la invención proporcionar una composición nutricional entérica mejorada para adultos y niños. Otro objeto de la invención es proporcionar una composición alimentaria líquida de bajo pH que: (i) utilice un sistema proteico seleccionado de caseinato sódico, caseinato cálcico, proteína de suero, concentrado de proteína de leche, aislado de proteína de leche (conocido también como proteína láctea total), concentrado de proteína de suero y mezclas de los mismos; y (ii) un nuevo sistema estabilizador que evite en general que la proteína y el calcio precipiten o se separen de la composición alimentaria líquida.

Un aspecto de la bebida de esta invención es que se pueden producir una mayor variedad de sabores cuando se compara con una bebida convencional que tenga un pH de aproximadamente 7'0. La bebida de la invención está diseñada para proporcionar una superior nutrición en un producto de baja viscosidad que posee propiedades de estabilidad física superiores. Como línea directriz general, la bebida contiene típicamente alrededor de 3-20 g de proteína, alrededor de 0-20 g de grasa, alrededor de 100-450 calorías, y al menos el 25% de la IDR de ciertas vitaminas y minerales en aproximadamente 250 ml. Más típicamente, la bebida contiene alrededor de 3-15 g de proteína, alrededor de 0'5-13'0 g de grasa, alrededor de 140-300 calorías, y al menos el 25% de la IDR de ciertas vitaminas y minerales en aproximadamente 250 ml. El intervalo de pH de la bebida puede variar alrededor de 3'0-4'6, siendo preferido alrededor de 4'0-4'35.

En todavía una forma de realización más preferida, la bebida contiene alrededor de 5-11 g de proteína, alrededor de 1-12 g de grasa, alrededor de 190-250 calorías, y al menos el 25% de la IDR para calcio, vitaminas C, D, K y E, y selenio en una sola ración, teniendo un volumen aproximado de 250 ml, y en donde la bebida tiene una viscosidad menor de 150 cps cuando se mide con un viscosímetro Brookfield con un husillo nº 1 a 20ºC, más preferentemente menor de 75 cps, y muy preferentemente menor de 35 cps.

La matriz de bajo pH de la bebida proporciona una plataforma para un producto con diversidad de sabores, sin gustillo a vitaminas o minerales, mucho menor riesgo de deterioro microbiano, y tratamientos térmicos mucho menores del producto, lo que mejora la estabilidad de las vitaminas y el sabor.

\vskip1.000000\baselineskip

La presente invención proporciona un producto nutricional líquido, que tiene un pH de 3'0-4'6, constando:

(a) del 45-95% en peso de agua;

(b) del 1'0-15% en peso de una fuente de proteína;

(c) del 0'1-3'3% en peso de un sistema estabilizador comprendiendo pectina alta en metoxi en la cantidad de al menos el 0'1% en peso del producto nutricional;

(d) del 1-30% en peso de un carbohidrato;

(e) del 0'5-10% en peso de un aceite comestible; y

(f) al menos 800 mg/litro de calcio;

(g) al menos 40 mg/litro de vitamina C;

(h) al menos 100 \mug/litro de ácido fólico;

(i) al menos 2'5 \mug/litro de vitamina D;

(j) al menos 6 mg/litro de vitamina E;

(k) al menos 30 \mug/litro de vitamina K;

dicho producto nutricional líquido preparado mediante un método que incluye una etapa de homogeneización antes de, y otra posterior a, una etapa de acidificación.

\vskip1.000000\baselineskip

Las formas de realización preferidas del producto nutricional líquido de la invención están reivindicadas en las reivindicaciones adjuntadas 2-19, y en la reivindicación 20 se reclama un método de la invención para preparar una composición nutricional líquida.

\vskip1.000000\baselineskip

Hay además revelado un producto nutricional líquido como se acaba de definir, teniendo un pH de 3'0-4'6, constando:

(a) del 45-95% en peso de agua;

(b) del 1'0-15%, y más típicamente del 3-15%, en peso de una fuente de nitrógeno amino seleccionada de caseinato sódico, caseinato cálcico, proteína de suero, aislado de proteína de leche, concentrado de proteína de leche y mezclas de los mismos;

(c) del 0'1-3'3% en peso de un sistema estabilizador comprendiendo pectina alta en metoxi en la cantidad de al menos el 0'1% en peso del producto nutricional;

(d) del 1-30%, y más típicamente del 1-20%, en peso de un carbohidrato;

(e) del 0'5-10% en peso de un aceite comestible;

(f) vitaminas y minerales, en donde dicha bebida contiene al menos la cantidad mínima anterior de calcio, vitamina C, ácido fólico, vitamina D, vitamina E y vitamina K en aproximadamente 1.000 ml;

(g) preferentemente hasta 1'0% en peso de una fuente de calcio seleccionada del grupo que se compone de glicerofosfato cálcico, citrato cálcico, lactato cálcico, gluconato cálcico, fosfato cálcico tribásico y mezclas de los mismos;

(h) opcionalmente alrededor de 0'1-10% en peso de un sistema ácido comprendiendo al menos un ácido de calidad alimentaria seleccionado del grupo que se compone de ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido tartárico, ácido láctico, ácido málico, glucono-delta-lactona, ácido clorhídrico diluido, ácido acético, y mezclas de los mismos; y

(i) opcionalmente alrededor de 0'01-5% en peso de un sistema emulsificante comprendiendo al menos un componente seleccionado del grupo que se compone de lecitina, monoglicéridos, diglicéridos, ésteres de mono y diglicéridos de ácido diacetil tartárico, y mezclas de los mismos.

\vskip1.000000\baselineskip

Hay también revelado un producto nutricional líquido como se acaba de definir, que tiene un pH de aproximadamente 4'0 hasta aproximadamente 4'4, constando:

(a) de aproximadamente 60-90%, y más típicamente alrededor de 70-90%, en peso de agua;

(b) de aproximadamente 6-8% en peso de una fuente de nitrógeno amino, en donde la fuente de nitrógeno amino es una mezcla de aislado de proteína de leche y caseinato cálcico;

(c) de aproximadamente 0'8-2'0% en peso de un sistema estabilizador comprendiendo pectina alta en metoxi;

(d) preferentemente de alrededor del 0'1-1'0% en peso de una fuente de calcio, en donde la fuente de calcio comprende una mezcla de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico;

(e) opcionalmente de alrededor del 0'3-2'0% en peso de un ácido de calidad alimentaria, y más preferentemente el ácido de calidad alimentaria es una mezcla de ácido cítrico y ácido fosfórico;

(f) opcionalmente de alrededor del 0'1-5'0% en peso de lecitina de soja;

(g) opcionalmente de alrededor del 0'1-3% en peso de un sistema antioxidante comprendiendo palmitato de ascorbilo, tocoferoles mixtos y citrato;

(h) de aproximadamente 5-30%, y típicamente alrededor del 10-25%, en peso de carbohidrato;

(i) del 0'5-10%, y más típicamente alrededor del 0'3-5%, en peso de un aceite comestible; y

(j) vitaminas y minerales en las cantidades mínimas anteriores.

\vskip1.000000\baselineskip

Una forma de realización adicional de la invención tiene que ver con una composición nutricionalmente completa para niños de 1 a 4 años de edad, teniendo un pH de aproximadamente 4'0 a aproximadamente 4'4, constando:

(a) de aproximadamente 70-90% en peso de agua;

(b) de aproximadamente 2-4% en peso de una fuente de nitrógeno amino;

(c) de aproximadamente 0'5-1'5% en peso de pectina alta en metoxi;

(d) de vitaminas y minerales, en donde la composición nutricional contiene al menos el 25% de la IDR para niños de 1 a 4 años de edad para proteína, calcio, vitamina C, tiamina, hierro, vitamina B_{6}, ácido fólico, vitamina B_{12}, zinc, vitamina D, vitamina E y vitamina K en aproximadamente 250 ml, siempre que la proteína, calcio, vitamina G, ácido fólico, vitamina D, vitamina E y vitamina K estén presentes en, como mínimo, las cantidades mínimas anteriores;

(e) de aproximadamente 4'0-6'0% en peso de un aceite comestible, en donde el aceite comestible comprende aceite alto en oleico;

(f) de aproximadamente 5-15% en peso de un carbohidrato, en donde el carbohidrato comprende almidón de maíz hidrolizado con un ED del 10 a 25;

(g) opcionalmente de alrededor del 0'1-3% en peso de un sistema antioxidante comprendiendo palmitato de ascorbilo, tocoferoles mixtos y citrato;

(h) opcionalmente de alrededor del 0'1-0'5% en peso de un sistema emulsificante comprendiendo lecitina de soja, monoglicéridos y diglicéridos;

(i) opcionalmente de alrededor del 0'5-1'0% en peso de una mezcla de ácido cítrico y ácido fosfórico; y

(j) opcionalmente de alrededor del 0'0 al 0'5% en peso de fosfato cálcico tribásico.

\vskip1.000000\baselineskip

La fuente de nitrógeno amino en la bebida pediátrica comprende preferentemente aislado de proteína de leche.

Una IDR representativa es la IDR de los EE.UU., que remite a las reglas de la Food and Drug Administration (FDA) de los Estados Unidos, estableciendo una Ingesta Diaria de Referencia (IDR) para diversos nutrientes tales como proteína, vitaminas y minerales para adultos y niños por encima de cuatro años de edad, y para niños por debajo de cuatro años de edad y mayores de 13 meses.

La Tabla 1 expone las IDR de los EE.UU., para nutrientes seleccionados a la fecha de registrar esta solicitud.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 1 IDR de los EE.UU.

1

\newpage

La Tabla 2 expone algunas IDR representativas que han sido establecidas en la Comunidad Europea (EP), Canadá y Alemania.

TABLA 2 IDR de Canadá, EP y Alemania por Día

2

\vskip1.000000\baselineskip

Hay revelado también un método para preparar una composición nutricional, dicho método incluyendo las etapas de: (a) preparar una mezcla oleosa, en donde dicha mezcla oleosa consta de un aceite comestible, un emulsificante, vitaminas A, D, E y K, palmitato de ascorbilo y tocoferoles mixtos; (b) preparar un compuesto líquido de carbohidrato/minerales mezclando pectina alta en metoxi con agua con menos del 10% en peso de sólidos totales, bajo alta cizalla y a una temperatura entre 65 y 71ºC (150-170ºF) durante al menos diez (10) minutos y, después de eso, añadir una fuente de minerales principales, minerales traza/ultratraza, y carbohidratos; (c) preparar un compuesto líquido de proteína combinando proteína con agua, bajo agitación, para obtener una mezcla acuosa de al menos el 8% en peso de sólidos totales; (d) combinar el compuesto líquido de proteína, el compuesto líquido de carbohidrato/minerales y la mezcla oleosa para formar una mezcla de proteína/carbohidrato/minerales/aceite; (e) homogeneizar la mezcla de proteína/carbohidrato/minerales/aceite mediante un homogeneizador a una presión de al menos 17 MPa (2.500 psig) para formar una mezcla homogeneizada; (f) acidificar la mezcla homogeneizada de la etapa (e) con un ácido comestible hasta un pH oscilando entre aproximadamente 3'0-4'6; (g) añadir a la mezcla homogeneizada al menos un componente seleccionado del grupo que se compone de saborizantes, colorantes, vitaminas, zumos de fruta, agua, ácido fólico, cisteína y ácido ascórbico; (h) homogeneizar la mezcla acidificada de la etapa (g), pasando la mezcla a través de un homogeneizador a una presión de al menos 17 MPa, para formar una solución alimentaria acuosa; y (i) calentar dicha solución alimentaria acuosa a una temperatura de esterilización durante un tiempo suficiente para matar o inactivar sustancialmente todos los microorganismos en dicha solución alimentaria.

Un aspecto de la presente invención tiene que ver con el especial proceso de fabricación descrito antes, el cual produce una bebida con excelente estabilidad física incluso después de los procesos de esterilización en retorta, envasado aséptico y llenado en caliente. Se ha descubierto que es importante el preparar el compuesto líquido de carbohidrato/minerales mezclando inicialmente la pectina con agua, con menos de un 10% en peso de sólidos totales antes de la adición del calcio, los minerales traza/ultratraza y los carbohidratos, para producir un producto estable físicamente. Un método adicional para preparar el bebida inventiva, especialmente una bebida pediátrica, comprende las etapas de combinar la fuente de nitrógeno amino (esto es, el aislado de proteína de leche) con la pectina, y someter después la mezcla a homogeneización a una presión de al menos 6'8 MPa, más preferiblemente 17'6 MPa (2.000 psig). Después, la mezcla homogeneizada se combina con los otros ingredientes para producir la bebida. Esta etapa de homogeneizar la proteína y la pectina está descrita abajo, además de las dos homogeneizaciones.

Además, se ha descubierto que se necesitan dos etapas de homogeneización, una antes de, y otra posterior a la acidificación, para proporcionar una bebida de aceptable estabilidad física durante el tiempo de durabilidad. La primera homogeneización debería ser a una presión de al menos 17 MPa (2.500 psig), y más preferentemente es una homogeneización de doble etapa a unos 27 MPa (4.000 psig) y unos 3'5 MPa (500 psig). Después de la acidificación, la presión de homogeneización de un homogeneizador de simple etapa debería ser al menos 17 MPa (2.500 psig), y preferentemente al menos 20'4 MPa (3.000psig). Si esta última homogeneización es después de la acidificación, pero antes de un tratamiento térmico final, antes del llenado se debería conducir una homogeneización adicional de como mínimo 6'8 MPa (1.000 psig). Más preferiblemente, esta homogeneización adicional debería ser, al menos, a 10'3 MPa (1.500 psig).

Se entenderá por aquellos especializados en la técnica que la fórmula nutricional descrita pueda ser en forma lista para alimentar, o en forma de un concentrado o polvo. La preparación de las formas concentrada y en polvo se puede llevar a cabo utilizando técnicas y equipos conocidos.

\vskip1.000000\baselineskip

En una forma de realización de la invención, la fórmula nutricional anterior de la invención, que tiene un pH de 3'0-4'6, consta de:

(a) una fuente de nitrógeno amino comprendiendo aislado de proteína de leche y caseinato cálcico;

(b) un sistema estabilizador comprendiendo pectinas altas en metoxi, opcionalmente en combinación con celulosa microcristalina y carboximetilcelulosa sódica;

(c) una fuente de calcio comprendiendo citrato cálcico y glicerofosfato cálcico;

(d) un sistema antioxidante comprendiendo tocoferoles mixtos y palmitato de ascorbilo;

(e) L-cisteína;

(f) una fuente de aceite comestible seleccionada de aceite de cártamo alto en oleico, aceite de soja, aceite de coco fraccionado, aceite de girasol alto en oleico, aceite de maíz, aceite de colza y mezclas de los mismos; y

(g) fuentes de vitamina C, ácido fólico, vitamina D, vitamina E y vitamina K a las concentraciones indicadas anteriormente.

\vskip1.000000\baselineskip

La fórmula nutricional puede comprender adicionalmente un sistema antimicrobiano constando de sorbato potásico, benzoato potásico y mezclas de los mismos.

Se debería entender que los niveles de las vitaminas pueden ser ajustados para satisfacer las necesidades de humanos de cuatro (4) años de edad y mayores, y de niños de trece (13) meses a cuatro (4) años de edad.

Una forma de realización adicional de esta invención es un proceso para mejorar la estabilidad física a largo plazo de bebidas de bajo pH conteniendo cantidades sustanciales de proteína, calcio, vitaminas y otros minerales. Un problema característico de las bebidas de bajo pH es la tendencia a formar sedimento en el fondo del recipiente de la bebida. Este sedimento contiene calcio, otros minerales, proteína, etc. Aparte de la falta de atractivo de este sedimento, estos nutrientes precipitados no pueden ser devueltos a la solución mediante agitación y no proporcionan los nutrientes necesarios para mantener la salud del paciente.

Se ha descubierto un nuevo estabilizante que resolverá este problema. La pectina alta en metoxi, en cantidades suficientes, producirá una bebida de bajo pH que permanecerá estable físicamente durante al menos un año. La estabilidad física se refiere a la ausencia de sedimento o a una reducción significativa en la aparición de la formación de sedimento, durante al menos un periodo de 12 meses. Alternativamente, se puede utilizar una combinación de estabilizantes para producir este mismo efecto.

También se ha descubierto una nueva fuente de calcio para bebidas de bajo pH que contengan cantidades sustanciales de proteína. Se ha descubierto que en tales bebidas se puede utilizar una mezcla de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico, sin tener efectos adversos en la viscosidad y estabilidad de las bebidas. Ciertas fuentes de calcio, tales como el citrato malato de calcio, originan que la proteína gelifique en un periodo de tiempo relativamente corto y, de este modo, se vuelvan imbebibles las bebidas. Tal descubrimiento fue inesperado puesto que el citrato malato de calcio es añadido rutinariamente a bebidas ácidas tales como zumo de naranja.

\vskip1.000000\baselineskip

Descripción detallada de la invención

Las bebidas a base de leche acidificadas han ganado popularidad por todo el mundo durante los últimos cinco (5) a diez (10) años. La leche se puede acidificar microbiológicamente, pero también puede ser mezclada con zumos de frutas y ácidos comestibles para producir bebidas que poseen un gusto refrescante a frutas naturales debido a su bajo pH. Sin embargo, el bajo pH causa algunos problemas que se agravan cuando una bebida contenga altas concentraciones de proteína y algunos nutrientes tales como calcio. La bebida y método de la presente invención, incluyendo las materias utilizadas aquí, las etapas concretas del proceso y las características de la bebida nutricional preparada según esta invención, son descritas detalladamente como sigue:

A. Sistema Proteico

Por lo que concierne a la presente especificación, el término "caseinato" quiere decir el producto resultante de la neutralización de la caseína ácida con hidróxido sódico o cálcico. La caseína ácida se utiliza en su más amplio sentido y abarca la caseína ácida tradicional, obtenida directamente acidificando la leche, y la caseína ácida obtenida indirectamente, tal como, por ejemplo, una caseína renina reacidificada. Por lo que concierne a la presente especificación, los términos "concentrado de proteína de suero" y "aislado de proteína de suero" son definidos para significar una fracción proteica hidrosoluble o suspendible, esencialmente desnaturalizada, derivada a partir de suero de queso o como subproducto de la producción de caseína. La proteína de suero es una proteína de origen natural y es específica e identificable en términos de su composición, y no es necesariamente dependiente del proceso utilizado para producirla. La proteína de suero se puede obtener por métodos tales como ultrafiltración o filtración en gel. En la bebida también se puede utilizar aislado de proteína de leche (conocido también como proteína láctea total), y está disponible por Kerry Ingredients de Beloit, Wisconsin, y la proteína láctea total por New Zealand Milk Products de Santa Rosa, California. En una forma de realización de la invención, en el producto para adultos se utiliza preferentemente una mezcla 65/35% en peso de aislado de proteína de leche y caseinato sódico. En otras formas de realización, la bebida utiliza aislado de proteína de leche en un 60% en peso de la proteína total o proteína láctea total al 100%. El aislado de proteína de leche es un 82% de caseína y un 18% de suero, y es fabricado por ultrafiltración, por esa razón la relación suero a caseína es la misma que la de la leche normal. Esta proteína es muy conveniente en la bebida inventiva ya que posee un sabor y una funcionalidad superiores.

Para ciertas bebidas de bajo pH en las que la densidad calórica sea aumentada más allá de 1'0 kilocaloría por ml, puede ser conveniente utilizar suero parcialmente hidrolizado como parte de la fuente de proteína. También se puede utilizar aislado de proteína de soja. La cantidad que se puede incorporar puede variar ampliamente, pero oscilará típicamente desde el 10 hasta aproximadamente el 30% en p/p de la proteína total presente en el sistema. Este suero parcialmente hidrolizado servirá para ayudar a controlar la osmolalidad de la fórmula final. El suero parcialmente hidrolizado está disponible a partir de numerosas fuentes comerciales, incluyendo Kerry Ingredients de Beloit, Wisconsin. La gelatina, la cual se obtiene a partir de pescado, cerdo, o vaca, puede ser también utilizada para controlar la osmolalidad. La cantidad de gelatina cuadrará dentro de los intervalos descritos anteriormente, y está disponible a partir de numerosas fuentes comerciales.

La cantidad de proteína utilizada en la presente bebida puede variar ampliamente pero, para la mayoría de las aplicaciones, es adecuado entre el 1-15% en peso, más típicamente entre aproximadamente el 1-8% en peso, y más frecuentemente entre un 1 y el 6% en peso. En general, la fuente de nitrógeno amino puede incluir cualquier fuente conocida tal como proteína de soja, proteínas vegetales, proteínas de cereales, de carne, de pescado y otras. En el producto nutricionalmente completo para niños, se ha determinado que el aislado de proteína de leche es la fuente preferida de nitrógeno amino, especialmente cuando el producto sea esterilizado terminalmente. El perfil de aminoácidos del sistema proteico se diseña preferentemente para satisfacer el requerimiento humano de aminoácidos para adultos. Ver Recommended Daily Allowances, 10ª Edición, FNB/NRC.

B. Sistema Estabilizador

En la presente invención se pueden emplear diversos estabilizantes alimentarios, e incluyen estabilizantes coloidales hidrófilos conocidos como goma arábiga, pectinas, gelatina, xantana y goma de algarrobo (GA), así como los polímeros aniónicos derivados de celulosa tales como CMC. Estos estabilizantes son hidrosolubles y toleran el pH bajo que es encontrado en la bebida inventiva.

Las pectinas se utilizan en la presente invención para intensificar la estabilidad física y controlar la viscosidad de las bebidas. La pectina estabiliza las proteínas de leche para producir productos sin sedimentación y separación de fases significativas (esto es, estabilidad física), y asegura un suave tacto en la boca sin ninguna "arenosidad" y ayuda a controlar la viscosidad estabilizando el agua libre. Las pectinas son una clase de polisacáridos complejos encontrados en las paredes celulares de plantas superiores. El número de fuentes vegetales que se utilizan para la producción comercial de pectinas está limitado completamente. Actualmente, el orujo de manzana y las cortezas de cítricos son las fuentes principales de pectinas comercialmente admisibles. Ellas, sin embargo, producen pectinas ligeramente diferentes que las hacen unas u otras más adecuadas para aplicaciones específicas. Otras fuentes de pectina abarcan la remolacha azucarera y las pipas de girasol. Las pectinas cítricas son preferidas en la presente invención, y sumamente preferidas son las pectinas de naranja.

La capacidad de las pectinas para formar un gel depende del tamaño molecular de la molécula y del grado de metoxilación (GM). La estructura química de la pectina ha sido el tema de muchas investigaciones científicas. Es importante la aclaración de la estructura de la pectina para comprender su papel en el procesamiento de alimentos y como fibra nutricional. Como muchos otros polisacáridos, las pectinas son polimoleculares y polidispersas, esto es, son heterogéneas con respecto a la estructura química y al peso molecular.

La composición de la pectina varía con la fuente y condiciones de la ubicación de la extracción, y otros factores medioambientales. Basado en la solubilidad, existen dos tipos diferentes de pectinas: hidrosolubles o "pectinas libres" y las pectinas insolubles en agua. La solubilidad en agua está relacionada con el grado de polimerización y el número y distribución de los grupos metoxilo.

\global\parskip0.980000\baselineskip

La propiedad más especial de las pectinas es su capacidad para formar geles en presencia de iones Ca^{2+} o azúcares y ácido. Dependiendo del GM, las pectinas se clasifican en: 1) pectina baja en metoxi (BM), con un GM del 25-50%, y 2) pectina alta en metoxi (AM), con un GM del 50-80%. Las pectinas BM y AM forman geles en presencia de iones calcio y ácido, respectivamente. El mecanismo de la formación del gel es diferente en ambas pectinas AM y BM. Las pectinas AM forman geles si el pH es inferior a 3'6 y está presente un cosoluto.

Las pectinas han sido siempre un constituyente natural de los alimentos para humanos, y su uso está permitido en todos los países del mundo. La pectina ha sido utilizada en algunos alimentos tales como jaleas, conservantes, mermeladas, refrescos dietéticos, helados, y como sustitución de grasas o azúcar en alimentos bajos en calorías. Las pectinas también tienen usos en la industria farmacéutica.

Las pectinas útiles en la presente invención son las pectinas AM, y están disponibles por The Copenhagen Pectin Factory Ltd. de Dinamarca y por Hércules Food Ingredients, Wilmington, Delaware. Las pectinas AM preferidas son conocidas como GENU® JMJ, GENU® JM, GENU® JM 150 y GENU® YM100H, fabricadas por Hércules Food Ingredients. Las pectinas GENU® HM se utilizan en esta invención para estabilizar la proteína a pH bajo.

La concentración de pectina HM utilizada aquí puede oscilar desde el 0'1-3'3% en peso, más preferentemente el 0'1-2% en peso, incluso más preferentemente desde aproximadamente el 0'5-1'5% en peso, y muy preferentemente desde aproximadamente el 0'6-1'25% en peso. La cantidad de pectina AM utilizada, tal como GENU, depende en parte del nivel de proteína presente en el producto bebida. En general, cuanto mayor sea el nivel de proteína más pectina HM será necesaria para estabilizar la bebida de bajo pH. El sistema estabilizador puede abarcar el empleo solamente de pectina alta en metoxi, o alternativamente, la pectina alta en metoxi puede ser utilizada en combinación con otros estabilizantes. Por ejemplo, el sistema estabilizador puede contener materias tales como pectinas procesadas especialmente, las cuales reducen el sedimento y la separación de fases debido a que aumentan la viscosidad (esto es, Slendid 200), y la celulosa microcristalina. Slendid 200 es una pectina alta en éster que es extraída de la corteza de cítricos y estandarizada mediante la adición de sacarosa; sin embargo, la estructura molecular ha sido modificada durante el proceso de extracción para construir viscosidad y retener agua.

Una fuente de celulosa microcristalina útil en la invención es el gel de celulosa Avicel® de FMC Corporation de Filadelfia, PA. Una forma preferida de Avicel es el Avicel CL-611, el cual es de calidad coloidal y consta de un 85% en peso de celulosa microcristalina (CM) y un 15% en peso de carboximetilcelulosa (CMC) sódica. Un aspecto de la presente invención reside en el descubrimiento de que la bebida de bajo pH puede ser adecuadamente estabilizada contra la degradación física, durante el tiempo de durabilidad, mediante el empleo solamente de pectinas altas en metoxi (Pectinas AM), u opcionalmente en combinación con CM y CMC. La cantidad de pectinas AM, CMC y CM utilizada en la fórmula inventiva, como % en peso de la fórmula, puede variar como sigue:

Pectina AM:

aproximadamente 0'1-2'0% p/p

CMC:

aproximadamente 0'005-0'5% p/p

CM:

aproximadamente 0'005-1'0% p/p

\vskip1.000000\baselineskip

En una forma de realización más preferida, los intervalos son como sigue:

Pectina AM:

aproximadamente 0'5-1'0% p/p

CMC:

aproximadamente 0'01-0'3% p/p

CM:

aproximadamente 0'05-0'1% p/p

\vskip1.000000\baselineskip

En todavía una forma de realización más preferida, los intervalos son como sigue:

Pectina AM:

aproximadamente 0'7-0'9% p/p

CMC:

aproximadamente 0'01-0'02% p/p

CM:

aproximadamente 0'07-0'1% p/p

\vskip1.000000\baselineskip

En la forma de realización sumamente preferida, los niveles son como sigue:

Pectina AM:

aproximadamente 0'8% p/p

CMC:

aproximadamente 0'015% p/p

CM:

aproximadamente 0'085% p/p

\vskip1.000000\baselineskip

\global\parskip1.000000\baselineskip

En el producto nutricionalmente completo para niños, el estabilizante está presente desde aproximadamente el 0'5 hasta aproximadamente el 1'5% en peso, más preferentemente desde aproximadamente el 0'5 hasta el 1'0% en peso, y consta únicamente de pectina alta en metoxi.

En una forma de realización preferida de la invención, la pectina AM se mezcla con una fuente de carbohidrato y nutrientes (esto es, calcio, minerales traza y ultratraza) para formar un compuesto líquido acuoso de carbohidrato/minerales. Luego, el compuesto líquido de carbohidrato/minerales se combina con el compuesto líquido de proteína y la mezcla oleosa, y se procesa posteriormente. Para realizar el provecho completo de la invención revelada aquí, en primer lugar se deberían añadir las pectinas (por ejemplo, GENU y Slendid 200) y se deberían agitar a una velocidad y durante un tiempo suficiente para hidratar adecuadamente la pectina AM. Los minerales y carbohidratos se añaden una vez que las pectinas estén completamente hidratadas.

C. Fuente de Calcio

Un aspecto importante de la bebida de bajo pH de esta invención es que puede entregar, en un volumen relativamente pequeño, niveles significativos de calcio biodisponible. Es, en parte, la alta concentración de iones Ca^{2+} solubles los que causan algunos de los problemas de inestabilidad física, sedimentación y tacto en la boca de una bebida de bajo pH rica en nutrientes.

En general, en esta invención se puede utilizar cualquier fuente conocida de Ca^{2+} que no afecte adversamente al producto. Típicamente, al menos una fuente será seleccionada a partir de glicerofosfato cálcico, citrato cálcico, fosfato cálcico tribásico y lactato cálcico. Preferentemente, se utiliza glicerofosfato cálcico y citrato cálcico en aproximadamente una relación en peso 40:60 ya que son más solubles que otras fuentes de calcio, y también tienen un menor tacto en la boca a tiza. En una forma de realización de la invención, la fuente de calcio biodisponible es una mezcla 40:60 de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico. Otras formas de realización incluyen fuentes de calcio tales como lactato cálcico y gluconato cálcico en combinación con citrato cálcico. La cantidad de fuente de calcio en la bebida puede variar hasta el 1'0% en peso. Como se utiliza en esta solicitud, cualquier referencia a la cantidad de calcio se refiere a la cantidad de calcio elemental que se debería utilizar, y no a la cantidad de la sal de calcio. Preferentemente, el nivel de calcio produce el 25-50% de la IDR para el adulto medio, en un volumen de aproximadamente 250 ml de bebida. En el producto nutricionalmente completo para niños, la fuente de calcio es preferentemente fosfato cálcico tribásico a una concentración menor o igual al 0'5% en peso (calcio elemental).

Como se describe más detalladamente en el Ejemplo XIII, se descubrió que el citrato malato de calcio no era compatible en una solución ácida conteniendo proteínas. El citrato malato de calcio originó que gelificasen las proteínas, haciendo de ese modo la bebida no adecuada para su consumo. Este fue un descubrimiento muy inesperado puesto que el citrato malato de calcio se añade rutinariamente al zumo de naranja, el cual tiene un pH ácido.

Si se desea, al producto nutricional se pueden añadir fuentes de boro para intensificar la absorción de calcio. La cantidad de boro puede variar ampliamente pero oscilará, típicamente, desde aproximadamente 500 microgramos hasta aproximadamente 600 microgramos por ración individual. El borato sódico es actualmente la fuente preferida de boro.

D. Acidulantes

La presente invención emplea típicamente un ácido alimentario, o acidulante, para ajustar el pH del producto nutricional final a un intervalo del 3'0-4'6, más preferentemente alrededor de 4'0-4'4, y muy preferentemente alrededor de 4'1-4'3. Sin embargo, no se necesita tal ácido alimentario siempre que otros ingredientes contenidos en la formulación reduzcan el pH (esto es, zumos de frutas, saborizantes, etc.).

Típicamente, el ácido alimentario se añade en una cantidad que varía desde aproximadamente el 0'1% hasta aproximadamente el 10%, más preferentemente alrededor de un 0'2%-0'5%, y muy preferentemente desde alrededor del 0'3% hasta alrededor del 2% en peso de la bebida. Está también dentro del campo de aplicación de esta invención el aumentar el nivel de ácido alimentario hasta aproximadamente el 1% tamponando el pH con sales tamponadoras. En general, en esta invención se puede utilizar cualquier agente de acidificación conocido (esto es, organismos productores de ácido láctico, ácidos minerales y ácidos de calidad alimentaria). Preferentemente, los acidulantes para esta invención son ácidos de calidad alimentaria seleccionados de ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido tartárico, ácido láctico, ácido málico, glucono-delta-lactona y mezclas de los mismos. Los inventores evaluaron aquí algunos sistemas acidificadores basados en las propiedades organolépticas resultantes comunicadas a la bebida. Se determinó que en la bebida inventiva, la cual contiene altos niveles de proteínas y minerales que actúan como agentes tamponadores, se necesita típicamente una cantidad importante de ácido para reducir el pH. Se determinó que se prefiere una mezcla de soluciones de ácido cítrico y ácido fosfórico (a aproximadamente el 50% en peso de concentración) en una relación en peso de alrededor de 70:30.

E. Sistema Emulsificante

Opcionalmente, se puede añadir un emulsificante a la bebida de bajo pH. Si se utiliza, el sistema emulsificante es, preferentemente, al menos un componente seleccionado del grupo que se compone de lecitina, monoglicéridos, diglicéridos, ésteres de mono y diglicéridos de ácido diacetil tartárico y mezclas de los mismos. De los diversos emulsificantes actualmente disponibles, únicamente tres (3) tienen estatus GRAS (reconocidos generalmente como seguros, FDA): lecitina, mono-diglicéridos y ésteres de mono y diglicéridos de ácido diacetil tartárico. El sistema emulsificante preferido es lecitina de soja sola o en combinación con ésteres de mono y diglicéridos de ácido diacetil tartárico.

La lecitina es un surfactante anfótero que estará positiva o negativamente cargado dependiendo del pH del entorno. Los mono-diglicéridos son surfactantes no iónicos. Los ésteres de mono y diglicéridos de ácido diacetil tartárico son iónicos, con un componente unido muy hidrófilo. Estos componentes hidrófilos son ácidos carboxílicos, y pueden actuar como tales o como los respectivos aniones. Ellos funcionan comunicando una carga negativa a los glóbulos grasos en la matriz, originando de este modo que se repelan electrostáticamente entre sí a fin de que no ocurra floculación o coalescencia. El Panodan® es una marca de ésteres de mono y diglicéridos de ácido diacetil tartárico fabricados a partir de grasa vegetal refinada comestible por Danisco Ingredients Company Products Inc. de Kansas, EE.UU. La lecitina de soja sola es el emulsificante preferido debido a su inferior punto de fusión y facilidad de incorporación en la mezcla oleosa. Se elige la cantidad de emulsificante para que se adapte a la bebida concreta, y generalmente oscila desde aproximadamente el 0'01-5'0% en peso del producto nutricional líquido. El producto nutricionalmente completo para niños utiliza preferentemente una mezcla de lecitina, monoglicéridos y diglicéridos como sistema emulsificante, a una concentración de aproximadamente el 0'1-0'5% en peso.

F. Sistema Antioxidante

La bebida de esta invención también puede contener, opcionalmente, un sistema antioxidante a una concentración de aproximadamente el 0'001-5% en peso para prevenir la degradación del componente lipídico insaturado. La protección del lípido insaturado es esencialmente importante cuando la bebida está en forma de polvo. A pH bajo, los triglicéridos en los aceites pueden hidrolizarse y liberar ácidos grasos libres que son propensos a la oxidación, y el calor puede acelerar esta reacción. La protección del componente lipídico es esencialmente importante cuando en la bebida se utilicen aceite de soja, aceite de colza y/o aceite marino, debido a su grado de insaturación. El sistema antioxidante empleado aquí utiliza un sistema de ingredientes de origen natural que comprenden tocoferoles mixtos y palmitato de ascorbilo. En una segunda forma de realización, el sistema antioxidante de tres partes consta de palmitato de ascorbilo, tocoferoles mixtos y citrato. El producto nutricionalmente completo para niños contiene preferentemente alrededor del 0'1-3% en peso del sistema de tres partes.

G. Carbohidratos

La cantidad de carbohidrato que se utiliza en estos productos de pH bajo puede variar ampliamente. La cantidad de carbohidrato oscilará desde el 1-30%, más típicamente alrededor del 1-25%, y muy preferentemente alrededor del 5-20% en peso.

Los carbohidratos pueden ser alguno de los carbohidratos digeribles tales como dextrosa, lactosa, fructosa, sacarosa, maltosa, almidón de maíz, almidón de maíz hidrolizado, maltodextrina, polímeros de glucosa, sólidos de jarabe de maíz, oligosacáridos, sacáridos superiores, jarabe de maíz rico en fructosa o mezclas de los mismos, dependiendo del uso.

Si se desea, dentro de la fórmula se pueden incorporar carbohidratos indigeribles. Uno de tales ejemplos es un oligosacárido indigerible tal como los fructooligosacáridos. En las bebidas se pueden incorporar fibras solubles e insolubles. Los ejemplos de tales fibras incluyen la soja, avena, guisante, remolacha, celulosa, maíz, goma arábiga, carboximetilcelulosa sódica, goma guar, pectina cítrica, cebada y psilio.

En el producto nutricionalmente completo para niños, el carbohidrato está al 5-15% en peso y es, preferentemente, almidón de maíz hidrolizado con un DE (equivalente de dextrosa) de 10 a 25. Es conveniente un carbohidrato hidrolizado puesto que mantiene la osmolaridad baja y se digiere fácilmente.

H. Aceites Comestibles

Los lípidos o aceites comestibles útiles en la bebida de la invención son aquellos conocidos por ser consumibles por un humano. La cantidad puede variar ampliamente dependiendo del uso final del producto. Por ejemplo, si se pretende que el producto sea adecuado como única fuente de nutrición tendrá un nivel relativamente alto de grasa, a fin de que se pueda suministrar al paciente el número suficiente de calorías para evitar la desnutri-
ción.

La cantidad de aceites y los tipos necesarios para lograr estos resultados son bien conocidos por aquellos especializados en la técnica. Sin embargo, como directriz general, las bebidas contendrán aproximadamente el 0'5-10% en peso de un aceite comestible.

En una forma de realización de la invención, el componente aceite comestible es una mezcla constando de aceite de soja y aceite marino (esto es, aceite obtenido a partir de pescado), fungoso y de plantas logradas genéticamente que contengan niveles altos de ácidos grasos poliinsaturados n-3 y/o n-6 a un nivel de aproximadamente el 0'5-10% en peso. En otra forma de realización, la bebida inventiva utiliza una mezcla de aceite de colza y aceite de cártamo alto en oleico. En otra forma de realización de la invención para niños, la mezcla oleosa consta de aceite de cártamo alto en oleico, aceite de soja y aceite de coco fraccionado. La concentración del aceite comestible en el producto para niños es, preferentemente, de aproximadamente el 4'0 al 6'0% en peso, y debería ser un aceite alto en oleico ya que los niños necesitan este ácido graso.

Sin embargo, en la bebida se pueden incorporar otros numerosos aceites o combinaciones de aceites. Los ejemplos de aceites apropiados incluyen el de oliva, de borraja, de semillas de grosella negra, de maíz, aceites marinos, aceites fungosos, de cártamo, de cártamo alto en oleico, de girasol, de girasol alto en oleico, de onagra, de algodón, de salvado de arroz, de semillas de uva, de linaza, de ajo, de cacahuete, de almendras, de nuez, de germen de trigo, de huevo, de girasol alto en oleico, y de sésamo.

I. Vitaminas y Minerales

Para complementar la composición alimentaria, y con el propósito del equilibrio nutricional total, se pueden utilizar vitaminas, minerales y otros elementos traza. Estos suplementos pueden ser variados según se desee pero son típicamente iguales a la IDR o mayores, basados en 2.000 calorías por día. En una forma de realización preferida de la invención, al menos el 25% de la IDR para vitaminas A, D, E y K son suministradas en aproximadamente 250 ml de la bebida, así como el 25% de la IDR para calcio y selenio.

Después de que se evaluasen numerosas fuentes de magnesio (por ejemplo, carbonato magnésico, citrato magnésico, gluconato magnésico, hidróxido magnésico, sulfato magnésico y otras), se determinó que para la bebida inventiva se prefiere una relación en peso 30:70 de fosfato magnésico dibásico y cloruro magnésico. Se prefiere esta mezcla debido a su sabor limpio y su capacidad tamponadora. También preferido es el empleo de gluconato magnésico como fuente de magnesio debido a su sabor no amargo. Se desean minerales con una baja capacidad tamponadora para que se necesite menos ácido cuando se baje el pH de la bebida por debajo de 4'2. En la bebida nutricionalmente completa para niños se prefiere que contenga al menos el 100% de la IDR para niños de proteína, calcio, vitamina C, tiamina, hierro, vitamina B_{6}, ácido fólico, vitamina B_{12}, zinc, vitamina D, vitamina E y vitamina K en aproximadamente un litro de bebida.

J. Otros Ingredientes

La bebida de esta invención puede incluir un componente zumo de frutas, especialmente para la bebida para niños. El zumo de frutas puede ser cualquier zumo de cítrico, zumo no cítrico o mezclas de los mismos que se conozcan para su uso en productos comestibles. Los ejemplos de tales zumos de frutas incluyen, pero no se limitan a, zumos no cítricos tales como zumo de piña, zumo de uva, zumo de pera, zumo de nectarina, zumo de grosella, zumo de frambuesa, zumo de fresa, zumo de kiwi, zumo de sandía, zumo de cereza, zumo de arándano y mezclas de los mismos. Representativos de los zumos de cítricos útiles en la bebida inventiva incluyen el zumo de naranja, zumo de limón, zumo de lima, zumo de pomelo, zumo de mandarina y mezclas de los mismos. Para su uso aquí se prefieren especialmente el zumo de piña y de pera.

Las bebidas preparadas conforme a la presente invención contienen típicamente un 0% a un 50% de zumo de frutas, preferentemente desde aproximadamente el 3 hasta aproximadamente el 25% de zumo de frutas, muy preferentemente desde aproximadamente el 3 hasta aproximadamente el 15% de zumo de frutas. El zumo de frutas puede ser incorporado en la bebida como puré, triturado o como zumo de concentración natural o concentrado. Sumamente preferida es la incorporación de un zumo de frutas como concentrado, con un contenido en sólidos entre el 20 y el 80% en peso. La bebida de la presente invención también puede emplear otros sabores, solos o en combinación, con el zumo de frutas.

Se pueden utilizar agentes colorantes convencionales tales como los colorantes aprobados, así como antioxidantes convencionales tales como BHT y BHA. En una forma de realización preferida se añade L-cisteína, un aminoácido, para proteger la vitamina C de la degradación. Los niveles típicos de L-cisteína pueden variar desde el 0'001 hasta el 0'1% en peso.

Desde el principio hasta el fin del trabajo de los inventores, se ha determinado que se prefiere la inclusión del aminoácido libre L-cisteína en la fórmula inventiva ya que proporciona una apariencia visual aceptable del producto y mejora la estabilidad de la vitamina C en el producto. La L-cisteína actúa como agente reductor para inhibir la oxidación de la vitamina C. Se ha descubierto que, sin la adición de niveles suficientes de L-cisteína, la oxidación de la vitamina C causó la decoloración del producto (color arena/café) después de aproximadamente un mes de almacenamiento a temperatura ambiente, con una decoloración en aumento con el tiempo. Este problema puede ser también superado mediante la eliminación de oxígeno de la cámara superior del recipiente. Esto no es aceptable en un producto con sabor a frutas ya que disminuye la conformidad de los consumidores. Se debería utilizar el nivel mínimo de L-cisteína para estabilizar la vitamina C, ya que niveles en exceso comunicarán un gusto semejante a azufre o químico y aroma al producto. El nivel óptimo real depende, de este modo, del nivel de vitamina C incorporado en el producto.

La bebida de esta invención puede constar del 45 al 95% en peso de agua. Se debería comprender que cuando la bebida esté en forma de polvo, el contenido de agua está típicamente en el intervalo de menos del 5%, y más preferentemente por debajo del 3%. La bebida lista para alimentar comprende, preferentemente, de aproximadamente el 60 hasta aproximadamente el 90% de agua, muy preferentemente desde aproximadamente el 75 hasta aproximadamente el 85% de agua, El agua puede ser añadida directamente, o puede ser proporcionada a partir de fuentes alternativas tales como zumos de frutas, saborizantes, etc. En la bebida conforme a esta invención, como se conoce en la técnica, pueden estar incluidos el salvado de soja, el salvado de arroz u otros polisacáridos de fibra o fuentes de fibra.

La bebida de la presente invención también puede emplear un edulcorante. Representativos de los edulcorantes útiles en esta invención incluyen la maltosa, sacarosa, glucosa, fructosa, azúcares invertidos y mezclas de los mismos, los cuales forman parte también del componente carbohidrato. Los azúcares se pueden incorporar en la bebida en forma sólida o líquida, pero son incorporados típicamente como un jarabe tal como jarabe de maíz rico en fructosa. Se debería entender que los otros componentes de la bebida, tal como el componente zumo de frutas, saborizantes opcionales y otros, pueden proporcionar un componente edulcorante a la bebida. Los edulcorantes abarcan desde aproximadamente el 0'1 hasta aproximadamente el 20% en peso, más preferentemente desde aproximadamente el 6 hasta aproximadamente el 14% en peso de la bebida inventiva. Los edulcorantes para su uso en la bebida pueden ser sacarosa, fructosa y mezclas de los mismos. El componente carbohidrato total, incluyendo los edulcorantes, pueden oscilar desde el 1-20% en peso, más preferentemente desde el 5-15% en peso.

Opcionalmente, en la presente invención se pueden utilizar edulcorantes artificiales o no calóricos, solos o en combinación con edulcorantes nutritivos. Los ejemplos de edulcorantes artificiales o no calóricos incluyen, por ejemplo, sacarina, ciclamatos, acesulfame-K, polidextrosa, L-aspartamo, sucralosa, edulcorantes éster alquílico inferior y otros. Los edulcorantes artificiales o no calóricos, si se utilizan, son típicamente empleados en una cantidad que oscila desde aproximadamente el 0'005 hasta aproximadamente el 1% en peso. Más preferentemente, desde aproximadamente el 0'005 hasta aproximadamente el 0'1% en peso de la bebida. En una forma de realización de la invención está contemplado el uso combinado de edulcorantes calóricos y no calóricos.

La bebida de la presente invención también puede emplear, opcionalmente, un conservante. Se puede utilizar cualquier conservante de calidad alimentaria, y los conservantes apropiados abarcan ácido sórbico, ácido benzoico, sales de metal alcalino de los mismos y mezclas de los mismos. Los conservantes preferidos incluyen el ácido sórbico, el sorbato potásico, el benzoato potásico, el benzoato sódico, el sorbato sódico y mezclas de los mismos. El conservante está típicamente presente en una cantidad total que oscila desde aproximadamente el 0'04 hasta aproximadamente el 0'2% en peso. Más preferentemente, el conservante está en el intervalo desde aproximadamente el 0'04 hasta aproximadamente el 0'1% en peso. En una forma de realización preferida, la bebida contiene aproximadamente el 0'03% en peso de sorbato potásico y aproximadamente el 0'06% en peso de benzoato
potásico.

Como se mencionó antes, las bebidas conforme a la invención están reforzadas con vitaminas y minerales diversos. El nivel de vitaminas y minerales contenidos en la bebida suministrará, preferentemente, al menos el 100% de la IDR de los EE.UU. para vitaminas A, B, C, D, K y los minerales calcio, hierro, fósforo y manganeso en aproximadamente 1.000 ml de la bebida de bajo pH. Esto se puede expresar alternativamente como "la bebida suministrará, preferentemente, al menos el 25% de la IDR de los EE.UU. para vitaminas A, B, C, D, K y los minerales calcio, hierro, fósforo y manganeso en una sola ración de bebida de bajo pH, la cual es de aproximadamente 250 ml". Aproximadamente 250 ml quiere decir que lleva una cantidad que un adulto pueda consumir fácilmente de una vez, tal como, por ejemplo, 225-275 ml.

Como se mencionó previamente, la vitamina C es conocida por degradarse vía oxidación a valores de pH bajos y, de este modo, es preferible añadir el aminoácido cisteína como agente reductor. El nivel de cisteína debería ser de aproximadamente el 2-15% en peso del ácido ascórbico añadido. En una forma de realización preferida, la bebida contiene el 30-50% de la IDR para vitamina C, y la L-cisteína puede variar desde 10 hasta 100 ppm. Cuando en el producto se utilice aproximadamente el 30% de la IDR para vitamina C, el nivel de L-cisteína puede oscilar desde 20-40 ppm ó 0'002 a 0'004% en peso.

El contenido calórico de la bebida inventiva se puede ajustar a cualquier nivel deseado de hasta aproximadamente 3 calorías por centímetro cúbico. La densidad calórica de la bebida puede variar ampliamente. Típicamente, su densidad oscilará desde aproximadamente 0'5 kcal por ml hasta aproximadamente 2'0 kcal por ml, y más preferentemente no mayor de alrededor de 1'5 kcal por ml. Sumamente preferida es una densidad calórica de unas 0'8-1'2 kilocalorías por ml. La osmolaridad de la bebida puede variar desde 250-650, pero preferentemente está en el intervalo de 275-550 mOsm.

Etapas del Proceso

La bebida conforme a la invención puede ser preparada utilizando equipo y tecnología de proceso convencionales conocidos por aquellos especializados en la técnica. La incorporación de los componentes pectina se puede realizar de dos (2) maneras generales. El primer planteamiento para la incorporación de pectina comprende el mezclado en seco de la pectina en una porción del carbohidrato (esto es, sacarosa) en una relación en peso de aproximadamente 1:5 de pectina a carbohidrato. La mezcla seca pectina/carbohidrato es añadida después a agua caliente con agitación. Luego se añade la porción restante de carbohidrato, después de que la pectina se haya hidratado completamente. Luego se añaden los minerales a la solución de pectina/carbohidrato para formar el compuesto líquido carbohidrato/minerales.

Un proceso más preferido comprende el mezclar la pectina con agua bajo mezclado de alta cizalla y a una temperatura entre 65ºC y 75ºC, más preferentemente entre 65ºC y 71ºC. La solución de pectina no debería superar aproximadamente el 10% en peso de pectina. Después de mezclar durante unos 10 minutos, se añade la fuente de calcio a la solución, siguiendo por la adición de los minerales principales, los minerales traza/ultratraza y el carbohidrato, formando de este modo el compuesto líquido de carbohidrato/minerales.

En todavía otra forma de realización preferida, especialmente para el producto pediátrico, se ha encontrado provechoso el combinar la proteína y la pectina y someter la mezcla a homogeneización antes de la combinación con otros componentes de la bebida. Se ha descubierto que es satisfactoria una homogeneización de la mezcla de pectina y proteína a una presión de al menos 1.000 psig.

Se prepara una mezcla oleosa mezclando el aceite comestible con el sistema emulfisificante, las vitaminas A, D, E y K, el palmitato de ascorbilo y los tocoferoles mixtos.

El compuesto líquido de proteína se prepara mezclando la fuente de proteína con una porción del agua producto bajo agitación, hasta un contenido en proteína de un 5% en peso.

Luego, se combina el compuesto líquido de proteína con el compuesto líquido de carbohidrato/minerales, y posteriormente con la mezcla oleosa para formar una mezcla oleosa de proteína/carbohidrato/minerales. Después, esta mezcla se somete preferentemente a una homogeneización de dos etapas, en donde la presión de la segunda etapa es de 3'5-4'1 MPa (500-600 psig) y la de la primera etapa es de 17'2 a 27 MPa (2.500-4.000 psig). Luego, la mezcla homogeneizada se acidifica con un ácido comestible y/o zumo de frutas hasta un pH de aproximadamente 3'0-4'6. Un ácido comestible preferido consta de una mezcla de ácido fosfórico y ácido cítrico en una relación en peso de aproximadamente 1:3. En este momento, se pueden añadir el saborizante, los colorantes, las vitaminas, el agua, el ácido fólico, la cisteína y el ácido ascórbico a la mezcla acidificada. El pH de la mezcla es ajustado finalmente a un pH de aproximadamente 4'0 a 4'35, y se homogeneiza nuevamente a una presión de al menos 17 MPa, después de la esterilización, para formar un producto alimentario acuoso. Si el producto es nuevamente sometido a un tratamiento térmico adicional, por ejemplo en el envasado aséptico, se debería conducir una homogeneización adicional a un mínimo de 6'8 MPa (1.000 psig), preferentemente 10'3 MPa (1.500 psig), antes del llenado de los recipientes con producto.

En este proceso, es importante que el compuesto líquido de carbohidrato/minerales sea añadido a la proteína bajo condiciones de alta cizalla a fin de asegurar que la proteína y las partículas de estabilizante tengan un tamaño de partícula medio menor de aproximadamente 1 micra, preferentemente menor de aproximadamente 0'8 micras, y muy preferentemente menor de aproximadamente 0'5 micras. Como se utiliza aquí, el término "alta cizalla" se refiere a condiciones ejemplificadas, pero no limitas a, una operación homogeneizadora a unas 4.000-500 psig (27/3'5 MPa) y a un mezclador de alta cizalla con una velocidad de renovación del lote de 1-5 minutos. Aquellos especializados en la técnica comprenderán fácilmente los parámetros bajo los que tiene que funcionar un homogeneizador para lograr las presiones narradas. Sin estar unido a ninguna teoría, se postula que la homogeneización antes de la adición del ácido comestible y/o zumo de frutas permite la adecuada interacción entre la pectina y las proteínas. Otro aspecto importante es que ocurra una segunda homogeneización posterior a la acidificación con la mezcla ácida, y preferentemente después de un tratamiento térmico final.

El intervalo de temperatura al que se somete la bebida durante el procesamiento no es crítico, sin embargo, es sumamente provechoso mantener el proceso posterior a la primera homogeneización entre 10ºC y 40ºC. Posterior a la acidificación y segunda homogeneización de la bebida, el producto es mantenido bajo condiciones de baja cizalla.

La bebida conforme a la presente invención tiene un pH oscilando desde aproximadamente 3'0 hasta aproximadamente 4'6, preferentemente desde aproximadamente 4'0 hasta aproximadamente 4'6, y muy preferentemente desde aproximadamente 4'0 hasta aproximadamente 4'35. La bebida exhibe poca o ninguna sedimentación, y cualquier sedimento que se forme es fácilmente dispersado al sacudir suavemente. Esta estabilidad física dura durante al menos 12 meses a pesar de los altos niveles de proteína, calcio y otros minerales. Las bebidas descritas aquí son de gusto agradable, de textura suave y pueden ser carbonatadas o no. La bebida conforme a la invención también puede ser desecada y suministrada en forma de un polvo que pueda ser fácilmente reconstituido con agua o zumos.

Como se utiliza aquí, cualquier uso del término "aproximadamente" debería ser interpretado como refiriéndose a ambos de los números especificados en cualquier intervalo. Cualquier referencia a un intervalo debería ser considerada para proporcionar soporte a cualquier subconjunto dentro del intervalo. Por ejemplo, un intervalo de 1-10 debería ser considerado para proporcionar soporte a un intervalo de 7-9, 3-6, 2-8, etc. Cualquier referencia a una ración individual está refiriéndose a un volumen que pueda ser consumido por un adulto de una vez, aproximadamente 250 ml (225 ml-275 ml), y más preferentemente unos 237 ml.

Los Ejemplos siguientes representan las formas de realización de la invención preferidas actualmente, con el propósito de ilustrar la práctica de la misma y no limitar de ninguna manera el campo de aplicación de la invención.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo I

Sistema Proteico

Las materias empleadas en el proceso para preparar la bebida inventiva incluyen componentes lácteos, ácidos alimentarios, así como otros ingredientes tales como una fuente de calcio, y minerales traza y ultratraza. El sistema proteico o fuente de nitrógeno amino utilizado en la bebida de bajo pH de esta invención fue cuidadosamente seleccionado basado en las características sensoriales de la proteína a pH bajo. Por encima de cincuenta (50) proteínas o combinaciones de proteínas que incluían caseína, suero, proteínas lácteas totales, de guisante y de soja fueron examinadas en ambas soluciones al 5% en peso y en un sistema modelo de bajo pH compuesto de 5% de carbohidrato, 5% de proteína, 0'6% de pectina, y ácidos cítrico y láctico. Las soluciones variaban desde transparentes a turbias y opacas con sedimento, en algunas soluciones ocurriendo la separación del suero. El gusto de los diversos sistemas proteicos varió desde lechoso a amargo, quemado a sucio. Las proteínas fueron excluidas de una consideración adicional debido al sabor, inestabilidad y disponibilidad inaceptables. Después, se evaluaron las proteínas preferidas en una formulación completa similar a la expuesta en la Tabla 6, y se escrutaron las características sensoriales. El escrutinio indicó que el más preferido fue un sistema proteico conteniendo el 70-80% de caseinato sódico combinado con el 28-30% en peso de proteína de suero. Se descubrió que en la presente invención era útil un sistema proteico adicional que incluía aislado de proteína de leche en combinación con caseinato cálcico o sódico. En la bebida para niños conforme a esta invención, se prefiere el empleo de proteína láctea total, especialmente si se somete a esterilización terminal.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo II

Evaluación de la Pectina

Son conocidas numerosas pectinas y utilizadas en la industria alimentaria en productos tales como mermeladas, jaleas, helados, sustitutos de grasa y otros. Este experimento fue conducido para evaluar diversas pectinas cítricas altas en metoxi (AM) para la estabilización de la bebida de bajo pH, con alto contenido de proteína, de esta invención. Inicialmente, se escrutaron algunas pectinas de varios suministradores por su capacidad para estabilizar proteínas a bajo pH. Se evaluaron adicionalmente aquellas pectinas que produjeron un producto estable después de un tratamiento a alta temperatura durante corto tiempo (ATCT) en el llenado en caliente o envasado aséptico.

Se seleccionaron cuatro (4) pectinas candidatas para la evaluación de su tacto en la boca y propiedades aumentadoras de la viscosidad. Se compararon tres (3) pectinas de Danisco Ingredients Co. de EE.UU., conocidas como RS400, RS450 y AM491, con la JMJ de Hércules. La Tabla 3 muestra el nivel de adición de pectina, los comentarios sensoriales y la viscosidad inicial del producto.

TABLA 3 Escrutinio de Pectinas

3

Para evaluar la agregación de proteínas, se obtuvieron micrografías de luz de cada muestra. Las muestras 1-3 mostraron grandes agregados que representan un producto físicamente inestable. La micrografía de luz de la muestra 4 mostró buena estabilización de las proteínas, como se indicó por los pequeños agregados por todo el producto.

El nivel de pectina necesario en un producto para asegurar la estabilidad física depende de la cantidad de proteína presente, el pH el contenido de sólidos solubles, el contenido de grasa, la concentración iónica, la acidez titulable, la longitud y severidad de los tratamientos térmicos y del tiempo de durabilidad proyectado. Se condujeron experimentos para determinar la concentración óptima de pectina JMJ de Hércules en la bebida inventiva. Las concentraciones variaron desde el 0'4-0'9% en peso del producto, o relaciones en peso 11:1-5:1 proteína a pectina. Los diversos niveles de pectina JMJ de Hércules fueron formulados en una bebida para adultos, y se determinaron las viscosidades a 13 segundos recíprocos utilizando un viscosímetro Brookfield con un husillo nº 1. La viscosidad a 100 segundos recíprocos representa la cizalla durante la deglución o tacto en la boca. La Tabla 4 muestra los resultados de este experimento.

TABLA 4 Concentraciones de Pectina JMJ

4

Una evaluación de estos datos indica que la pectina JMJ, a una concentración del 0'8% en peso, es óptima para la bebida para adultos de esta invención. En un experimento utilizando una matriz de componentes para niños, se determinó que se prefiere un nivel de aproximadamente el 0'725% en peso.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo III

Sistema Estabilizador

Aunque la pectina que se mostró en el Ejemplo I actúa como estabilizante de proteínas en formulaciones de bajo pH, aún se formó sedimento ya que la bebida contenía altos niveles de pectina y sólidos totales. Después de aproximadamente un mes, la bebida del Ejemplo I, con 0'6% en peso de pectina JMJ, formó un sedimento que se pegó al fondo del recipiente y fue muy difícil dispersar. El análisis del sedimento determinó que estaba compuesto por aproximadamente 60% de agua, 5% de grasa, 20% de proteína, siendo carbohidrato lo restante (incluyendo pectina) y algunos minerales.

En este experimento, se utilizaron varios estabilizantes conjuntamente con pectina JMJ a niveles del 0'6% en peso. La Tabla 5 muestra el sistema utilizado en cada muestra y las viscosidades resultantes de la bebida para adultos a las seis (6) semanas de edad.

TABLA 5 Pectina JMJ al 0'6% en peso más otras

5

A los dos meses y medio (2½), las bebidas experimentales no dieron señales de sedimento en los fondos de los recipientes después de una sacudida de 2-3 segundos. Una característica única de estos sistemas estabilizadores es su carácter tixotrópico, en donde la cizalla rompe la estructura y la bebida se vuelve poco densa. Las muestras 5-8 en el Ejemplo II exhibieron un comportamiento newtoniano porque la viscosidad era prácticamente la misma sin hacer caso de la velocidad de cizalla. Los datos contenidos en la Tabla 5 indican que las viscosidades a baja cizalla (13 segundos recíprocos) son altas (esto es, 79-155 cps). Por contraste, a 100 segundos recíprocos (velocidad de cizalla de deglución) la bebida es mucho menos densa (esto es, 36-58 cps).

Para evaluar el efecto que esta estructura incrementada tendría en la aceptabilidad del consumidor, se preguntó a un panel de cincuenta y tres (53) catadores profesionales para evaluar las muestras 9 y 10 y compararlas a tres (3) productos disponibles comercialmente por Ross Products Division of Abbott Laboratories, Columbus, Ohio; Ensure®, Ensure® Light y Ensure Plus®. La línea de productos Ensure® proporciona una nutrición completa y equilibrada en dos (2) cuartos de galón (2.000 calorías en aproximadamente 2 litros), y tiene un pH de aproximadamente 6'8-7'1. El Ensure Plus y las muestras 9 y 10 fueron juzgadas por tener la misma densidad, mientras que el Ensurey el EnsureLight eran significativamente menos densos. Por preferencia de densidad, todas las muestras, excepto el EnsureLight, fueron igualmente preferidas. El EnsureLight fue significativamente el menos preferido. Se fabricaron bebidas adicionales utilizando solamente pectina como sistema estabilizador, utilizando la misma metodología que la muestra inmediatamente anterior.

El único cambio fue que la concentración de pectina fue aumentada al 0'8% de pectina JMJ. Las viscosidades de estas muestras fueron evaluadas en los momentos indicados en la Tabla 5B, de la misma manera que en las Tablas 4 y 5. Además de evaluar la viscosidad, también se evaluó la estabilidad física. Se analizaron los factores siguientes:

(1) Sedimento unido y no unido; y

(2) Formación de una capa de suero (capa transparente en la parte superior del recipiente). Se evaluó la estabilidad física a un mes, tres meses, seis meses, nueve meses y diez meses. Después de diez meses, estas muestras no tenían un problema de sedimento y serían aceptables para su venta comercial. Se obtuvieron las siguientes medidas de viscosidad.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 5B

6

\vskip1.000000\baselineskip

Como se demostró antes, se puede utilizar solamente pectina, en concentración suficiente, para estabilizar bebidas de bajo pH.

\newpage

Ejemplo IV

Producción de la Bebida de Bajo pH Conforme a la Invención - Versión para Adultos

En este experimento, se preparó un lote de 1.000 kg de una bebida con sabor a melocotones y crema conforme a la presente invención, utilizando la lista de materiales expuesta en la Tabla 6.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 6 Lista de Materiales para una Bebida de bajo pH con sabor a melocotones y crema; Producción para un Lote de 1.000 kg

7

8

\vskip1.000000\baselineskip

El proceso de fabricación utilizado en este Ejemplo puede ser utilizado, con modificaciones menores, para fabricar diversas formas de realización de la presente invención. El proceso de fabricación constó de siete (7) etapas, que fueron como sigue:

\vskip1.000000\baselineskip

1. Preparación de la Mezcla Oleosa

Las cantidades necesarias de aceites de colza y cártamo altos en oleico, de lecitina y el emulsificante fueron mezclados y calentados a 90-120ºF (30-49ºC). Luego, se añadieron el palmitato de vitamina A y la premezcla de vitaminas D, E y K. También se añadieron los tocoferoles mixtos y el palmitato de ascorbilo, los cuales fueron utilizados para evitar la oxidación de lípidos al bajo pH del producto. Esta mezcla oleosa fue calentada bajo agitación suave a unos 35ºC hasta su uso.

\vskip1.000000\baselineskip

2. Preparación del Compuesto Líquido de Carbohidrato/Minerales

El compuesto líquido de carbohidrato/minerales fue fabricado añadiendo benzoato potásico y sorbato potásico a agua, calentado a unos 65-71ºC, y agitando la solución hasta que los conservantes se disolvieran completamente. Después, el Genu JMJ y el Slendid 200 fueron directamente descargados en el agua, y se agitó la mezcla durante aproximadamente treinta (30) minutos para asegurar la adecuada hidratación de las pectinas. Se necesita el mezclado en un tanque de arriba hacia abajo para hidratar adecuadamente las pectinas, puesto que flotan hasta hidratarse. En la hidratación de las pectinas, se añadieron los ingredientes siguientes: Avicel CL-611, citrato sódico, citrato potásico, glicerofosfato cálcico, citrato cálcico, premezcla de minerales traza/ultratraza, fosfato magnésico dibásico y yoduro potásico. Después de suficiente agitación para dispersar/disolver adecuadamente los minerales, entonces se añadieron la maltodextrina y la sacarosa. El compuesto líquido de carbohidrato/minerales fue mantenido a 60-71ºC hasta su uso. El contenido de sólidos del compuesto líquido es aproximadamente el 35% en peso.

\vskip1.000000\baselineskip

3. Mezclado de la Proteína en un Triblender

El caseinato cálcico y el aislado de proteína de leche fueron mezclados en un triblender con agua, dentro del tanque de mezcla a 65-71ºC.

\vskip1.000000\baselineskip

4. Mezclado y Procesado

El compuesto líquido de carbohidrato/minerales y la mezcla oleosa se añadieron al tanque de mezcla y se combinaron vigorosamente. En este momento, el pH de la mezcla era de aproximadamente 6'6. Luego, la mezcla fue calentada a unos 68-80ºC, desaireada, homogeneizada a través de un homogeneizador de simple etapa (900-1.100 psig), calentada a unos 79ºC, homogeneizada a través un homogeneizador de doble etapa a 4.000/500 psig, pasada a través de un tubo de retención para asegurar un tratamiento térmico a 73-85ºC durante unos dieciséis (16) segundos. Después, se enfrió la mezcla a unos 1'6-7ºC y se mantuvo a esa temperatura hasta su uso posterior. La mezcla en este momento tenía un pH de aproximadamente 6'7.

\vskip1.000000\baselineskip

5. Acidificación

Se preparó una mezcla de ácido cítrico y ácido fosfórico 70:30% en peso, y se añadió al lote para que se consiguiese un pH oscilando entre 4'0-4'35.

\vskip1.000000\baselineskip

6. Estandarización

Se añadió agua de dilución adicional al lote y, después de eso, se añadieron el saborizante a melocotones y crema y los colorantes. Luego se añadió una solución conteniendo la premezcla de vitaminas hidrosolubles y el cloruro de colina. Después de eso, se añadió una solución de ácido ascórbico conteniendo ácido ascórbico y L-cisteína. Finalmente, al lote se añadió una solución de ácido fólico.

\vskip1.000000\baselineskip

7. Proceso Térmico y Envasado Aséptico

La mezcla de producto final fue precalentada a 36-65ºC y homogeneizada a través de un homogeneizador de simple etapa a 2.900-3.000 psig (20-20'7 MPa). Luego, el producto fue calentado a 102-104ºC y mantenido allí durante diecisiete (17) a dieciocho (18) segundos. Después, la mezcla de producto final fue enfriada a 65-82ºC y pasada a través de un bloque homogeneizador remoto a 1.100-1.500 psig (7'6-10'3 MPa). El producto fue finalmente enfriado a unos 21ºC y bombeado hacia las cabezas llenadoras de la máquina de llenado, utilizando una tecnología de procesamiento aséptico.

La bebida de bajo pH de la presente invención es capaz de proporcionar sabores a fruta refrescantes en contraste con los antiguos productos tipo batido. Además del saborizante a melocotones y crema, se fabricaron sabores tales como crema de limón, crema de frambuesa y piña colada. Un último panel de degustación descubrió que todos los productos eran muy aceptables, siendo los sabores a melocotones y crema y piña colada los más bien recibidos.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo V

Comparativo

Este experimento fue conducido para evaluar la tecnología revelada por Connolly en la Patente U.S. Nº 5.409.725, la cual utiliza una reacción entre la proteína y el galactomanano para lograr la estabilidad proteica en una bebida nutricional de bajo pH.

Se produjeron seis (6) muestras utilizando una formulación base caracterizada en la Tabla 7.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 7 Formulación Base para Comparativas por Ración de 8 oz. (237 ml)

9

El 50% en peso de la proteína fue a partir de caseinato cálcico (Miprodan 505 de MD Foods de Dinamarca) y el otro 50% en peso a partir de aislado de proteína de leche de Kerry Ingredients de Wisconsin. El carbohidrato era una relación en peso 60:40 de maltodextrina (Lodex 15) a sacarosa. La fuente de calcio era una relación en peso 50:50 de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico. El pH de los productos fue ajustado a un pH de 4'0-4'2 utilizando una mezcla con relación en peso 50:50 de ácidos cítrico y láctico al 25%. Las muestras variaron en el tipo y cantidad de sistema estabilizador utilizado, como se muestra en la Tabla 8.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 8 Sistemas Estabilizadores

11

\vskip1.000000\baselineskip

Según la Patente U.S. 5.409.725, la estabilidad proteica se consigue sometiendo una suspensión acuosa de proteína y galactomanano a condiciones suficientes para favorecer la reacción química entre la proteína y el galactomanano, formando un glicoproteína acuosa. Los galactomananos recomendados en la Patente U.S. 5.409.725 incluyen goma de algarrobo (GA) y goma guar. En este experimento, se evaluaron GA de baja viscosidad (<3.000 cps) y de alta viscosidad (>3.000 cps), solas o en combinación con goma guar o pectina. La goma guar también fue ensayada como único estabilizante. Se utilizaron tres (3) proveedores: AEP Colloids de Ballston Spa, Nueva York; Continental Colloids de Chicago Oeste, Illinois; y Rhone Poulenc de Cranbary, Nueva Jersey.

Los productos experimentales fueron fabricados como sigue: Una mezcla oleosa conteniendo 40% de aceite de cártamo alto en oleico, 40% de aceite de colza y 20% de aceite de maíz fue calentada a 43-49ºC y se añadieron las vitaminas liposolubles y el \beta-caroteno. Se preparó un compuesto líquido de carbohidrato combinando agua, maltodextrina y sacarosa, y calentando a 43-63ºC. Se fabricó una mezcla de proteínas/gomas disolviendo las fuentes de proteína y gomas en agua y manteniéndola durante veinte (20) minutos a 66ºC. Después, se mezclaron los tres (3) compuestos líquidos y se procesaron a su inherente pH (6'2-6'7). Las condiciones de procesamiento
fueron:

Homogeneización:

3.900-4.100/500 psig

Temperatura:

74-77ºC

Tiempo:

16 segundos

\vskip1.000000\baselineskip

Se preparó y añadió un compuesto líquido de minerales conteniendo fuentes de calcio, magnesio, sodio, potasio y cloruro. Después se disminuyó el pH a 4'0-4'2 con ácidos cítrico y láctico. Se añadieron las vitaminas hidrosolubles y el agua final, y la mezcla final fue sometida a un proceso térmico final bajo las condiciones siguientes:

Homogeneización:

2.500/500 psig

Temperatura:

210ºF

Tiempo:

10 segundos

\vskip1.000000\baselineskip

Se llenó el producto a temperatura en botellas de vidrio, se taparon, y se invirtieron y mantuvieron durante un (1) minuto. Después de un minuto, se enfriaron las botellas en un baño de agua helada. Además, varias botellas fueron esterilizadas en retorta para determinar si las proteínas estabilizadas pudiesen perdurar a un tratamiento térmico más severo.

Durante la fabricación de las muestras experimentales 13-18 se siguieron las enseñanzas de U.S. 5.409.725. Para favorecer la reacción química entre la proteína y las diversas gomas, la patente recomienda mantener la mezcla acuosa a 45-87ºC durante 5-90 minutos. En estos experimentos, la mezcla de proteína/gomas fue mantenida a 66ºC durante 20 minutos. La relación de proteína a galactomanano recomendada en la patente oscila desde 5:1-20:1. Las relaciones evaluadas en este experimento fueron 5'3:1 para el control con pectina, y 9'1:1 para las variables con goma guar y GA. La patente reivindica el uso de agentes secuestrantes de calcio tales como EDTA, fosfato trisódico, citrato trisódico, fosfato disódico, hexametafosfato sódico o una sal de tripolifosfato de metal alcalino. En estos experimentos, no se añadió un agente secuestrante de calcio como el citrato potásico, el citrato sódico y el fosfato dipotásico, estuvieron presentes como fuentes de minerales principales en el producto. Además, las sales de calcio utilizadas son el glicerofosfato cálcico y el citrato cálcico. De este modo, existen cantidades considerables de iones citrato y fosfato en la fórmula para secuestrar el calcio. Los agentes acidificantes utilizados, los ácidos cítrico y láctico, están también entre los ácidos recomendados en la patente. El intervalo de pH de las muestras fue 4'0-4'2, el cual está dentro del intervalo reivindicado en la patente (2'0-6'0).

A pH neutro, todos los lotes pudieron ser homogeneizados y procesados térmicamente. La contrapresión máxima fue vista en la muestra 18. Este lote tenía GA y pectina en una relación 5'1:1 de proteína a goma. Durante el segundo tratamiento térmico, aunque las muestras conteniendo GA o goma guar lo hicieron desde el principio hasta el fin del procesamiento, al enfriar se volvieron gelatinosas y algo de proteína cuajó y precipitó de la solución. Por otra parte, el producto conteniendo pectina (muestra 13) era fluido, no arenoso y bajo en viscosidad.

Debido al alto contenido de residuos fosfoserilo, las caseínas se unen fuertemente a cationes polivalentes, conduciendo a la neutralización de las cargas, la agregación y, finalmente, la precipitación. Es posible que el mecanismo de estabilización descrito en la Patente U.S. 5.409.725 no sea eficaz en matrices altas en proteína y altas en minerales tal como la bebida de la presente invención. La estabilización con pectina parece ser un mecanismo eficaz para la bebida de la presente invención, incluso cuando es sometida a esterilización en retorta. El Ejemplo VIII abajo, que utiliza esterilización terminal, apoya esta conclusión.

A partir de este experimento, se determinó que el empleo de GA y goma guar para estabilizar las proteínas íntegras en la bebida de bajo pH de la invención no fue tan eficaz como el empleo de pectina como agente estabilizador. Las muestras conteniendo los galactomananos no sobrevivieron al procesamiento o esterilización en retorta y cuajaron, y sucedió una separación de fases. Por contraste, los productos conteniendo pectina eran fluidos, no arenosos y bajos en viscosidad. De este modo, no existe ventaja al utilizar la tecnología enseñada en la Patente U.S. 5.409.725 para productos conteniendo altos niveles de proteína e iones polivalentes, específicamente calcio y
magnesio.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

\newpage

Ejemplo VI

Producción de la Bebida Baja en pH Conforme a la Invención. Versión para niños

En este experimento, se preparó un lote de 1.000 kg de una bebida conforme a la invención, especialmente diseñada para niños de 1 a 10 años de edad, utilizando la lista de materiales expuesta en la Tabla 9.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 9 Lista de materiales para una bebida acidificada para niños. Producción para un Lote de 1.000 kg

12

13

Para preparar el producto se utilizó el proceso de fabricación descrito en el Ejemplo IV.

\newpage

Ejemplo VII

Producción de una Bebida de Bajo pH con Zumo. Versión para Niños

En este experimento, se preparó un lote de 1.000 kg de una bebida conforme a la invención, la cual contenía zumo de frutas, utilizando la lista de materiales expuesta en la Tabla 10. El proceso para la producción fue sustancialmente idéntico al utilizado en el Ejemplo IV, excepto que el producto se envasó en caliente y no se procesó asépticamente.

TABLA 10 Lista de materiales - Bebida con un 20% de zumo para niños

14

15

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo VIII

Producción de una Bebida de Bajo pH para la Versión para Niños-Proteína láctea total

En este experimento, se prepararon dos bebidas de bajo pH para niños. La lista de materiales para ambas bebidas fue idéntica a la expuesta en la Tabla 8 (Ejemplo VI), excepto que se reemplazó el caseinato sódico y la proteína de suero con 32'15 kg de aislado de proteína de leche, el cual es conocido también como proteína láctea total. Se utilizaron dos fuentes diferentes de proteína láctea total: New Zealand Milk Products de Santa Rosa, California, y Kerry Ingredients de Beloit, Wisconsin. Las bebidas fueron envasadas en recipientes metálicos y sometidas a esterilización terminal. Después de una (1) semana de almacenamiento a temperatura ambiente, se evaluaron las bebidas por su estabilidad proteica, color, viscosidad y sabor. Cuando se comparó a la mezcla de proteínas en el Ejemplo VI (caseinato sódico y suero), se descubrió que la proteína láctea total de ambos proveedores era superior en sabor y estabilidad proteica. La proteína láctea total también proporcionó una bebida coloreada más clara. De este modo, para la versión para niños de esta invención, se prefiere el empleo de proteína láctea total.

Se condujo un experimento adicional en donde se comparó la GENU® JM 150 con la GENU® JMJ a diversas concentraciones, en una versión para niños de la presente invención. Basado en el % de sedimento y tamaño de partícula de la proteína, se determinó que la GENU® JMJ, a aproximadamente el 0'75% en peso, produjo la bebida más satisfactoria.

\newpage

Ejemplo IX

Producción de una Bebida para Adultos

En este experimento, se prepara un lote de 1.000 kg de una bebida para adultos, teniendo una densidad calórica de 1'5 kilocalorías (kcal) por ml, utilizando el procedimiento del Ejemplo IV. El producto tenía la composición siguiente. El calcio es suministrado por las fuentes de proteína. Una sola ración proporcionará al menos el 25% de la IDR de calcio (por estándar de EE.UU.).

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 11

16

\newpage

Ejemplo X

Producción de una Bebida para Adultos

En este experimento, se prepara un lote de 1.000 kg de una bebida para adultos, teniendo una densidad calórica de 1'5 kcal, utilizando el procedimiento del Ejemplo IV. El producto tenía la composición siguiente. El calcio es suministrado por las fuentes de proteína. Una sola ración proporcionará al menos el 25% de la IDR de calcio (por estándar de EE.UU.).

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 12

18

\newpage

Ejemplo XI

Producción de una Bebida para Adultos

En este experimento, se prepara un lote de 1.000 kg de una bebida para adultos, teniendo una densidad calórica de 1'5 kcal, utilizando el procedimiento del Ejemplo IV. El producto tenía la composición siguiente. El calcio es suministrado por las fuentes de proteína. Una sola ración proporcionará al menos el 25% de la IDR de calcio (por estándar de EE.UU.).

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 13

20

\newpage

Ejemplo XII

Producción de una Bebida para Adultos

En este experimento, se prepara un lote de 454 kg de una bebida para adultos, utilizando el procedimiento en el Ejemplo IV.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 14

22

\newpage

Ejemplo XIII

Ejemplo Comparativo

Este Ejemplo resume los experimentos que se realizaron con una fuente de calcio alternativa, el citrato malato de calcio. El citrato malato de calcio es ampliamente utilizado como fuente de calcio. Está disponible en forma de tableta ya que el suplemento de calcio tiene también la historia de ser incorporado en bebidas ácidas. Se incorpora actualmente en las marcas Tropicana de zumo de naranja. Se pensó que el citrato malato de calcio funcionaría en las bebidas de esta invención debido a su naturaleza ácida. Este no fue el caso. Como demuestran los datos de abajo, el citrato malato de calcio interaccionó con la proteína, produciendo la gelificación de las bebidas.

Se prepararon bebidas que tuviesen una composición comparable a la del Ejemplo XII. Fueron fabricadas utilizando procedimientos comparables a los del Ejemplo IV. Los productos fueron formulados para proporcionar el 50% de la IDR de los EE.UU. para calcio en una ración de 8 oz. (0'2% en peso de calcio elemental). Como se observa abajo, se prepararon unas pocas bebidas con solamente el 25% de la IDR.

Se preparó el citrato malato de calcio de la manera siguiente. Fue preparado mezclando hidróxido cálcico (0'188% en peso), ácido cítrico (0'122%) y ácido málico (0'212%) en agua a temperatura ambiente. Después, se añadió el citrato malato de calcio a la bebida, como se describe en el Ejemplo IV, antes de la acidificación o después de la acidificación como se indica abajo. Se preparó una bebida control teniendo, como fuente de calcio, una mezcla 60:40 de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico. Se obtuvieron los resultados siguientes:

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 15

24

\vskip1.000000\baselineskip

Después de los fracasos de arriba, se condujeron varios experimentos para intentar añadir citrato malato de calcio a la fórmula. Ellos Incluían: orden de adición, cambios en los sistemas de carbohidrato y de ácido, nivel de proteína, nivel de estabilizante y presión de homogeneización. Los productos se evaluaron por sus características sensoriales y por su estabilidad física, con especial atención a la estabilidad proteica y a la viscosidad. Se obtuvieron los resultados siguientes.

\newpage

25

\newpage

26

\newpage

27

\newpage

Discusión

Se evaluó la adición de citrato malato de calcio antes o después de la acidificación, y los resultados están presentados en la Tabla 15. Fue más fácil la adición de citrato malato de calcio antes de la acidificación, y el producto final fue menos agrio y con menos sabor a tiza. El tacto en la boca a agrio y a tiza fue superior en las muestras con citrato malato de calcio que en el control. Además, las variables con citrato malato de calcio tenían un grano mayor, mayor viscosidad y gelificaron después de 3 a 6 meses de vida media. El sistema de calcio de control no es tan soluble como el citrato malato de calcio en el producto de pH de 4'0-4'35. Parece que el calcio más soluble del citrato malato de calcio se une con la proteína en la fórmula, causando cambios conformacionales y una carga reducida. La carga de proteína reducida permite la agregación de la proteína y la formación de gel. Los valores altos iniciales de grano y viscosidad, y el tacto en la boca a tiza fueron las primeras indicaciones de la inestabilidad proteica. Después de pocos meses ocurrió la gelificación.

Se diseñó un segundo conjunto de experimentos para intentar reducir la nota agria de las variables con citrato malato de calcio. Esto se hizo aumentando la cantidad de sacarosa en los productos y utilizando ácido fosfórico además de los ácidos cítrico y málico necesarios en la preparación del citrato malato de calcio. En la Tabla 16 están presentados los resultados. En general, parece que el empleo de ácido fosfórico redujo la nota agria. Puesto que el ácido fosfórico es un ácido fuerte y no es muy agrio, se percibe que el producto final es menos agrio. El mayor nivel de sacarosa también ayudó con el agrio. Todas las muestras con citrato malato de calcio tuvieron más sabor a tiza que el control, y tenían mayor viscosidad. Gelificaron a los 3 ó 6 meses de almacenamiento. Se fabricaron un par de muestras para entregar el 25% de la IDR para calcio (lote 2.007, lote 2.103). Estas muestras también gelificaron, pero el gel fue descrito como blando y débil. Además, se fabricó un lote con una combinación de las sales de calcio del control y citrato malato de calcio (lote 2.105). También gelificó con el tiempo.

Puesto que la gelificación era probablemente causada por la interacción de la proteína y el calcio, el siguiente conjunto de experimentos fue diseñado para determinar el efecto del nivel de proteína en la gelificación. Se prepararon muestras conteniendo proteína variando desde el 1'5 al 3'71%. Los resultados presentados en la Tabla 19 indican que, en todos los casos, melificaron las muestras conteniendo citrato malato de calcio, mientras que el control permaneció sin cambios. En la mayoría de los casos, el tacto en la boca a tiza disminuyó a medida que disminuía el contenido de proteína.

Otros experimentos descritos en las Tablas 17 y 18 también demostraron que el citrato malato de calcio causaba la gelificación de la fórmula.

Aplicabilidad Industrial

Algunos individuos necesitados de suplemento nutricional sencillamente no les gustan o no pueden tolerar los suplementos lácteos. Estos individuos también pueden sufrir una pérdida del deseo de ingerir, lo que puede estorbar la conformidad. Esta invención ofrecerá a los individuos una nueva variedad de suplementos que mejorarán la ingesta y, de ese modo, mejorarán el estatus nutricional. Esta invención está principalmente dirigida hacia una bebida de bajo pH que contenga altos niveles de proteína y nutrientes, la cual se estabiliza mediante el empleo de solo pectina AM, o en combinación con otros estabilizantes tales como CMC y CM.

Conforme a la revelación anterior, estará dentro de la capacidad de un especializado en las técnicas aplicables el hacer modificaciones a la presente invención, tales como la sustitución de materiales equivalentes y/o sus cantidades, sin apartarse del espíritu de la invención reflejado en las reivindicaciones adjuntadas.

Claims (20)

1. Un producto nutricional líquido, que tiene un pH de 3'0-4'6, constando:

(a) del 45-95% en peso de agua;

(b) del 1'0-15% en peso de una fuente de proteína;

(c) del 0'1-3'3% en peso de un sistema estabilizador comprendiendo pectina alta en metoxi en la cantidad de al menos el 0'1% en peso del producto nutricional;

(d) del 1-30% en peso de un carbohidrato;

(e) del 0'5-10% en peso de un aceite comestible; y

(f) de al menos 800 mg/litro de calcio;

(g) al menos 40 mg/litro de vitamina C;

(h) al menos 100 \mug/litro de ácido fólico;

(i) al menos 2'5 \mug/litro de vitamina D;

(j) al menos 6 mg/litro de vitamina E;

(k) al menos 30 \mug/litro de vitamina K;

dicho producto nutricional líquido preparado mediante un método que incluye una etapa de homogeneización antes de, y otra posterior a, una etapa de acidificación.

2. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en donde dicho sistema estabilizador comprende, adicionalmente, celulosa microcristalina y carboximetilcelulosa.

3. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 2, en donde dicha pectina alta en metoxi está presente en una concentración del 0'1-2'0% en peso, dicha celulosa microcristalina está presente en una concentración del 0'005-1'0% en peso, y dicha carboximetilcelulosa está presente en una concentración del 0'005-0'5% en peso.

4. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 3, en donde dicha pectina alta en metoxi está presente en una concentración del 0'5-1'0% en peso, dicha celulosa microcristalina está presente en una concentración del 0'05-0'1% en peso, y dicha carboximetilcelulosa está presente en una concentración del 0'01-0'3% en peso.

5. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 4, en donde dicha pectina alta en metoxi está presente en una concentración del 0'7-0'9% en peso, dicha celulosa microcristalina está presente en una concentración del 0'07-0'1% en peso, y dicha carboximetilcelulosa está presente en una concentración del 0'01-0'02% en peso.

6. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en donde dicha fuente de proteína es seleccionada del grupo que se compone de caseinato sódico, caseinato cálcico, proteína de suero, aislado de proteína de suero, concentrado de proteína de suero, aislado de proteína de leche, concentrado de proteína de leche, proteína de suero parcialmente hidrolizada, gelatina, proteína de soja y mezclas de los mismos.

7. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en el que dicho aceite comestible es seleccionado del grupo que se compone de aceite de soja, aceite marino, aceite de colza, aceite de cártamo alto en oleico, aceite de girasol alto en oleico, aceite de coco fraccionado, aceite de oliva, de borraja, de semillas de grosella negra, de maíz, aceites fungosos, de cártamo, de girasol, de onagra, de algodón, de arroz, de salvado, de semillas de uva, de linaza, de ajo, de cacahuete, de almendras, de nuez, de germen de trigo, de huevo y de sésamo.

8. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en el que dicho carbohidrato es seleccionado del grupo que se compone de dextrosa, lactosa, fructosa, sacarosa, maltosa, almidón de maíz, almidón de maíz hidrolizado, maltodextrina, polímeros de glucosa, sólidos de jarabe de maíz, oligosacáridos, sacáridos superiores, jarabe de maíz rico en fructosa, y fructooligosacáridos.

9. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en donde dicho pH es desde 4'0 hasta 4'35, y dicha fuente de proteína incluye una mezcla de aislado de proteína de leche y caseinato cálcico.

10. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en donde dicha fuente de proteína es aislado de proteína de leche y dicho aceite comestible está presente en una concentración del 4'0-6'0% en peso.

11. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en donde dicho aceite comestible es seleccionado del grupo que se compone de aceite de cártamo alto en oleico, aceite de colza, aceite de soja y aceite de coco fraccionado.

12. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, en donde el calcio está presente en una cantidad que varía hasta el 1'0% en peso, y es seleccionado del grupo que se compone de glicerofosfato cálcico, citrato cálcico, lactato cálcico, fosfato cálcico tribásico, gluconato cálcico y mezclas de los mismos.

13. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 12, en donde dicha fuente de calcio es una mezcla de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico.

14. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 13, en donde la relación en peso de dicho glicerofosfato cálcico a dicho citrato cálcico es aproximadamente 40:60.

15. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1, el cual contiene del 0'1-10% en peso de un sistema ácido comprendiendo al menos un ácido de calidad alimentaria seleccionado del grupo que se compone de ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido tartárico, ácido láctico, ácido málico, glucono-delta-lactona y mezcla de los mismos.

16. Un producto nutricional conforme a la reivindicación 1, en donde dicho pH es 4'0 a 4'4, y dicho producto nutricional consta:

(a) del 60-90% en peso de agua;

(b) del 6-8% en peso de una fuente de proteína, en donde dicha fuente de proteína es una mezcla de aislado de proteína de leche y caseinato cálcico;

(c) del 0'8-2'0% en peso de un sistema estabilizador comprendiendo pectina alta en metoxi;

(d) del 0'1-1'0% en peso de una fuente de calcio, en donde la fuente de calcio comprende una mezcla de glicerofosfato cálcico y citrato cálcico;

(e) del 0'3-2'0% en peso de un ácido de calidad alimentaria;

(f) del 0'1-5'0% en peso de lecitina de soja;

(g) del 0'1-3% en peso de un sistema antioxidante comprendiendo palmitato de ascorbilo, tocoferoles mixtos y citrato;

(h) del 10-25% en peso de carbohidrato;

(i) del 0'5-5% en peso de un aceite comestible; y

(j) vitaminas y minerales.

17. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 16, conteniendo del 70-90% en peso de agua.

18. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 16, conteniendo del 1-8% en peso de nitrógeno amino.

19. El producto nutricional líquido conforme a la reivindicación 1 ó 16, envasado como una ración individual conteniendo aproximadamente 250 ml del producto nutricional líquido.

20. Un método para preparar una composición nutricional líquida, dicho método incluyendo las etapas de:

(a) preparar una mezcla oleosa, en donde dicha mezcla oleosa consta de un aceite comestible, un emulsificante, vitaminas A, D, E y K, palmitato de ascorbilo y tocoferoles mixtos;

(b) preparar un compuesto líquido de carbohidrato/minerales mezclando pectina alta en metoxi con agua, con menos del 10% en peso de sólidos totales, bajo alta cizalla a una temperatura entre 65ºC y 71ºC (150ºF-170ºF) durante al menos diez (10) minutos y, después de eso, añadir una fuente de minerales principales, minerales traza/ultratraza, y carbohidratos;

(c) preparar un compuesto líquido de proteína combinando proteína con agua, bajo agitación, para obtener una mezcla acuosa de al menos el 8% en peso de sólidos;

(d) combinar el compuesto líquido de proteína, el compuesto líquido de carbohidrato/minerales y la mezcla oleosa para formar una mezcla de proteína/carbohidrato/minerales/aceite;

(e) homogeneizar la mezcla de proteína/carbohidrato/minerales/aceite mediante un homogeneizador a una presión de al menos 17 MPa para formar una mezcla homogeneizada;

(f) acidificar la mezcla homogeneizada de la etapa (e) con un ácido comestible, hasta un pH oscilando entre 3'0-4'6;

(g) añadir a la mezcla homogeneizada al menos un componente seleccionado del grupo que se compone de saborizantes, colorantes, vitaminas, zumo de frutas, agua, ácido fólico, cisteína y ácido ascórbico;

(h) homogeneizar la mezcla acidificada de la etapa (g), pasando la mezcla a través de un homogeneizador a una presión de al menos 17 MPa, para formar una solución alimentaria acuosa; y

(i) calentar dicha solución alimentaria acuosa a una temperatura de esterilización, durante un tiempo suficiente, para matar o inactivar sustancialmente todos los microorganismos en dicha solución alimentaria.