BRPI0613448A2 - emulsificador, método de preparar um emulsificador, produto alimentìcio ou cosmético, uso de um emulsificador, e, espuma - Google Patents

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Cooperatie Avebe U A
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Abstract

EMULSIFICADOR, MéTODO DE PREPARAR UM EMULSIFICADOR, PRODUTO ALIMENTìCIO OU COSMéTICO, USO DE EM EMULSIFICADOR, E, ESPUMA. A invenção refere-se a um emulsificador, a m método para preparar o citado emulsificador, e ao seu uso em várias aplicações, primariamente aplicações alimentícias e cosméticas. A invenção também se refere ao uso de citado emulsificador de acordo com a invenção é baseado em um amido que é enzimaticamente convetida, usando um tipo específico de enzima, e modificado em uma reação de esterificação específica.

Description

"EMULSIFICADOR, MÉTODO DE PREPARAR UM EMULSIFICADOR, PRODUTO ALIMENTÍCIO OU COSMÉTICO, USO DE UM
EMULSIFICADOR, E, ESPUMA"
A invenção refere-se a um emulsificador, a um método de
preparar o citado emulsificador, e ao seu uso em várias aplicações,
primariamente aplicações alimentícias e cosméticas.
Muitos produtos encontrados na vida diária, particularmente
produtos alimentícios e cosméticos, são exemplos de sistemas coloidais.
Sistemas coloidais são caracterizados pela presença de partículas pequenas de
sólidos, líquidos ou gases homogeneamente distribuídas em todo o volume de
um veículo. As partículas são muitas vezes referidas como a fase dispersada
ou descontínua de um sistema coloidal, enquanto que o veículo é tipicamente
referido como a fase contínua. Exemplos típicos de sistemas coloutais
incluem sorvete e pão, nos quais a fase dispersada consiste de bolhas de ar
pequenas, e molhos de salada nos quais as fases dispersadas são compostas de
gotículas pequenas de óleo líquido dispersadas em uma fase contínua líquida,
aquosa.
Um sistema coloidal no qual ambas as fases dispersada e contínua são líquidas é classificado como uma emulsão. Uma emulsão é uma mistura íntima de dois líquidos miscíveis na qual uma fase líquida esta dispersada na outra na forma de gotículas pequenas. Emulsões tradk— são classificadas de acordo com a composição das fases. Se a fase contínua for água e a fase descontínua for óleo, a emulsão é classificada como uma emulsão de óleo-em-água (O/W). A situação inversa é referida como emulsão de água-em-óleo (W/O). Geralmente, emulsões O/W são brancas e cremosas, enquanto que emulsões W/O são de cor mais escura e possuem uma textura
graxa.
Todos os sistemas coloidais, incluindo emulsões, possuem em comum que tipicamente requerem estabilização para prevenir a separação em duas fases. Há requerimentos de estabilização diferentes para emulsões sólidas e líquidas. Por exemplo, em uma pasta de gordura tal como margarina, a emulsão W/O é essencialmente estabilizada por gordura cristalizada em uma rede tridimensional. Um sistema de emulsão líquida é um sistema mais dinâmico. Quando óleo é vigorosamente agitado em água, uma forma bruta de uma emulsão é formada. Esta emulsão será elevadamente instável; o sistema se separará em camadas de óleo e de água dentro de um período de tempo curto. Os emulsificadores são utilizados para estabilização.
Vários produtos e composições químicas são usados nas indústrias de alimentos e de cosméticos como emulsificadores. Em muitas funções, os emulsificadores também funcionam como estabilizadores da viscosidade ou da fluidez da fase contínua da emulsão. Tipicamente, é desejado que a emulsão seja auto-estável e o emulsificador possa auxiliar no alcance deste objetivo. Goma arábica é preferida em muitas aplicações por causa de
sua auto-estabilidade, particularmente em armazenagem refrigerada ou congelada de emulsões. Tem sido usada como um emulsificador e estabilizador em alimentos tais como confeitos, xaropes, emulsões de óleo aromatizante, sorvete e bebidas. É um heteropolissacarídeo substituído, ramificado caracterizado por extrema solubilidade em água, viscosidade baixa, e a ausência de odor, cor e sabor, E uma goma naturalmente ocorrente
r
produzida no Oriente Médio e na África. Contudo, é um produto caro e seu fornecimento e sua qualidade são imprevisíveis.
Em muitas aplicações, amidos alquil- ou alquenil-succinados podem substituir a goma arábica. Particularmente, amidos octenil-succinados têm encontrado uso amplamente disseminado como emulsificadores. Uso destes amidos pode reduzir os custos e melhorar a estabilidade em fornecimento.
Amido em si mesmo não é adequado para uso como um emulsificador porque é faltante de grupos lipofflicos necessários. Ele portanto não é compatível com sistemas compreendendo substâncias insolúveis em água Características anfiffficas podem ser introduzidas em amido por me10 de seu tratamento com um anidrido de ácido dicarboxílico cíclico, como anidndo octenil-succínico, para formar um amido alquil- ou alquenil-dicarboxüado. Como um resultado desta modificação, o amido é estabilizado em soluções aquosas, de modo que retrogradação será impedida. Uma vantagem significativa destes amidos é que sua hidrofilicidade é retida, enquanto que hidrofobicidade é introduzida.
Para muitas aplicações, há uma necessidade contínua de melhorias adicionais em estabilidade de emulsão, e assim de emulsificadores melhorados. É neste contexto que a presente invenção foi preparada.
A invenção proporciona um emulsificador possuindo propriedades de estabilização de emulsão melhoradas. Em particular, a invenção proporciona um emulsificador compreendendo um armdo hidrofóbico, obtido por eterificação, esterificação ou amidação de um amido com um reagente hidrofóbico e conversão enzimática usando uma glicosil- transferase (E. C. 2.4), na qual, o reagente hidrofóbico compreende uma cadeia alquila ou alquenila possuindo de 7-24 átomos de carbono. Não apenas um emulsificador de acordo com a invenção pode ser usado para estabilizar emulsões, compostas de duas fases líquidas imiscíveis, mas também pode ser empregado para estabilizar outros tipos de sistemas coloidais, ma,s notavelmente espumas compostas de uma fase dispersada gasosa em uma fase contínua, aquosa ou oleosa, líquida. Outras vantagens da invenção tornar-se- ão claras a partir da seguinte descrição detalhada e dos exemplos anexados.
É para ser notado que tem sido proposto na arte anterior o tratamento de um amido octenil-succinado com enzimas diferentes.
No pedido de patente européia 0.913.406 o uso de uma glicoamilase é proposto. É enunciado que o uso desta enzima preferivelmente acarreta a degradação do amido em uma tal extensão que não é obtido um agente emulsificador mas um agente encapsulador. De acordo com a presente invenção, tal degradação não é desejada.
O pedido de patente européia 0.332.027 descreve o uso de uma beta-amilase. É notado, contudo, que 55% do produto obtido possui um equivalente de dextrose (DE) de cerca de 50 (maltose). O restante do produto é uma denominada beta-limite-dextrina. Isto implica que para emulsifícação apenas cerca de 45% do produto obtido pode ser usado porque é bem sabido que produtos possuindo um DE maior do que 20 são insuficientemente capazes de estabilizar uma emulsão.
O amido sobre o qual um emulsificador de acordo com a invenção é baseado pode, em princípio, ser derivado de qualquer fonte botânica. Tanto amidos de raiz ou tubérculo, tais como amido de batata ou de mandioca, quanto amidos de cereais e de frutas, tais como amidos de milho, de arroz, de trigo ou de cevada podem ser usados. Amidos de legumes, tais como amidos de ervilha ou de feijão, também podem ser utilizados.
Amidos naturais tipicamente possuem uma razão mais ou menos fixa dos dois componentes do amido, amilose e amilopectina. De alguns amidos, tais como amido de milho ou de arroz, uma variedade naturalmente ocorrente existe que contém essencialmente apenas amilopectina. Estes amidos, que são normalmente chamados amidos cerosos, também podem ser usados. De outros amidos, tais como amido de batata ou de mandioca, há variedades mutantes ou geneticamente modificadas que também essencialmente apenas contêm amilopectina. Será entendido que o uso destas variedades, tipicamente compreendendo mais do que 80% em peso, preferivelmente mais do que 95% em peso, baseado no peso seco do amido, de amilopectina, também está dentro do escopo da invenção. Finalmente, também variedades de amido que são altas em amilose, tal como amido de batata alto em amilose, podem ser usadas para a preparação de um emulsificador de acordo com a invenção. De acordo com a invenção, amidos de todas as razões de amilose para amilopectina podem ser usados.
Com o objetivo de preparar um emulsificador de acordo com a
invenção, o amido tem que sofrer dois tratamentos. Ele tem que ser submetido
à conversão enzimática com uma glicosil-transferase (E. C.2.4) e ele tem que
ser reagido com um reagente hidrofóbico. Tem sido verificado que é possível
a realização destes tratamentos em qualquer ordem com o objetivo de alcançar as boas qualidades de produto. Quando amido é primeiro tratado com
a enzima e então reagido com o reagente hidrofóbico, tem sido verificado que
é possível alcançar um grau mais alto de substituição (DS) na hidrofobação
que acarreta capacidade de estabilização mais alta em emulsões. Também, se
o amido é tratado nesta ordem, um produto mais homogêneo é tipicamente
obtido. Por outro lado, quando o amido é primeiro reagido com o reagente
hidrofóbico e então submetido à ação da enzima, é obtido um produto mais
puro que requer relativamente poucos tratamentos de purificação e de lavagem.
A enzima que é usada para converter enzimaticamente o amido
de acordo com a invenção é uma glicosil-transferase da classe E. C.2.4.
Enzimas preferidas são aquelas pertencentes à classe de hexosiltransferases (E.C.2.4.1).
De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o amido é tratado em um meio aquoso com uma enzima da classe de 4-a- glicano-transferases (E. C.2.4.1.25), ou uma enzima cuja atividade corresponde à da citada enzima. A atividade típica e relevante de uma enzima desta classe é que ela transfere um segmento de um 1,4-a-D-glicano para uma nova posição-4 em uma aceptor, que pode ser uma glicose ou um 1,4-a-D- glicano, como por exemplo descrito em EP-A-0.932.444.
Uma 4-a-glicano-transferase pode ser obtida de vários organismos. Da literatura é sabido que estas enzimas ocorrem em representantes de eucárias e bactérias. É adicionalmente sabido que estas enzimas estão presentes em representantes das arquebactérias. É preferido que seja usada uma 4-a-glicano-transferase que é resistente a temperaturas bastante altas, e.g. uma temperatura de cerca de 70°C. Exemplos típicos incluem 4-a-glicano-transferases de Thermus thermophilus, Thermotoga marítima, e de representantes termofílicos de arquebactérias. Contudo, também 4-a-glicano-transferases não-termoestáveis, e.g., da batata ou de Escherichia coli, respectivamente D-enzima e amilomaltase, podem ser usadas. A 4-a-glicano-transferase deve estar livre de atividade de a-amilase que pode ser prontamente obtida por aquelas pessoas experientes na arte por exemplo por purificação.
De acordo com outra modalidade preferida da invenção, o amido é tratado em um meio aquoso com uma enzima da classe de ciclomaltodextrina-glicano-transferases (E. C.2.4.1.19), ou uma enzima cuja atividade corresponde à da citada enzima. Este tipo de enzima cicliza parte de uma cadeia de 1,4-a-D-glicano pela formação de uma ligação 1,4-a-D- glicosídica, como por exemplo descrito em WO-A-89/01043, WO-A- 92/13962, e EP-A-0.690.170.
Uma ciclomaltodextrina-glicano-transferase pode ser obtida de várias fontes, tais como descritas em R.L. Whistler et al., "Starch: Chemistiy and Technology", 2nd Ed., 1984, Academic Press, pp. 143-144, D. Duchene, "Minutes of the Fiflh International Symposium on Ciclodextrins", Editions de Sante, Paris 1990, pp. 19-61, e A.R. Hedges, "Minutes of the Sixth International Symposium on Ciclodextrins", Editions de Sante, Paris, 1992, pp. 23-58.
De acordo com ainda outra modalidade preferida da invenção, o amido é tratado em um meio aquoso com uma enzima da classe de enzimas ramificadoras de 1,4-a-glicano (E. C.2.4.1.18), ou uma enzima cuja atividade corresponde à da citada enzima. Este tipo de enzima transfere um segmento de uma cadeia de 1,4-a-D-glicano para um grupo hidroxila primário em uma cadeia glicano similar, como por exemplo descrito em EP-A-0.690.170.
Uma enzima ramificadora de 1,4-a-glicano pode se originar de muitas fontes, por exemplo de bactérias da espécie Bacillus stearothermophüus. Um exemplo específico de uma tal enzima ramificadora de 1,4-a-glicano é descrito em EP-A- 0.418.945.
A conversão enzimática pode ser realizada tanto em amido gelatinizado quanto com amido que ainda está na forma granular, mas tem sido posto em um estado inchado, i.e. no estado parcialmente gelatinizado. Contudo, é preferido que o amido esteja na condição gelatinizada. Gelatinização pode ser realizada em batelada ou continuamente em um dispositivo de adição de vapor (e.g. uma aparelhagem de cozinhar - com jato). A enzima pode ser adicionada antes da ou, isto é preferido, após a gelatinização.
As condições de reação para realizar a conversão enzimática dependerão do tipo de amido e de glicosil-transferase usado e podem ser facilmente determinadas pelas pessoas experientes na arte, por exemplo baseado nas publicações referidas acima referentes às 4-a-glicano- transferases, ciclomaltodextrina-glicano-transferases, e enzimas ramificadoras de 1,4-a-glicano. Na prática, isto é normalmente feito em ou próximo de um pH e de uma temperatura nos quais a enzima possui estabilidade e atividade ótimas. A quantidade de enzima usada não é particularmente crítica e primariamente dependerá do tempo no qual ela é desejavelmente alocada para conversão.
O progresso da conversão enzimática pode, de novo dependendo do tipo da enzima escolhida, ser seguido pela medição da viscosidade ou da resistência do gel. Tipicamente, a conversão enzimática é interrompida quando uma situação de equilíbrio é alcançada, e não ocorre mais conversão. Após ter ocorrido a conversão enzimática desejada, a enzima pode ser desativada, se desejado, por exemplo por aquecimento da mistura reacional. No caso de conversão enzimática ser realizada usando um amido parcialmente gelatinizado, gelatinização pode alcançar completitude sob desativação da enzima por aquecimento. Se desejado, a enzima pode ser removida do amido por técnicas de separação conhecidas, tal como diálise.
De acordo com a invenção, um substituinte hidrofóbico é ligado em um amido por uma ligação éter, éster ou amida.
Quando o grupo hidrofóbico é ligado no amido via uma ligação éter, o reagente hidrofóbico preferivelmente compreende um grupo haleto, haloidrina, epóxido ou glicidila como sítio reativo. A cadeia alquila do agente pode variar de 4-24 átomos de carbono, preferivelmente de 7-20 átomos de carbono. Exemplos adequados de reagentes hidrofóbicos para proporcionar uma ligação éter são brometo de cetila, brometo de laurila, oxido de butileno, alcoóis graxos de feijão-soja epoxidados, alcoóis graxos de linhaça epoxidados, alil-glicidil-éter, propil-glicidil-éter, butil-glicidil-éter, decane glicidil-éter, lauril-glicidil-éter, lauril-phenil-glicidil-éter, miristoil- glicidil-éter, cetil-glicidil-éter, palmitil-glicidil-éter, estearil-glicidil-éter, linolil-glicidil-éter e suas misturas. Outros agentes de eterificação que podem ser usados para reagir com amido de acordo com a invenção são haletos de alquila contendo pelo menos quatro átomos de carbono, tais como 1-bromo- decano, 10-bromo-l-decanol, e 1-bromo dodecano.
Em uma modalidade da invenção, um grupo hidrofóbico carregado é introduzido. Um grupo catiônico hidrofóbico pode ser ligado via uma ligação éter pela reação do amido com um reagente compreendendo um grupo amônio quaternário, por exemplo um sal de l-cloro-2-hidróxi-propil- trialquil-amônio ou um sal de glidicil-trialquil-amônio. As cadeias alquila deste grupo amônio quaternário podem variar de 1-24 átomos de carbono, preferivelmente de 7-20 átomos de carbono, no qual pelo menos uma das cadeias alquila do grupo amônio quaternário compreende 4-24 átomos de carbono. Preferivelmente, as outras cadeias alquila possuem menos do que 7 átomos de carbono. Por exemplo, sal de 1-cloro-2-hidróxi-propil-dimetil- lauril-amônio ou um sal de glicidil-trialquil-amônio. As cadeias alquila deste grupo amônio quaternário podem variar de 1-24 átomos de carbono, preferivelmente de 7-20 átomos de carbono, no qual pelo menos uma das cadeias alquila do grupo amônio quaternário compreende 4-24 átomos de carbono. Preferivelmente, as outras cadeias alquila possuem menos do que 7 átomos de carbono. Por exemplo sal de 1-cloro-2-hidróxi-propil-dimetil- lauril-amônio, sal de 1-cloro-2- hidróxi-propil-dimetil-miristoil-amônio, sal de 1-cloro-2- hidróxi-propil-dimetil-cetil-amônio, sal de 1-cloro-2-hidróxi- propil-dimetil-estearil-amônio, glicidil-dimetil-lauril-amônio, sal de glicidil- dimetil-miristoil-amônio, sal de glicidil-dimetil-cetil-amônio, sal de glicidil- dimetil-estearil-amônio, haleto de dialquil-amino-etila, ou misturas dos acima e podem ser aplicados como reagente de cationização hidrofóbica. Um grupo catiônico hidrofóbico pode ser introduzido pela reação com grupos amônio terciário tal como sal de cloreto de cloro-etil-dialquil-amina. A cadeia alquila deste grupo amônio terciário pode variar de 1 a 24 átomos de carbono. A reação para a introdução do grupo catiônico hidrofóbico pode ser realizada analogamente ao procedimento descrito em EP-A-0.189.935. Um grupo aniônico hidrofóbico pode ser ligado aplicando um ácido 2-cloro-amino- dialquilado como reagente, por exemplo analogamente ao procedimento descrito em EP-A-0.689.829.
Quando o grupo hidrofóbico é ligado no amido via uma ligação éster, vários tipos de reagentes, tais como alquil-anidridos podem ser fornecidos. A cadeia alquila pode variar de 4-24 carbonos, preferivelmente de 7-20 carbonos. Especialmente, anidridos mistos como anidrido octanóico acético, anidrido decanóico acético, anidrido lauroil-acético, anidrido miristoil-acético são alquil-anidridos adequados. Em uma modalidade preferida da invenção, grupos aniônicos hidrofóbicos podem ser ligados na amilopectina de amido. Isto pode ser realizado pela reação do amido específico com um anidrido alquil-succínico o anidrido alquenil-succínico. A cadeia alquila pode variar de 4-24 carbonos, preferivelmente de 7-20 carbonos. Anidrido octenil-succínico, anidrido nonil- succínico, anidrido decil-succínico, anidrido dodecenil-succínico são mais comumente aplicados. A reação de esterificação para introduzir os grupos alquil- ou alquenil-succinato desejados pode ser realizada em qualquer maneira conhecida, por exemplo analogamente ao procedimento descrito em US-A-5.776.476. Preferivelmente, o amido é reagido com um anidrido alquil- ou alquenil-succínico compreendendo um grupo alquila ou alquenila possuindo 8-12 átomos de carbono. Anidrido octenil-succínico, anidrido nonil-succínico, anidrido decil-succínico, anidrido dodecenil-succínico são particularmente preferidos, enquanto que a preferência mais alta é pelo anidrido octenil-succínico. Conseqüentemente, o amido alquil-alquenil- succinado preferivelmente é amido octenil-succinado, nonil-succinado, decil- succinado, ou dodecenil-succinado, ainda mais preferivelmente amido octenil-succinado. Para a preparação de um grupo hidrofóbico ligado em carbóxi- metil-amilopectina de amido por um grupo amida o procedimento como descrito em WO-A-94/24169 pode ser analogamente aplicado. Exemplos de reagentes adequados para introdução de um grupo amida incluem aminas graxas compreendendo grupos hidrocarboneto saturado ou insaturado possuindo de 8 a 30 átomos de carbono. Grupos hidrocarboneto ramificado não estão excluídos, mas cadeias lineares são preferidas. Preferivelmente, o radical graxo origina-se de uma amina graxa C12 a C24. Resultados particularmente favoráveis são obtidos se a amina graxa é selecionada do grupo consistindo de n-dodecil-amina, n-hexadecil-amina, n-octadecil-amina, cocoamina, seboamina, N-sebo-hidrogenado-1,3-diamino-propano, N-sebo- hidrogenado-1,3-diamino-propano, e N-oleil-1,3-diamino-propano. Tais aminas graxas são conhecidas sob os nomes comerciais Armeen e Duomeen (AKZO Chemicals).
O grau de substituição hidrofóbica, i.e. DS5 definido como o número médio de moles de substituintes hidrofóbicos por mol de unidades de glicose, alcançado em um processo de acordo com a invenção, pode variar particularmente dependendo da aplicação considerada do produto. Geralmente, o DS será maior do que zero, preferivelmente de 0,005 a cerca de0,5, com maior preferência de 0,01 a 0,1. É surpreendente notar que até mesmo um DS muito pequeno acarreta um efeito relativamente grande.
A reação com o reagente hidrofóbico pode ser realizada em
uma suspensão do amido, i.e. usando amido que não está pré-gelatinizado, em
uma suspensão do amido, ou sob condições semi-secas. Quando hidrofobação
é realizada após conversão enzimática, o amido tipicamente já estará gelatinizado.
Preferivelmente, água é usada como um solvente quando a reação é realizada em suspensão ou solução. Quando o reagente hidrofóbico usado possui uma solubilidade baixa em água, combinações de água e solventes orgânicos adequados miscíveis com água podem ser empregados. Solventes orgânicos apropriados incluem, mas não são limitados a, metanol, etanol, i-propanol, n-propanol, t-butanol, sec- butanol, metil-etil-cetona, tetra- hidro-furano, dioxano, e acetona. A reação em solução é preferivelmente conduzida usando uma mistura reacional compreendendo mais do que 20% em peso de amido e menos do que 80% em peso de solvente. Com maior preferência, o conteúdo de amido na mistura reacional está entre 20 e 40% em peso, enquanto que o conteúdo de solvente preferivelmente está entre 80 e60% em peso. Se desejado, a solução pode ser concentrada e/ou purificada, e.g. usando diálise, ultrafiltração, ultracentrifugação, ou semelhante. Um autoclave em combinação com um secador (secador de tambor; secador por pulverização) pode ser usado como um vaso de reação. A reação é adicionalmente realizada sob condições que são bem conhecidas para reações análogas. O pH está preferivelmente entre 7 e 13. Preferivelmente, um método de acordo com a invenção é realizado na presença de um catalisador cáustico, tal como um hidróxido de metal alcalino ou semelhante. De acordo com modalidades específicas, o catalisador cáustico é usado, em quantidades tais que ele de fato está presente como um reagente.
Um emulsificador de acordo com a invenção pode ser usado em muitas aplicações, particularmente na indústria de alimentos e de cosméticos. Será entendido que a invenção também inclui o uso de um emulsifícador como descrito acima para estabilizar emulsões, bem como produtos alimentícios e cosméticos compreendendo uma emulsão ou possuindo a forma de uma emulsão, na qual o emulsifícador descrito acima está presente como um emulsifícador. Um emulsifícador de acordo com a invenção pode ser usado em cosméticos como emulsifícador, espessante, ou agente tensoativo em por exemplo condicionadores de cabelo, xampus, emolientes, loções, e cremes.
Em uma modalidade preferida, um emulsifícador de acordo com a invenção pode ser usado para substituir emulsifícadores baseados em proteínas, tais como caseína ou caseinatos, ou outros emulsifícadores, tais como monoestearato de glicerol ou diestearato de glicerol, ou para substituir
ovos em produtos de padaria ou em molhos emulsifícados. É digno de nota
»
que um emulsifícador de acordo com a invenção é tipicamente mais versátil neste respeito porque ele retém suas propriedades de emulsificação até mesmo em temperaturas elevadas, enquanto que gema de ovo se desnatura em temperaturas acima de 65°C. Também, o uso de um emulsifícador de acordo com a invenção reduz o risco de introdução de bactérias que estão muitas vezes presentes em ovos, tal como salmonella.
Tem sido adicionalmente verificado que um emulsifícador de acordo com a invenção pode ser usado para criar uma espuma gelificada, elástica, particularmente quando baseado em um amido possuindo um conteúdo alto de amilose. De acordo com esta modalidade, é preferido usar um amido possuindo um conteúdo alto de amilose, tal como de 20-70% em peso, com maior preferência de 30-50% em peso, baseado no peso seco do amido. Uma tal espuma pode ser preparada por misturação viscosa de amido em água em uma quantidade de, e.g., 20% em peso baseado no peso da mistura. Tais espumas podem encontrar aplicação em indústrias tanto de alimentos quanto de cosméticos, e.g. reforçador de espuma em por exemplo cremes espumantes, merengues, xampus, cremes de barbear, geles para banho em chuveiro ou banheira, e sabões líquidos.
Em outra modalidade, um emulsificador de acordo com a invenção pode ser usado na preparação de papel. Uma aplicação preferida com relação a isto é o uso de um emulsificador de acordo com a invenção para estabilizar emulsões de anidrido alquenil-succínico (ASA) e/ou alquenil- ceteno-dimero (AKD). Outra aplicação preferida com relação a isto é o uso de um emulsificador de acordo com a invenção em polimerização em emulsão de monômeros vinílicos, levando a emulsões que podem ser usadas em encolamento de superfície ou revestimento de papel.
A invenção agora será elucidada pelos seguintes exemplos não
restritivos.
Exemplo 1: A preparação de um amido octenil-succinilado adicionalmente ramificado
Uma suspensão de 5 moles de amido de batata regular em água (20% de matéria seca) foi cozida a jato em uma temperatura de 160°C. Uma quantidade da solução correspondendo a 250 g de amido (substância seca) foi transferida para dentro de um reator de vidro de parede dupla de 5 L e a temperatura foi ajustada a 65°C. O pH foi ajustado para 6,5 e foram adicionadas 200 U de enzima (enzima ramificadora de Rhodothermus marinas, fornecedor TNO Food - Groningen) por grama de amido. A reação foi permitida prosseguir a 65°C com misturação constante por 48 horas.
Então a solução foi esfriada para 30°C e o pH da solução foi ajustado para 8,5 pela adição de uma solução aquosa de NaOH 4,4% em peso. Na solução o anidrido octenil-succínico foi adicionado lentamente em uma quantidade para obter um Dsmax de 0,028. Durante a adição o pH da mistura reacional foi mantido constante em 8,5. Após 4 horas a mistura reacional foi neutralizada para pH 6,2.
Os produtos foram floculados usando etanol. Um misturador foi cheio com 800 mL de etanol (95%). 200 mL de solução de amido foram adicionados lentamente enquanto o misturador estava misturando a 50% de sua velocidade máxima. Então a velocidade de misturação foi aumentada para velocidade total por 30 segundos e a mistura foi filtrada usando um funil de
Büchner. O produto foi ressuspenso em 800 mL de etanol, misturado em velocidade total, filtrado e seco.
Exemplo 2: A preparação de um amido tratado com amilomaltase e depois octenil-succinilado
Uma suspensão (20% de matéria seca) contendo 10 moles de amido de batata regular em água foi cozido a jato em uma temperatura de 160°C. Então a quantidade de substância seca na solução foi calculada pela medição da massa e da concentração (brix %) da solução. A solução foi transferida para dentro de um reator de vidro de parede dupla de 10 L e a temperatura foi ajustada em 70°C. O pH foi ajustado para 6,2 e foram adicionados 2 U de enzima (Amilomaltase, fornecedor TNO Food - Groningen) por grama de amido. A reação foi permitida prosseguir a 70°C com misturação constante por 24 horas. A enzima foi então desativada por cozimento a jato da solução em uma temperatura de 160°C. De novo a quantidade de substância seca na solução foi calculada pela medição da massa e da concentração (brix %) da solução. Então a solução foi esfriada para 30°C e o pH da solução foi ajustado em 8,5 pela adição de uma solução aquosa de NaOH 4,4% em peso. Na solução o anidrido octenil-succínico foi adicionada lentamente em uma quantidade para obter um Dsmax de 0,028. Durante a adição o pH da mistura reacional foi mantido constante em 8,5. Após 4 horas a mistura reacional foi neutralizada para pH 6,2 e as soluções foram secas por pulverização usando uma temperatura de entrada de 220°C e uma temperatura de saída de 103°C.
Exemplo 3: A preparação de um amido octenil-succinilado tratado com amilomaltase
Uma suspensão de amido 39% (P/P) contendo 15 moles de amido de batata possuindo um conteúdo de amilose de 36% em peso, foi preparada em água de torneira e o pH da suspensão foi ajustado em 8,5 pela adição de uma solução aquosa de NaOH 4,4% em peso. A temperatura foi ajustada em 20°C e na solução o anidrido octenil-succínico foi adicionado lentamente em uma quantidade para obter um Dsmax de 0,02. Durante a reação o pH foi mantido em 8,5 usando NaOH 4,4% (P/P). Após 4 horas de reação a mistura foi neutralizada para pH 6,2 e lavada com 15 L de água de torneira usando um funil de Büchner. Os produtos foram secos em tambor como uma suspensão 36% (P/P) a 800 kPa e 6 rpm (4 rolos, largura de fenda de 0,3 mm) e moídos (Peppink, peneira de 250 μηι).
Então 10 moles dos amidos octenil-succinilados secos em tambor foram dissolvidos em uma concentração de 10% (P/P) em água de torneira em um reator Terlet agitado em uma temperatura de 70°C. Para uma solução homogênea, a pasta foi agitada por pelo menos 4 horas antes da adição da enzima. O pH da solução foi ajustado em 6,2 e foram adicionadas 2 unidades de enzima (Amilomaltase, fornecedor TNO Food - Groningen) por grama de amido (substância seca). A reação foi interrompida após 24 horas por cozimento a jato da solução a 160°C. Após isto a solução foi seca por pulverização usando uma temperatura de entrada de 220°C e uma temperatura de saída de 103°C.
Exemplo 4: Propriedades de emuisifícação
Produtos foram preparados como descrito nos exemplos 1- 3. 6
Gramas dos amidos foram suspensos em 10 mL de óleo de girassol e 190 mL
de uma solução de azida de sódio 0,02% foram adicionados. Pré-emulsões
foram preparadas usando o homogeneizador de Silverston na velocidade
máxima por 1 minuto. Depois estas emulsões foram preparadas usando o
micro-fluidizador de acordo com o esquema da tabela 1. Os resultados são resumidos na Tabela 2.
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Tabela 2: Estabilidade das emulsões
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Tabela 2 mostra que os derivados octeml-succínico de amidos adicionalmente ramificados e tratados com amilomaltase podem desenvolver emulsões mais estáveis. O grau de substituição (DS) foi medido por saponifícação e titulação ácido-base; o equivalente de dextrose (DE) foi medido de acordo com Luff-Schoorl.
Exemplo 5: Teste de espuma
40 g dos produtos descritos em exemplos 1-3 e 160 g de água desmineralizada são batidos por 2-3 minutos em velocidade máxima no misturador Hobart usando os batedores. O tempo de misturação varia entre 2 e 3 minutos e é dependente do desenvolvimento da espuma do produto.
O derivado octenil-succínico de amido de batata médio alto em amilose tratado com amilomaltase desenvolveu uma espuma gelificada elástica. O branco de amido de batata médio alto em amilose desenvolveu uma espuma gelificada um pouco desintegrada.

Claims (21)

1. Emulsiflcador, caracterizado pelo fato de que compreende um amido hidrofóbico, obtido por eterificação, esterificação ou amidação de um amido com um reagente hidrofóbico e conversão enzimática usando uma glicosil-transferase (E.G. 2.4), em que o reagente hidrofóbico compreende uma cadeia alquila ou alquenila possuindo de 7-24 átomos de carbono.
2. Emulsificador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o amido hidrofóbico é um amido alquil- ou alquenil-succinado.
3. Emulsificador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o amido alquil- ou alquenil-succinado é amido octenil-succinado, nonil-succinado, decil-succinado, ou dodecenil-succinado.
4. Emulsificador de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o amido é um amido octenil-succinado.
5. Emulsificador de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o grau de substituição (DS) do amido alquil- ou alquenil-succinado é de 0,005 a 0,5, preferivelmente de 0,01 a, 1.
6. Emulsificador de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a glicosil- transferase é uma 4-a-glicano-transferase (E. C.2.4.1.25).
7. Emulsificador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que a glicosil-transferase é uma ciclomaltodextrina-glicano-transferase (E. C.2.4.1.19).
8. Emulsificador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que a glicosil-transferase é uma enzima ramificadora de 1,4-a-glicano (E.C.2.4.1.18).
9. Emulsificador de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o amido é um amido de batata, de mandioca, de trigo, de cevada, de.milho, de arroz, de ervilha, ou de feijão.
10. Emulsificador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o amido possui um conteúdo de amilose de 20-70% em peso, preferivelmente de 30-50% em peso, baseado no peso seco de amido.
11. Emulsificador de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o amido possui um conteúdo de amilopectina maior do que 80% em peso, preferivelmente maior do que 95% em peso, baseado no peso seco de amido.
12. Método de preparar um emulsificador com definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de compreender eterificação, esterificação ou amidação de um amido, com um reagente hidrofóbico compreendendo uma cadeia alquila possuindo 7-24 átomos de carbono e conversão enzimática com uma glicosil-transferase (E. C.2.4).
13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o amido é esterificado com um reagente hidrofóbico compreendendo uma cadeia alquila ou alquenila possuindo de 7 a 24 átomos de carbono.
14. Método de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o amido é primeiro submetido à conversão enzimática com glicosil-transferase (E. C.2.4), seguido por esterifícação com o anidrido alquil- ou alquenil-succínico.
15. Método de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que o amido é primeiro esterificado com o anidrido alquil- ou alquenil-succínico, seguido por conversão enzimática com glicosil- transferase (E. C.2.4).
16. Produto alimentício ou cosmético, caracterizado pelo fato de compreender, ou estar na forma de, uma emulsão na qual um emulsificador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11 está presente como um emulsificador.
17. Uso de um emulsificador como definido em qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de ser para estabilizar uma emulsão.
18. Uso de um emulsificador como definido em qualquer uma das reivindicações I-Il5 caracterizado pelo fato de ser para criar uma espuma gelificada, elástica.
19. Uso de um emulsificador como definido em qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de ser para estabilizar emulsões de anidrido alquenil-succínico (ASA) e/ou de alquenil-ceteno- dímero (AKD).
20. Uso de um emulsificador como definido em qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de ser em polimerização em emulsão de monômero vinílico.
21. Espuma, caracterizada pelo fato de compreender o emulsificador como definido em qualquer uma das reivindicações 1-11.
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