BRPI0805403A2 - paralalelepìpedo de maltitol retangular - Google Patents

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BRPI0805403A2
BRPI0805403A2 BRPI0805403-7A BRPI0805403A BRPI0805403A2 BR PI0805403 A2 BRPI0805403 A2 BR PI0805403A2 BR PI0805403 A BRPI0805403 A BR PI0805403A BR PI0805403 A2 BRPI0805403 A2 BR PI0805403A2
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maltitol
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syrup
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rectangular
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BRPI0805403-7A
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Manuel Barata
Pierrick Duflot
Abdelfattah Bensouissi
Mohamed Mathlouthi
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Roquette Freres
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Abstract

A invenção tem como objetivo cristais de maltitol caracterizados pelo fato de que eles são de forma paralelepipédica retangular e cuja proporção das dimensões comprimento em relação à largura está compreendida entre 1,8 e 5,3, de preferência igual a 3 +<sym>- 0,7, assim como o seu processo de obtenção.

Description

"PARALALELEPÍPEDO DE MALTITOL RETANGULAR"
A presente invenção refere-se a cristais de maltitol de forma especial e a composi-ções cristalinas que contêm os mesmos. Ela se refere igualmente a um processo especialde obtenção destes cristais e destas composições.
O maltitol (1, 4-0-o-D-glicopiranosil-D-glucitol) é um poliol obtido por hidrogenaçãoda maltose.
A ausência de extremidade redutora na molécula de maltitol confere à mesma umaestabilidade elevada tanto no plano térmico como no plano químico.
Menos calórico do que a sacarose, ele possui próximas deste açúcar. Não cariogê-nico, ele é então utilizado em um grande número de aplicações tanta em alimentos como emprodutos farmacêuticos.
Durante muito tempo, o maltitol foi comercializado somente sob a forma de xaropesde baixo preço ou sob a forma de pós amorfos e impuros.
Somente no início dos anos 80, a companhia HAYASHIBARA descrevia pela pri-meira vez em sua patente US 4.408.041 a produção de cristais de maltitol anidro.
Anteriormente, este poliol sempre tinha sido considerado como um produto que nãopodia ser cristalizado.
Este postulado errôneo encontra na realizada a sua origem no fato de que a crista-lização do maltitol partindo de uma solução supersaturada não é tão fácil de se controlarcomo no caso de outros polióis como o manitol ou o eritritol, por exemplo.
As técnicas ditas de "massé" por um lado e de cristalização na água por outro lado,são atualmente quase os únicos processos empregados industrialmente.
Os produtos assim obtidos têm, no entanto uma cristalinidade muito variável e nãoconvém todos particularmente bem a certas aplicações como as de goma de mascar ou dechocolate.
Estes produtos cristalizados também não são mais totalmente satisfatórios quando,por exemplo, se deseja utilizar maltitol para substituir a sacarose ou a Iactose nas formasfarmacêuticas secas tais como nas gélulas, nos medicamentos do tipo em pó para dissolu-ção, nos comprimidos e nas preparações nutritivas pulverulentas a serem diluídas.
É igualmente o caso quando se deseja realizar o mesmo gênero de substituiçãonos alimentos adoçados tais como nas bebidas em pó, nas sobremesas, as preparaçõespara bolos ou nos pós achocolatados ou adicionados de baunilha para o desjejum.
Constata-se para estas aplicações especiais, especialmente para os pós pseudo-cristalinos de maltitol obtidos pela técnica de "MASSÉ" e a um grau mínimo para os pós cris-talinos de maltitol obtidos por cristalização em água, do que estas apresentam um ou diver-sos defeitos como em particular os de:
-escoarem-se dificilmente,
PI0805403-7-de serem sujeitas a um endurecimento ou a uma aglomeração,
-de se dissolver somente muito lentamente em água,
-de serem péssimos excipientes para compressão ou
-de não satisfazerem os critérios de identificação e de pureza impostos por diferen-tes farmacopéias.
Os especialistas do campo da cristalização dos polióis esforçaram em adaptarcomposições de maltitol que não apresentem defeitos de escoamento, de aglomeração, dedissolução ou de compressão que apresentam os pós de maltitol conhecidos.
Certamente, ter-se-ia podido acreditar que a necessidade identificada pudesse sersatisfeita por outros polióis. Ora, constata-se que isto não ocorre, pois nenhum deles possuicaracterísticas de solubilidade, de higroscopicidade, de sabor açucarado e de fusão tão pró-ximas da sacarose quanto o maltitol.
No entanto, como se constata facilmente analisando as diferentes contribuiçõesressaltadas no estado da técnica, poucos trabalhos abordados se preocuparam com a influ-ência que podia ter a forma dos cristais de maltitol na resolução dos defeitos citados acima.
O colorário é que poucos trabalhos empenham-se em determinar quais podiam seras condições de cristalização que permitam favorecer a obtenção de forma particular doscristais de maltitol.
Na patente US 4.408.041, por exemplo, para se conseguir cristalizar o maltitol, HA-YASHIBARA recomenda unicamente partir de um xarope de maltitol que apresente um ele-vado teor de maltitol e, conseqüentemente que apresente um baixo teor de polióis de DPmais alto (DP3 e DP superiores ou igual a 4).
Constata-se então que se contenta em apresentar os cristais assim obtidos como« incolores, inodoros e transparentes ».
A descrição dos cristais obtidos é feita por meio de fotos realizadas com microsco-pia eletrônica (a figura 3 é uma vista geral dos ditos cristais (vista citada a χ 150) e a figura 4é realizada a um aumento maior (x 600)), porém constata-se que HAYASHIBARA não ascomenta.
A figura 4 permite que o perito na técnica constate que os cristais de maltitol obtidossão de forma « paralelepipédida - de preferência, cúbica ».
Em 1982, em seu artigo científico publicado em Carbohydrate Research relativo àanálise por cristalografia em Raios X do maltitol, podia se esperar que a companhia HAYA-SHIBARA descrevesse um pouco melhor estes cristais.
Ora, OHNO e outros, em resumo, os descrevem como cristais « incolores e que separecem a « prismas » ("prísm-líke") » e não associam esta forma cristalina a uma proprie-dade funcional qualquer do maltitol.
De fato, o cristal observado neste artigo é um « macro-cristal » que foi especialmen-te fabricado de maneira a permitir a determinação dos parâmetros de malha cristalina pordifração X.
O cristal é um « prisma cúbico », pois os autores fornecem, do mesmo, as dimen-sões de 0,3 χ 0,3 χ 0,3 mm.
Em 1989, a companhia Requerente, em sua patente US 4.846.139 descrevia elaprópria igualmente um processo de preparação de maltitol cristalino.
A cristalização era feita em água. A discussão não se refere, no entanto, aos cris-tais e nenhuma forma especial foi percebida.
Na patente US 5.583.215 concedida a TOWA, é descrita uma mistura cristalina só-lida que contém maltitol. A solução de maltitol de partida que é cristalizada contém 80 a 98% de maltitol, 0,5 a 15 % de sorbitol e 1,5 a 10 % de maltotriitol e de DP >3.
A cristalização é efetuada por extrusão.
A única menção do « aspecto » da mistura de cristais obtidos é de uma estruturamoída e relativamente rígida (« crushed and relatively tight»), porém nenhuma forma espe-ciai dos cristais foi observada nem discutida. É preciso esperar uma outra contribuição dacompanhia Requerente para que a influência do tamanho e da forma dos cristais sejam re-conhecidas como importantes em certas aplicações em alimentos e especialmente na con-fecção, por exemplo, de confeitos ou balas com maltitol.
Na patente US 5.580.601, a companhia Requerente descreve, com efeito, a utiliza-ção de cristais de xilitol e de maltitol para confeitos granulados.
Para o maltitol destinado a esta aplicação, quatro qualidades de maltitol da épocasão comparadas:
a do MALTISORB® P90 e do MALTISORB® P200, comercializados pela companhiaRequerente,
a do maltitol comercializado pela companhia TOWA sob o nome de marca A-MALTY® MR100,
a do maltitol fabricado de acordo com o ensinamento do exemplo 2 da patente US4.408.041 de HAYASHIBARA.
A Companhia Requerente, nestas patentes US 5.580.601, constata que estas qua-tro variedades de maltitol se apresentavam sob duas formas cristalinas diferentes: uma for-ma em agulhas e uma forma paralelepipédica de preferência cúbica (esta mesma apresen-tada por HAYASHIBARA em sua patente US 4.408.041).
É verificado com efeito pela companhia Requerente em sua patente US 5.580.601que por ocasião do processo de cristalização utilizado de acordo com o exemplo 2 da paten-te US 4.408.041 de HAYASHIBARA, o xarope de maltitol permite obter cristais de forma «paralelepipédica - de preferência cúbica ».
Por outro lado, é igualmente determinado que o pó finamente moído do MALTI-SORB® P90 em agulhas volta a fornecer cristais paralelepipédicos de preferência cúbicos.
Nesta patente US 5.580.601 a companhia Requerente discute enfim a influência dotamanho e da forma dos cristais de maltitol sobre a qualidade da textura e sobre a estabili-dade durante o tempo dos confeitos granulados assim preparados.
Registra-se desse modo que:
- não é possível preparar confeitos granulados com maltitol que sejam de excelentequalidade de textüra e particularmente estáveis com o passar do tempo, a não ser se estescontenham de 50 a 93 % de maltitol em relação à carga edulcorante total e se o maltitol,presente pelo menos parcialmente no estado cristalizado no seio do confeito, estivesse es-sencialmente sob a forma de cristais de tamanho inferior a 60 mícrons, de preferência inferi-or a 40 mícrons e mais preferencialmente ainda inferior a 20 mícrons,
- se os cristais contidos no confeito tiverem uma forma de agulhas, ou seja, por e-xemplo, tiverem um comprimento em torno de 120 mícrons e uma seção aproximadamentede 35 mícrons, então o confeito tem tendência a evoluir rapidamente e a endurecer de ma-neira excessiva. Isto não é o caso quando este contiver cristais, de preferência de formaparalelepipédica de preferência cúbica, de tamanho inferior a 60 mícrons. Neste caso, osconfeitos granulados são estáveis durante vários meses. Os cristais têm então uma elevadapureza em maltitol, ultrapassando 95 % e mais freqüentemente 98 %, até mesmo 99 %.
Em sua patente EP 735.042, a companhia Requerente descreve uma nova compo-sição cristalina de maltitol. Desta vez, a cristalização é efetuada por atomização.
Os cristais obtidos são descritos como sendo de estrutura essencialmente porosa ealveolada, sob a forma de partículas essencialmente esféricas, desprovidas de arestas vivase compostas de um grande número de micropartículas cristalinas aglomeradas entre si.
A estrutura observada se diferencia de maneira nítida daquela de um maltitol crista-lizado na água e de um maltitol extrusado, constituídos de partículas paralelepipédicas, depreferência, cúbicas.
Em uma outra patente, a patente EP 741.140, a companhia TOWA descreve umprocesso de preparação de maltitol cristalino e de uma mistura sólida cristalina de maltitolcristalizado. Neste caso, a cristalização é efetuada em água.
No entanto, nenhuma indicação é fornecida quanto à forma dos cristais.
É preciso esperar o depósito pela companhia Requerente da patente EP 905.138para que uma outra abordagem principal seja realizada.
Nesta patente, a companhia Requerente adaptou composições de maltitol que nãoapresentam defeitos de escoamento, de aglomeração de dissolução ou de compressão queapresentam os pós de maltitol conhecidos.
Trabalhando na adaptação destas composições de maltitol a Requerente conseguiuisolar duas formas especiais de cristais de maltitol, sem ser a forma de agulhas e a formaparalelepipédica, de preferência, cúbica: a forma bipiramidal e a forma prismática.
A companhia Requerente explicava então a existência destas duas formas de cris-tais de maltitol pelo teor do maltotriitol do xarope de maltitol destinado a ser cristalizado.
A companhia Requerente constatou, com efeito, que controlando o teor de maltotrii-tol de um xarope de maltitol, era possível orientar a forma dos cristais de maltitol para umaou outra das formas ou para uma mistura das duas formas, quando este xarope de maltitolfor submetido a uma etapa de cristalização.
A companhia Requerente insistia em ressaltar de maneira bastante justa em suapatente EP 905.138 que as formas de cristalização (bipiramidais e prismáticas) têm neces-sariamente conseqüências importantes tanto no nível da fabricação como das aplicações.
Assim, uma massa semi-cristalizada de maltitol, que compreende uma certa per-centagem de cristais prismáticos é mais viscosa do que uma massa que compreenda amesma percentagem de cristais bipiramidais, todos os elementos sendo iguais de outro mo-do e isto especialmente quando os cristais forem de grande tamanho.
É assim que para preparar maltitol atomizado, é preferível manter suspensões deteores muitos baixos de maltotriitol e compreendendo mais cristais bipiramidais do que pris-máticos para evitar um espessamento da massa.
Por outro lado, verifica-se que a utilização de cristais de maltitol bipiramidais é inte-ressante para a produção de chocolate (massa mais ligada antes da refinação), de gomasde mascar (possibilidade de conservar uma textura flexível com uma elevada quantidade demaltitol pulverulento), de formas secas farmacêuticas (melhor escoamento) etc ...
Ao contrário, uma forma prismática é mais compressível e permite um espessamen-to (endurecimento da massa) com baixo teor de cristais, às vezes procurado (massas paramastigar, centros de goma de mascar a serem drageificadas).
De tudo o que se viu antes, resulta que parecia importante escolher tamanhos eformas totalmente especiais dos cristais de maltitol, quando se deseja empregá-los de ma-neira específico em um dado campo de aplicação.
São portanto relacionadas quatro formas cristalinas:
- a forma paralelepipédica de preferência cúbica,
- a forma prismática,
- a forma bipiramidal e
- a forma em agulhas.
A figura 1 ilustra estas quatro formas cristalinas (respectivamente 1.1, 1.2, 1.3 e1.4) (fotos realizadas por microscopia eletrônica com varredura nas condições tais comodefinidas a seguir).
Foi prosseguindo as suas pesquisas sobre a cristalização do maltitol, que a compa-nhia Requerente descobriu, ao contrário do esperado, que o maltitol podia ser cristalizadosob uma quinta forma cristalina totalmente diferente das formas descritas anteriormente,abrindo por este lado mesmo outras vias de aplicações ao maltitol cristalizado: a forma para-lelepipédica retangular.
No sentido da invenção, entende-se por forma « paralelepipédica retangular» umpoliedro no qual pelo menos quatro das seis faces são retângulos.
As observações foram realizadas com a ajuda de um microscópio eletrônico comvarredura FEI modelo QUANTA 200 FEG.
Os cristais foram observados sob uma tensão de 1 keV.
A invenção refere-se portanto em primeiro lugar aos cristais de forma paralelepipé-dica retangular ilustrados nas figuras 2 a 9.
Estes cristais não estão aglomerados nem organizados em pequenos pacotes aglu-tinados, porém estão ao contrário bem dissociados e individualizados uns em relação aosoutros.
As fotografias são captadas no microscópio com um aumento:
- de 50 vezes (figura 2), de 100 vezes (figura 3), de 200 vezes (figura 4 e 5) parauma observação de um primeiro lote de cristais de acordo com a invenção,
- de 50 vezes (figuras 6 e 10), de 100 vezes (figuras 7 e 8) e de 200 vezes (figura 9)para uma observação de um segundo lote de cristais de acordo com a invenção.
As figuras ilustram bem o fato de que os cristais de maltitol são de forma paralele-pipédica retangular, no sentido da invenção.
Se considerarmos o esquema a seguir, tomando como base a maior superfície (de-finida pelos pontos AEHD ou BFGC), constata-se, com efeito, que as faces laterais (ABFE eDCGH) são paralelogramas cujo ângulo a que forma a aresta lateral com o plano de base évariável e em que as outras faces são paralelogramas retangulares.
Neste caso o paralelepípedo retangular é definido por 4 dimensões, o comprimento(aqui AD), a largura (AE) e a altura (AB) assim como o valor do ângulo cr.
De acordo com a invenção, o ângulo a varia de 90° a 50°.
São então observadas duas populações de cristais paralelepipédicos retangulares,populações que podem coexistir em todas as proporções no seio de uma mesma composição no seio da invenção:
- cristais de maltitol, caracterizados pelo fato de que as duas menores faces do pa-ralelepípedo retangular (as faces delimitadas por ABFE e DCGH no esquema acima) sãoparalelogramas cujos lados são sensivelmente iguais.
Neste caso, a forma dos cristais é a de um poliedro do qual quatro das seis facessão retângulos, as duas outras podendo ser losangos (o valor do ângulo a podendo ser su-perior ou igual a 50° e inferior a 90°, de preferência compreendido entre 60° e 70°) ou qua-drados (o ângulo a valendo 90°).
- outros cristais de maltitol, caracterizados pelo fato de que as duas faces menoressão paralelogramas cujos lados são iguais dois a dois (o ângulo a valendo 90°).
Neste caso, a forma dos cristais é a de um poliedro do qual quatro faces são retân-gulos, as duas outras são igualmente paralelogramas retangulares. De acordo com estaeventualidade, o perito na técnica obtém uma forma geométrica designada como a do para-lelepípedo retangular.
As figuras 6 a 9 apresentam cristais de maltitol de acordo com a invenção, caracte-rizados pelo fato de que as duas faces menores do paralelepípedo retangular são paralelo-gramas dos quais pelo menos um ângulo apresenta uma truncatura.
Os cristais de maltitol de acordo com a invenção são caracterizados pelo fato deque a proporção do comprimento (dimensão AE no esquema acima) para largura (dimensãoAB no esquema acima) do paralelepípedo retangular está compreendida entre 1,8 e 5,3, depreferência compreendida entre 2,3 e 3,7.
Este valor foi determinado pela medida da proporção dos tamanhos de uns trintacristais individualizados, tais como apresentados na figura 10 (na qual se encontram materi-alizados e avaliados quantitativamente as dimensões de alguns cristais).
Os valores foram obtidos pela determinação da largura e do comprimento das facesretangulares de cada um dos paralelepípedos retangulares observados.
Os cristais de maltitol de acordo com a invenção são igualmente caracterizados pe-lo fato de que o comprimento do paralelepípedo retangular (dimensão AD no esquema aci-ma) está compreendido entre 50 e 750 pm, de preferência compreendido entre 97 e 280 pm.
Para permitir a identificação das formas cristalinas, utiliza-se uma técnica de difra-ção dos raios X em reflexão do pó de cristais de maltitol segundo o teste A a seguir.
O teste A consiste em determinar as intensidades relativas de linhas de difração.Os espectros de difração são obtidos com um difratômetro dos raios X para análise de pó,equipado com uma fonte de cobalto. A análise é efetuada em reflexão com uma porta-amostras giratório. A amostra é compactada manualmente no porta-amostras. A análise éefetuada, continuamente, de 4o a 34°. As intensidades das linhas são medidas e normaliza-das em relação à linha mais intensa do espectro de difração.
Os cristais de maltitol de acordo com a invenção são então caracterizados pelo fatode que o seu perfil de difração X, determinado de acordo com o teste A, apresenta para alinha a 26,51°, uma intensidade de 100 % e, para a linha a 16,07°, uma intensidade igual a 0 %.
Como será exemplificado no exemplo comparativo fornecido a seguir, os cristais demaltitol de acordo com a invenção apresentam um perfil totalmente único em relação àsquatro outras formas cristalinas conhecidas do maltitol.
O maltitol de forma bipiramidal e aquele de forma paralelepipédica cúbica fornecemcom efeito:
- uma intensidade compreendida entre 0 e 0,15 % para a linha a 16,07°e se caracterizam pela intensidade de sua linha a 26,51° :
- entre 54,46 e 81,76 % para a forma paralelepipédica cúbica,
- entre 60,1 e 73,7 % para a forma bipiramidal.
Quanto ao maltitol de forma prismática e àquele em agulhas, eles fornecem para alinha a 26,51° uma intensidade de 100 % porém para a linha a 16,07 °C :
- uma intensidade compreendida entre 0,14 e 0,26 % para a forma prismática e
- uma intensidade compreendida entre 0,33 e 0,42 % para a forma em agulhas.
A invenção refere-se ainda a uma composição cristalina de maltitol, caracterizadapelo fato de que ela é constituída em todo ou em parte de cristais de forma paralelepipédicaretangular.
Esta composição cristalina de maltitol é especialmente caracterizada pelo fato deque a fração cristalina do maltitol é constituída de pelo menos 50 % em peso de cristais deforma paralelepipédica retangular, de preferência de 70 a 100 % em peso, mais preferenci-almente ainda de 95 a 100 % em peso.
Para preparar o xarope de maltitol que permita, após a cristalização, obter as for-mas cristalinas do maltitol de acordo com a invenção, emprega-se o processo descrito aquia seguir ou um processo equivalente.
A primeira etapa do processo é por si conhecida. Ela consiste em liqüefazer um Iei-te de amido cuja origem botânica pode ser qualquer uma: ele pode ser proveniente do trigo,do milho ou da batata, por exemplo.
A este leite de amido ou de fécula é adicionado ácido no caso de uma liquefação di-ta ácida ou de uma D-amilase no caso de uma liquefação enzimática.
No processo de acordo com a invenção, prefere-se efetuar uma hidrólise controladado leite de amido de maneira a obter um leite de amido liqüefeito com baixa taxa de trans-formação. Assim, são determinadas as condições de temperatura, de pH, de taxa de enzimae de cálcio, conhecidas do perito na técnica, de maneira tal que elas permitam obter um DE(Equivalente de Dextrose) inferior a 10, de preferência inferior a 6 e mais particularmenteinferior a 4.
De preferência, a etapa de liquefação é conduzida em duas sub-etapas, a primeiraconsistindo em aquecer, durante alguns minutos e a uma temperatura compreendida entre105 e 108° C, o leite de amido na presença de uma Oamilase (do tipo TERMAMYL® 120Lcomercializada pela companhia NOVOZYMES) e de um ativador à base de cálcio, a segun-da consistindo em aquecer o leite de amido assim tratado a uma temperatura compreendidaentre 95 e 100° C durante uma a duas horas.
Uma vez terminada a etapa de liquefação, nas condições de teor de matérias se-cas, de pH, de taxa de enzima e de cálcio bem conhecidas do perito na técnica, procede-seà inibição da Oamilase. Esta inibição da D-amilase pode ser feita de preferência por viatérmica, realizando-se na saída da liquefação um choque térmico de alguns segundos auma temperatura superior ou igual a 130° C.
Efetua-se em seguida a etapa de sacarificação. Por ocasião desta etapa, submete-se a princípio o leite de amido liqüefeito à ação de uma D-amilase maltogênica, tal comoaquela comercializada pela companhia NOVO, sob o nome MALTOGENASE®. Por ocasiãodesta primeira etapa de sacarificação, a D-amilase maltogênica pode ser adicionada emuma única vez ou em diversas vezes.
Prossegue-se em seguida, depois de ter deixado agir a D-amilase maltogênica, àsacarificação do leite de amido liqüefeito por meio de uma D-amilase tal como aquela co-mercializada pela companhia GENENCOR sob a denominação SPEZYME® BBA 1500.
Por ocasião destas etapas, convém associar às enzimas que tenham uma atividademaltogênica (D-amilase maltogênica e D-amilase) uma enzima que hidrolise especificamen-te as ligações alfa-1, 6 do amido. Esta adição de uma enzima para eliminação de ramifica-ções permite por um lado acelerar as reações de hidrólise sem acelerar simultaneamente asreações de reversão e, por outro lado reduzir a quantidade de oligossacarídeos altamenteramificados que resistem normalmente à ação das enzimas maltogênicas.
Esta adição de enzima para eliminação de ramificações pode ser feita no momentoda adição da D-amilase maltogênica ou no momento da adição da D-amilase.
Esta enzima para eliminação de ramificações é escolhida no grupo constituído pe-las pululanases e pelas isoamilases.
A pululanase é, por exemplo, aquela comercializada pela companhia ABM sob de-nominação PULLUZYME®.
A isoamilase é, por exemplo, aquela comercializada pela companhia HAYASHIBARA.
A etapa de sacarificação pode ser conduzida igualmente totalmente ou parcialmen-te na presença de D-amilase fúngica.No final da sacarificação, é possível adicionar um pouco de D-amilase, o que me-lhora geralmente as etapas subseqüentes de filtração. As quantidades e as condições deação das diferentes empregadas nas etapas de liquefação e de sacarificação do leite deamido são geralmente aquelas que são recomendadas para a hidrólise do amido e são bemconhecidas do perito na técnica.
Efetua-se a sacarificação até que o hidrolisado de maltose contenha pelo menos 85% em peso de maltose (segundo / segundo).
O hidrolisado assim sacarificado é em seguida filtrado sobre filtro com pré-camadaou por microfiltração sobre membranas, depois desmineralizado.
O hidrolisado de maltose assim obtido pode então ser facilmente hidrogenado cata-litica mete.
A hidrogenação de um tal hidrolisado efetua-se de acordo com as regras da técnicaque conduzem, por exemplo, à produção de sorbitol partindo da glicose.
Pode-se utilizar para esta etapa tanto catalisadores à base de rutênio como catali-sadores de níquel de RANEY. Prefere-se, no entanto, utilizar catalisadores de níquel deRANEY que são menos onerosos.
Na prática, utiliza-se de 1 a 10 % em peso de catalisador em relação à matéria secado hidrolisado submetido à hidrogenação. A hidrogenação é efetuada de preferência sobreum hidrolisado cuja matéria seca está compreendida entre 15 e 50 %, na prática de prefe-rência compreendida entre 30 e 45 %, sob uma pressão de hidrogênio compreendida entre20 e 200 bars. Ela pode ser efetuada de maneira contínua ou descontínua.
Quando se opera de maneira descontínua, a pressão de hidrogênio utilizada estágeralmente compreendida entre 30 e 60 bars e a temperatura à qual se desenrola a hidro-genação está compreendida entre 100 e 150° C. Presta-se muita atenção também em man-ter o pH do meio de hidrogenação pela adição de soda ou de carbonato de sódio por exem-plo, mais sem ultrapassar um pH de 9,0. Esta maneira de agir permite evitar o aparecimentode produtos de craqueamento ou de isomerização.
Interrompe-se a reação quando o teor do meio da reação de açúcares redutorestornou-se inferior a 1 %, de preferência ainda inferior a 0,5 % e mais particularmente inferiora 0,1 % (segundo/segundo).
Depois do resfriamento do meio da reação, elimina-se o catalisador por filtração edesmineraliza-se o xarope de maltitol assim obtido sobre resinas catiônicas e aniônicas.Neste estágio, os xaropes contêm pelo menos 80 % de maltitol (segundo/segundo).
Para obter as formas cristalinas do maltitol conforme à invenção, a companhia Re-querente descobriu que é preciso conduzir a cristalização do xarope de maltitol em condi-ções especiais.
É sabido na maioria dos casos pelo perito da técnica que a forma final de um cristaldepende largamente das condições de cristalização.
As impurezas modificam igualmente a forma (ou habitus) do cristal, tais como asformas prismáticas e bipiramidais do cristal de maltitol que são obtidas na presença de dife-rentes concentrações de maltotriitol, como foi descrito acima (de acordo com o ensinamentoda patente EP 905.138).
A companhia Requerente descobriu assim, e é isto que constitui uma das caracte-rísticas essenciais do processo de acordo com a invenção, que se pode orientar a formacristalina do maltitol para a forma paralelepipédica retangular realizando-se a cristalizaçãodo xarope de maltitol na presença de aldeídos e de compostos dicarbonilados condensados.Estes últimos são obtidos especialmente por um tratamento térmico acentuado, isto é, amais de 100° C, de soluções glicídicas do tipo sacarose, frutose, açúcares invertidos, xaro-pes de glicose.
A companhia Requerente descobriu que a quantidade de impurezas devia ser infe-rior a 5 %, de preferência em um intervalo de 1,5 a 4,5 % e mais preferencialmente em umintervalo de 2,5 a 3,5 %.
Um modo preferencial de realização do processo conforme a invenção consiste nofato de que:
a) prepara-se um primeiro xarope de maltitol de uma matéria seca pelo menos iguala 60 % em peso e que apresenta um teor de maltitol pelo menos igual a 85 % em peso,
b) introduz-se neste xarope de maltitol um açúcar escolhido no grupo constituídopela sacarose, pela frutose, pelos açúcares invertidos, pelos xaropes de glicose, sozinhosou em mistura
c) aquece-se este primeiro xarope de maltitol de maneira a gerar impurezas consti-tuídas de aldeídos e de compostos dicarbonilados condensados,
c) prepara-se um segundo xarope de maltitol de uma matéria seca pelo menos iguala 65 % em peso e que apresenta um teor de maltitol pelo menos igual a 90 % em peso,
e) incorpora-se este segundo xarope de maltitol ao primeiro xarope de maltitol demaneira a obter um xarope de maltitol de uma matéria seca pelo menos igual a 70 % empeso e que apresenta um teor de maltitol pelo menos igual a 80 % em peso,
f) concentra-se o xarope de maltitol assim obtido a uma matéria seca pelo menosigual a 80 %,
g) cristaliza-se por evaporação e/ou por resfriamento, o xarope de maltitol assimconcentrado,
h) recuperam-se os cristais assim obtidos.
A invenção será melhor compreendida durante a leitura dos exemplos que se se-guem e que se deseja que sejam ilustrativos e não limitativos.
Exemplo 1Prepara-se um xarope de maltitol ao qual se introduz frutose de maneira que esteapresente a seguinte composição (xarope A), a sua matéria seca sendo, de outro ponto devista de 60 %:
- 88 % na base seca de maltitol,
- 4 % na base seca de sorbitol,
- 2 % na base seca de DP > 3 hidrogenados,
- 1 % de produto de craqueamento
- 5 % na base seca de frutose.
Aquece-se à pressão atmosférica a 120° C durante 2 horas.
Obtém-se então um xarope de maltitol (xarope B) que apresenta, uma matéria secade 75 % :
- 37 % na base seca de maltitol,
- 19 % na base seca de sorbitol,
- 37 % na base seca de DP > 3,
- 7 % de produto de craqueamento contendo essencialmente aldeídos e compostosdicarbonilados condensados provenientes da caramelização.
Prepara-se igualmente um xarope de maltitol (xarope C), que apresenta, para umamatéria seca de 67 % :
- 93 % na base seca de maltitol,
- 3 % na base seca de sorbitol,
- 2 % na base seca de DP > 3,
- 2 % de produto de craqueamento
A incorporação do xarope C ao xarope B em uma proporção da ordem de 3,7 para1 conduz à obtenção de um xarope de maltitol (xarope D), que apresenta em referência asim mesmo, para uma matéria seca de 70 %:
- 81,1 % na base seca de maltitol,
- 6,4 % na base seca de sorbitol,
- 9,4 % na base seca de DP > 3,
- 3,1 % de produto de craqueamento
Este xarope D é concentrado até 84 % de matéria seca por evacuação da umidade.
Leva-se este xarope concentrado a 70° C, depois se inicia com 0,05 % a seco decristais de maltitol moídos até 35 μιτι.
Resfria-se por aumento do vácuo em um intervalo de 28 a 11 kPa de maneira a re-gular a temperatura de 70° C a 50° C em 2 horas com reciclagem dos vapores úmidos.
É efetuada uma segunda cristalização por resfriamento, a fim de aumentar o rendi-mento de cristalização e de aumentar o tamanho dos cristais, transferindo a totalidade damassa cristalizada obtida na etapa anterior em um reator com envoltório duplo depois seresfriando de 50 até 45° C em 5 horas.
Obtêm-se então águas-mães que apresentam, para uma matéria seca de 72 %:
- 68 % na base seca de maltitol,
- 12 % na base seca de sorbitol,
- 17 % na base seca de DP > 3,
- 3 % de produto de craqueamento
A composição cristalina obtida contém em referência a si mesma 97,6 % na baseseca de maltitol, 0,2 % na base seca de sorbitol e 2,2 % na base seca de DP > 3.
As formas cristalinas são todas, em sua maioria, do tipo paralelepipédico retangulartais como ilustradas pelas figuras 2 a 5.
Exemplo 2
A cristalização do xarope D do exemplo 1 (84 % de matéria seca) é realizada emum cristalizador por evaporação resfriado por evaporação adiabática.
A umidade é ali condensada continuamente e reincorporada.
O tempo de permanência é de 5 horas, o que permite abaixar a temperatura do xa-rope D, inicialmente fixa a 70° C, tal como descrita no exemplo 1, a uma temperatura de 50°C.
A massa cozida (massecuite) é em seguida resfriada da temperatura de 50° C até43° C em 15 em um cristalizador contínuo.
Obtém-se então águas-mães que apresentam, para uma matéria seca de 72 %,uma composição de :
- 65 % na base seca de maltitol,
- 13 % na base seca de sorbitol,
- 18 % na base seca de DP > 3 hidrogenados,
- 4 % de produtos de craqueamento.
A composição cristalina obtida contém em referência a si mesma 98,1 % na baseseca de maltitol, 0,1 % na base seca de sorbitol e 2,3 % na base seca de DP > 3 hidrogenados.
Estas condições de cristalização permitem obter formas cristalinas que são todas,em sua maioria, do tipo paralelepipédico retangular tais como ilustradas pelas figuras 2 a 5.
Exemplo 3
A cristalização do xarope de maltitol D do exemplo 1 é efetuada por resfriamentoem duas etapas.
A primeira etapa é uma fase dita de evaporação. Trata-se de concentrar o xarope afim de obter uma solução que apresenta um grau de supersaturação compreendido entre1,05 e 1,07.
A quantidade de água a ser evaporada é determinada pelo cálculo partindo da con-centração inicial.
Quando a supersaturação desejada for conseguida, a semeadura é realizada pelaintrodução de uma quantidade de semente calibrada a 35 μιη.
O período de tempo que segue esta semeadura é composto de várias fases de res-friamento tais como detalhadas na tabela I a seguir.
Tabela I
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Obtêm-se então águas-mães que apresentampara uma matéria seca de 72 % :
- 67 % na base seca de maltitol
- 10 % na base seca de sorbitol,
- 21 % na base seca de DP > 3 hidrogenados,
- 2 % de produtos de craqueamento
As formas cristalinas obtidas são todas, em sua maioria, do tipo paralelepipédico re-tangular tais como ilustradas pelas figuras 6 a 9, isto é, que apresentam mais particularmen-te, a respeito das formas obtidas no esquema do exemplo 1 e ilustradas pelas figuras 2 a 5,truncaturas no nível de suas menores faces.
Sem ficar presa a uma teoria qualquer, a companhia Requerente atribui à condutada cinética de cristalização assim descrita neste exemplo o aparecimento das ditas truncatu-ras sobre as menores faces das formas paralelepipédicas retangulares de acordo com ainvenção assim observadas.
Exemplo 4
A tabela Il a seguir apresenta a caracterização por difração X de acordo com o testeA dos cristais de maltitol de acordo com a invenção e de pós de maltitol apresentando dife-rentes formas cristalinas (correspondentes aos cristais da figura 1).<table>table see original document page 16</column></row><table>

Claims (11)

1.. Cristais de maltitol CARACTERIZADOS pelo fato de que eles são de forma para-lelepipédica retangular e pelo fato de que a proporção das dimensões comprimento paralargura está compreendida entre 1,8 e 5,3, de preferência compreendida entre 2,3 e 3,7.
2. Cristais de maltitol de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOS pelofato de que as duas menores faces do paralelepípedo retangular são paralelogramas cujoslados são iguais.
3. Cristais de maltitol de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOS pelofato de que as duas menores faces do paralelepípedo retangular são paralelogramas cujoslados são iguais dois a dois.
4. Cristais de maltitol de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3,CARACTERIZADOS pelo fato de que as duas menores faces do paralelepípedo retangularsão paralelogramas dos quais pelo menos um ângulo apresenta uma truncatura.
5. Cristais de maltitol de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4,CARACTERIZADOS pelo fato de que a dimensão do comprimento do paralelepípedo retan-gular está compreendida entre 50 e 750 μηπ, de preferência compreendida entre 97 e 280μιτι.
6. Cristais de maltitol de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5,CARACTERIZADOS pelo fato de que o seu perfil de difração X, determinado de acordo comum teste A, apresenta para a linha a 26,51°, uma intensidade de 100 % e para a linha a-16,07°, uma intensidade igual a 0 %.
7. Composição cristalina de maltitol, CARACTERIZADA pelo fato de que a fraçãocristalina do maltitol é constituída de pelo menos 50 % em peso de cristais de forma parale-lepipédica retangular de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 6, de preferênciade 70 a 100 % em peso, mais preferencialmente ainda de 95 a 100 % em peso.
8. Processo de preparação de cristais de maltitol das reivindicações 1 a 6,CARACTERIZADO pelo fato de que se cristaliza em água um xarope de maltitol na presen-ça de impurezas constituídas de aldeídos e de compostos dicarbonilados condensados.
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de quea quantidade de impurezas é inferior a 5 %, de preferência em um intervalo de 1,5 a 4,5 % emais preferencialmente em um intervalo de 2,5 a 3,5 %.
10. Processo de acordo com as reivindicações 8 e 9, CARACTERIZADO pelo fatode que os aldeídos e os compostos dicarbonilados condensados são obtidos por um trata-mento térmico acima de 100° C de soluções glucídicas escolhidas no grupo constituído desacarose, frutose, açúcares invertidos e xaropes de glicose.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de quea) prepara-se um primeiro xarope de maltitol de uma matéria seca pelo menos iguala 60 % em peso e que apresenta um teor de maltitol pelo menos igual a 85 % em peso,b) introduz-se neste xarope de maltitol um açúcar escolhido no grupo constituídopela sacarose, pela frutose, pelos açúcares invertidos, pelos xaropes de glicose, sozinhosou em misturac) aquece-se este primeiro xarope de maltitol de maneira a gerar impurezas consti-tuídas de aldeídos e de compostos dicarbonilados condensados,d) prepara-se um segundo xarope de maltitol de uma matéria seca pelo menos i-gual a 65 % em peso e que apresenta um teor de maltitol pelo menos igual a 90 % em peso,e) incorpora-se este segundo xarope de maltitol ao primeiro xarope de maltitol demaneira a obter um xarope de maltitol de uma matéria seca pelo menos igual a 70 % empeso e que apresenta um teor de maltitol pelo menos igual a 80 % em peso,f) concentra-se o xarope de maltitol assim obtido a uma matéria seca pelo menosigual a 80 %,g) cristaliza-se por evaporação e/ou por resfriamento, o xarope de maltitol assimconcentrado,h) recuperam-se os cristais assim obtidos.
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