ES2133692T5 - Composicion de polioles, procedimiento de preparacion y sus aplicaciones. - Google Patents
Composicion de polioles, procedimiento de preparacion y sus aplicaciones.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UNA NUEVA COMPOSICION DE POLIOLES QUE PRESENTA UNA ESTABILIDAD TERMICA MUY GRANDE Y UNA ESTABILIDAD QUIMICA MUY GRANDE,CARACTERIZADA EN QUE PRESENTA UNA DENSIDAD OPTICA INFERIOR O IGUAL A 0''100 EN UNA PRUEBA S.LA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN A UN PROCESO DE PREPARACION DE TAL COMPOSICION,CONSISTIENDO ESTE PROCESO EN SOMETER UN JARABE DE POLIOLES A UNA ETAPA DE ESTABILIZACION TAL COMO UNA FERMENTACION, UNA OXIDACION O UNA CARAMELIZACION, Y A CONTINUACION A UNA ETAPA DE PURIFICACION.LA INVENCION SE REFIERE TAMBIEN A LA APLICACION DE ESTA COMPOSICION A LA FABRICACION DE PRODUCTOS QUE APLICAN ALCOLIS O QUE SON SOMETIDOS A UN TRATAMIENTO TERMICO A ALTA TEMPERATURA.
Description
Composición de polioles, procedimiento de
preparación y sus aplicaciones.
La presente invención se refiere a una nueva
composición de polioles que presenta una gran estabilidad térmica y
una gran estabilidad química en medio alcalino y una reactividad muy
débil.
Se refiere igualmente a un procedimiento de
preparación de esta nueva composición, así como a sus aplicaciones,
en particular su utilización para la preparación de dentífricos.
Se designa con el término polioles en la presente
invención, los productos obtenidos por hidrogenación catalítica de
azúcares reductores simples, pero también azúcares reductores más
complejos compuestos de los homólogos superiores de estos azúcares
simples, tales como los disacáridos, oligosacáridos y polisacáridos,
así como sus mezclas.
En general, los azúcares reductores simples que
se destinan a la hidrogenación catalítica para la obtención de
compuestos de polioles del tipo de los de la invención son glucosa,
xilosa, fructosa y manosa. Los polioles obtenidos son entonces el
sorbitol, xilitol y manitol.
Los disacáridos son frecuentemente maltosa,
isomaltulosa, maltulosa, isomaltosa y lactosa, que conducen, por
hidrogenación, al maltitol y al lactitol.
Los oligosacáridos y los polisacáridos, que son
productos con peso molecular más elevado, proceden ordinariamente de
una hidrólisis ácida y/o enzimática de almidones y/o de féculas, de
xilanos o de fructanos como la inulina, pero pueden ser también
obtenidos por recombinación ácida y/o enzimática de mono o de
disacáridos tales como los citados anteriormente.
Por composición de polioles se entiende en la
presente invención las mezclas de polioles que forman jarabes no
cristalizables a 20ºC y a una materia seca en 70% cuando se
conservan en un recipiente hermético al aire durante un mes de
almacenamiento. Algunos de estos jarabes pueden incluso formar
cristales orgánicos tales como azúcares en bruto, resistentes a la
cristalización.
Las industrias de confitería, farmacia, higiene
buco-dental e incluso industrias químicas utilizan
corrientemente composiciones de polioles en la fabricación, por
ejemplo, de bombones cocidos sin azúcar, jarabes antiácidos o
antitusígenos, pastas dentífricas, materiales esponjosos de
poliuretano.
Los jarabes de sorbitol obtenidos por
hidrogenación de glucosa o de hidrolizados de almidón de riqueza en
glucosa variable pero elevada, representan una clase muy importante
por su peso económico. Estos jarabes son utilizados, en primer
lugar, como productos de substitución de los azúcares. Su sabor
azucarado permite preparar numerosos productos poco calóricos y
poco o nada cariógenos tales como ciertos productos de confitería o
tal como ciertos jarabes farmacéuticos.
Los jarabes de sorbitol son utilizados en segundo
lugar en razón de su excelente poder humectante. Utilizaciones de
este tipo se han descrito ampliamente en la obra: "LE
SORBITOL", F. Baudart, Ed. DUNOD (1971), pág. 19 a 75. Este es el
caso de la fabricación de dentífricos, de cremas y de leches
cosméticas, de espumas de afeitar y también de productos
alimenticios tales como panes especiales y bollería, así como otros
productos tales como tabaco o papel. En estos ámbitos, se utiliza
preferentemente jarabes de sorbitol o más bien composiciones de
polioles no cristalizables o difícilmente cristalizables puesto que
es la propiedad de humectación, que es la única que se confiere en
estado de solutos, la que se persigue.
En tercer lugar, otras utilizaciones de los
jarabes de sorbitol aprovechan las características plastificantes
del mismo. Este es el caso en la industria de las colas, de los
plásticos biodegradables o también en la industria de los
chiclés.
chiclés.
En cuarto lugar, finalmente, los jarabes de
sorbitol son utilizados en algunos casos como intermediarios
químicos en la fabricación, por ejemplo, de ésteres de sorbitán o de
iniciadores para la fabricación de productos esponjosos de
poliuretano y de resinas alquídicas. En este caso, son las
propiedades químicas de los polioles las que se aprovechan.
Los jarabes de maltitol obtenidos por
hidrogenación catalítica de hidrolizados de almidón de riqueza
variable en maltosa, representan igualmente una clase importante
entre las composiciones de polioles. Son utilizados en la actualidad
esencialmente por su poder azucarante elevado para preparar, como
coadyuvante de los jarabes de sorbitol, productos alimenticios y
farmacéuticos no cariógenos. Se ha previsto utilizarlos igualmente
como intermediarios químicos para preparar tensioactivos y formar
parte de la composición de materiales esponjosos de poliuretano.
Los jarabes de xilitol, que representan una
tercera clase de las composiciones de polioles, son hasta la
actualidad productos en pleno desarrollo. Si bien son más costosos
que los jarabes de sorbitol o de maltitol, se prevé utilizarlos en
las mismas aplicaciones que se han citado anteriormente,
especialmente en razón de su poder azucarante muy elevado y de sus
excelentes propiedades humectantes.
La industria utiliza igualmente otras
composiciones de polioles. Jarabes de glucosa hidrogenados ricos en
oligosacáricos y en polisacáridos encuentran también aplicación en
el campo de la fundición, temple de metales o en el campo de los
detergentes. Dichas aplicaciones se describen en las Patentes FR 2
348 771 y EP 100 280.
Otros jarabes a base de oligosacáridos y de
polisacáridos hidrogenados obtenidos por recombinación ácida y/o
enzimática de glucosa o de maltosa en especial, empiezan a ser
utilizados en la industria. Se trata, por ejemplo, de polidextrosa
hidrogenada de la que se puede pensar que podría ser ventajosamente
utilizada en la industria alimenticia como agente de carga muy poco
calórico, particularmente en la fabricación de bebidas, productos
helados y de confitería. Ello se describe en particular en las
Patentes U.S.A 3 766 165 y U.S.A. 3 876 794.
Es conocido que las aplicaciones de las
composiciones de polioles son, no obstante limitadas a ciertos
sectores de la industria por el hecho de que dichas composiciones no
satisfacen plenamente las exigencias de estabilidad térmica y de
estabilidad en medio alcalino o de reactividad con respecto a
algunas substancias específicas (Dunod, pág. 28).
Se observa de este modo un fenómeno de amarilleo
a elevada temperatura de dichas composiciones cuando son utilizadas
en la fabricación de azúcares cocidos. Una coloración de este tipo
es frecuentemente incompatible con ciertas aromatizaciones de los
bombones.
En la fabricación de pastas dentífricas
alcalinas, pastas en las que se utilizan cristales de carbonato o de
fosfato sódico, se prefiere utilizar otros productos menos
económicos que las composiciones de polioles, tales como los
glicoles, propanodioles o glicerina. La razón de ello es que las
composiciones de polioles adoptan en estos productos una coloración
marrón después de un cierto tiempo.
En la fabricación de ciertos tabacos de calidad
se prefiere utilizar también glicerina por los sabores parásitos que
confieren las composiciones de polioles, si bien sus propiedades
humectantes se consideran más elevadas.
Por lo tanto, se llegan a descartar estas
composiciones de polioles en la fabricación de tensioactivos,
espumas de poliuretano, lejías, detergentes y jarabes farmacéuticos
antiácidos por el color amarillento e incluso marrón que confieren a
estos productos, si bien satisfacen las demás exigencias técnicas
relativas a estas aplicaciones (DUNOD, pág. 75).
Existe, por lo tanto, en la actualidad la
necesidad de disponer de composiciones de polioles térmicamente y
químicamente más estables que los disponibles en el mercado.
Por lo tanto, es un mérito de la sociedad
solicitante el haber descubierto que composiciones de polioles
constituidas por mezclas de polioles que forman jarabes
incristalizables presentan condiciones de estabilidad satisfactorias
cuando su densidad óptica, medida en una prueba S es inferior o
igual a 0,100.
La prueba S se basa en una medición
espectrofotométrica aplicada a los productos a comprobar.
Para realizar esta prueba S, se procede del modo
siguiente:
- se lleva, en caso necesario, por concentración
o por dilución acuosa el jarabe de poliol a comprobar a una materia
seca con el 40% de peso,
- se añade a 5 ml de esta solución 500 mg de
bicarbonato sódico de calidad extrapura, vendido, por ejemplo, con
el nombre RP NORMAPUR^{TM} para análisis por la sociedad PROLABO,
65 Bd Richard Lenoir, PARIS, FRANCIA, y 250 mg de una solución
acuosa con el 20% de amoníaco,
- se mezcla el conjunto y se calienta durante 2
horas en baño maría a 100ºC sin imponer agitación,
- se lleva la solución a 20ºC y se mide la
densidad óptica de la solución obtenida de esta manera con una
longitud de onda de 420 nm gracias a un espectrofotómetro tal como
el comercializado por PERKIN-ELMER con la marca
Lambda 5 UV/VIS Spectrophotometer. Gracias a este aparato, a título
de ejemplo, se obtienen densidades ópticas de 0,040, 0,080 y 0,120
substituyendo los 5 ml de solución de polioles al 40% de materia
seca por 5 ml de una solución que contiene respectivamente 40, 80 y
120 partes por millón de D^{+} glucosa anhidra RP NORMAPUR^{TM}
para análisis (sociedad PROLABO), disuelto en agua destilada.
La composición de los polioles es tanto más
estable cuanto que el valor medido en la prueba S es bajo.
Tal como ha comprobado la solicitante, es
necesario observar que, de manera sorprendente e inesperada, no
parece haber correspondencia por una parte entre la riqueza de las
composiciones de polioles y un poliol en particular o incluso su
contenido de azúcares reductores residuales o libres (medido según
el método usual cupro-tartro-sódico
de Bertrand o el método que acude al ácido dinitrosalicílico) y por
otra parte, el resultado obtenido en la prueba S.
Dicho de otro modo, no parece existir una
relación directa entre la estabilidad térmica y química de una
composición de polioles y su contenido de azúcares reductores
residuales.
Esto podría explicarse por el hecho de que por el
test S se obtiene una medida global y que la coloración obtenida en
esta prueba depende probablemente simultáneamente del pH final del
jarabe, de la cantidad de minerales presentes en el seno del jarabe,
de la naturaleza de estos minerales, de la cantidad de funciones
reductoras no reducidas por hidrogenación, así como la naturaleza de
las moléculas que llevan estas funciones no reducidas:
monosacáridos, disacáridos, óligo o polisacáridos.
De este modo, por ejemplo, se observa en la
prueba S que de manera sorprendente trazas de óligo sacáridos y de
polisacáridos no reducidos generan, para igualdad de los demás
factores, coloraciones más intensas que los monosacáridos y los
disacáridos no reducidos con igual concentración de funciones
reductoras.
Por esta razón, 180 partes por millón (ppm) de
dextrosa son menos propensas a coloración en medio básico que 342
ppm de maltosa expresando el mismo poder reductor, que por sí mismas
se colorean menos que concentraciones superiores de oligosacáridos o
de polisacáridos que expresan el mismo poder reductor.
Una comprobación de este tipo lleva a pensar que
sería necesario y suficiente, con la finalidad de obtener
composiciones de polioles de acuerdo con la invención, sobre todo
cuando contienen muchos oligosacáridos y polisacáridos reducidos,
continuar más tiempo que de costumbre la hidrogenación catalítica,
de manera que se obtienen contenidos de azúcares reductores
residuales o libres en el límite de la detección analítica.
La hidrogenación catalítica de la glucosa o de
los jarabes de glucosa, igual que la de fructosa o de xilosa, tal
como es practicada corrientemente, se describe, por ejemplo, en la
obra ``CHEMICAL CONVERSION OF STARCH BASED GLUCOSE SYRUPS, capítulo
9, páginas 278-281, de "Starch Conversion
Technology", 1985, vol 14 por A.P.G. KIEBOOM y H. VAN
BEKKUM.
La solicitante ha observado no obstante, que por
una parte no era necesario prolongar de manera poco razonable la
hidrogenación catalítica con la finalidad de obtener la composición
según la invención y que, por otra parte, para una prolongación de
la hidrogenación de este tipo no se podía conseguir la mencionada
composición.
Se observa, en efecto, que los di-, óligo- y
polisacáridos son más difíciles de hidrogenar totalmente que los
monosacáridos.
A base de numerosos trabajos, la solicitante ha
descubierto que era conveniente, con la finalidad de obtener
composiciones según la invención, añadir como mínimo una etapa
suplementaria llamada de "estabilización" a los procedimientos
clásicos de hidrogenación catalítica. Esta etapa de estabilización
puede consistir, por ejemplo, y sin que ello sea limitativo, en una
etapa de fermentación, oxidación, o caramelización.
La etapa de estabilización permite obtener una
composición de polioles que presenta una densidad óptica inferior o
igual a 0,100 en la prueba S. Esta etapa debe estar situada después
de la etapa de hidrogenación y preferentemente antes de la última
etapa de purificación de la composición de polioles.
La invención se refiere, por lo tanto, en primer
lugar a la utilización para la preparación de dentífricos de una
composición de polioles constituida por mezclas de polioles que
forman jarabes incristalizables y caracterizada por presentar una
densidad óptica inferior o igual a 0,100 en la prueba S.
Preferentemente, la composición de polioles utilizada según la
invención, que presenta una densidad óptica inferior o igual a 0,100
en la prueba S, comprende, con respecto a su contenido de polioles
en estado seco, un contenido de 0,01 a 95% de monosacáridos
hidrogenados y/o disacáridos hidrogenados, estando constituido el
complemento a 100% por óligo y polisacáridos hidrogenados,
expresándose estos contenidos con respecto a la materia seca de los
polioles presentes.
Los monosacáridos hidrogenados pueden ser
escogidos ventajosamente dentro del grupo que comprende el sorbitol,
iditol, manitol, xilitol, arabitol y eritritol, y más
preferentemente entre sorbitol, manitol y xilitol.
Los disacáridos hidrogenados pueden ser escogidos
ventajosamente entre el grupo que comprende el maltitol, maltulosa
hidrogenada, isomaltulosa hidrogenada o isomalt (mezcla de
glucopiranosido-1,6-manitol y de
glucopiranosido-1,6-sorbitol), el
isomaltitol, lactitol, inulobiosa hidrogenada, y más preferentemente
entre maltitol, lactitol y la isomaltulosa hidrogenada.
Los oligosacáridos y polisacáridos hidrogenados
pueden quedar constituidos por el maltotriitol, maltotetraitol, y
otros óligo y polisacáridos hidrogenados obtenidos por hidrólisis de
almidón seguido de hidrogenación. Dichos oligosacáridos y
polisacáridos hidrogenados pueden, no obstante, quedar constituidos
igualmente por el celobiitol, el celotriitol, xilobiitol,
xilotriitol y otros óligo y polisacáridos hidrogenados obtenidos por
hidrólisis, generalmente ácida, de celulosa, de xilanos, de
fructanos, tal como por ejemplo la unilina, de dextrinas, de
poliglucosas como la polidextrosa, seguida de una hidrogenación.
Dichos óligo y polisacáridos hidrogenados pueden también proceder de
una recombinación ácida o enzimática de mono o de disacáridos,
eventualmente reducidos, tales como los citados anteriormente, solos
o en presencia de otros óligo y polisacáridos eventualmente
reducidos, seguido de hidrogenación. Los oligosacáridos y
polisacáridos hidrogenados que se prefiere que se encuentren
presentes en el seno de la composición son los óligo y polisacáridos
procedentes de hidrolizados hidrogenados de almidones, de destrinas
y las poliglucosas hidrogenadas, eventualmente hidrolizadas
previamente.
El contenido en mono y en disacáridos de la
composición de polioles según la invención está comprendido más
preferentemente entre 0,1 y 90%, más preferentemente todavía entre
0,5 y 86% y todavía de modo más preferentemente entre 50 y 86% de
los polioles, expresándose dichos contenidos con respecto a la
materia seca de los polioles presentes en la composición;
representando el contenido en óligo y en polisacáridos hidrogenados
el complemento a 100% de dicha materia seca. Es de este modo que se
puede obtener, ventajosamente para ciertas aplicaciones, una
composición menos sujeta a cristalización de uno u otro de estos
mono o disacáridos hidrogenados.
De manera más conveniente a las utilizaciones en
las que son más fuertes las limitaciones de sabor, de estabilidad
térmica o estabilidad química, la composición de polioles
constituida por mezclas de polioles que forman jarabes
incristalizables utilizada según la invención presenta
preferentemente una densidad óptica inferior o igual a 0,075, más
preferentemente inferior o igual a 0,060, y todavía mejor, inferior
o igual a 0,040 en la prueba S. Se puede observar aquí que estos
valores de densidad óptica que caracterizan la composición de
polioles de acuerdo con la invención, son muy netamente inferiores a
los valores que se han encontrado para las composiciones de
polioles descritas o comercializadas en la actualidad. En efecto,
para estos últimos productos, la densidad óptica en la misma prueba
S, es siempre muy superior a 0,100 y en general comprendida entre
0,500 y 0,850.
La composición de polioles constituida por
mezclas de polioles que forman jarabes incristalizables utilizada de
acuerdo con la invención, según que sea más o menos rica en mono y
en disacáridos, presenta un contenido de azúcares totales después de
hidrólisis total según el método de Bertrand, comprendido entre 3,5
y 98%, preferentemente comprendido entre 6 y 92% y más
preferentemente todavía comprendido entre 8 y 90%, estando expresado
este contenido con respecto a la materia seca de la composición.
La composición de polioles constituida por
mezclas de polioles que forman jarabes incristalizables utilizada de
acuerdo con la invención se puede presentar en forma de jarabe o en
forma de polvo, según el destino posterior que se reserve para la
misma. Puede igualmente, teniendo en cuenta su gran estabilidad y su
elevada compatibilidad a la mayor parte de ingredientes o aditivos
utilizados en la industria, ser mezclada a los productos más
diversos. En particular, se puede mezclar sin inconveniente alguno a
la composición de la invención glicoles tales como etilén glicol,
propilén glicol, dipropilén glicol, dietilén glicol y polietilén
glicoles, glicerina o propanodioles para ajustar las propiedades
funcionales de la composición o para presentar la forma de un jarabe
con contenido muy elevado de materia seca, es decir, hasta 96% de
materia seca.
La invención se refiere en segundo lugar a un
procedimiento de preparación de una composición estable de polioles.
Este procedimiento se caracteriza por el hecho de someter a un
jarabe de polioles obtenidos por hidrogenación catalítica de
azúcares reductores simples o complejos, a la sucesión de etapas
siguientes:
- una etapa de estabilización, tal como
fermentación, oxidación o caramelización, que está destinada a
llevar la densidad óptica del jarabe hidrogenado a un valor inferior
o igual a 0,100, preferentemente inferior o igual a 0,075 y más
preferentemente todavía inferior o igual a 0,60 en la prueba S.
- una etapa de purificación del jarabe
hidrogenado "estabilizado" que se ha obtenido de este modo.
Es evidente que el procedimiento según la
invención puede comprender otras etapas clásicas y conocidas de los
técnicos en la materia tal como, en particular, etapas de
purificación sobre tierras, carbón activado y/o resinas,
concentración y secado eventual.
La etapa de estabilización se pone en práctica
preferentemente en un jarabe hidrogenado desmineralizado con la
finalidad de suprimir cualesquiera trazas de níquel soluble o de
otros catalizadores de hidrogenación.
Es preferible someter al proceso según la
invención un jarabe de polioles obtenido por hidrogenación
catalítica de azúcares reductores simples o complejos hasta la
obtención de un porcentaje de azúcares reductores residuales
inferior a 0,50% medido según el método de Bertrand. Este porcentaje
es preferentemente inferior a 0,25% y de modo todavía más preferente
inferior a 0,20%,
Es preferible igualmente utilizar un jarabe de
polioles desmineralizado, especialmente en el caso en el que la
etapa de estabilización consiste en un tratamiento de fermentación o
de oxidación enzimática.
Es por esta razón que se prefiere utilizar como
producto destinado a la etapa de estabilización, sin que ello sea
imperativo, un jarabe de polioles que presenta una densidad óptica
preferentemente inferior o igual a 0,200, más preferentemente
inferior o igual a 0,170 y más preferentemente todavía inferior o
igual a 0,150 en la prueba S.
Según una primera posibilidad, la etapa de
estabilización consiste en una etapa de oxidación enzimática por
empleo de una glucosa oxidasa. Preferentemente, esta oxidación
enzimática se efectúa en presencia de catalasa.
La glucosa oxidasa cataliza la reacción
siguiente:
Glucosa +
O_{2} + H_{2}O \hskip1cm \longrightarrow \hskip1cm ácido \ glucónico
+
H_{2}O_{2}
La catalasa transforma el agua oxigenada
producida de este modo según la reacción:
H_{2}O_{2}
\hskip1cm \longrightarrow \hskip1cm H_{2}O + 1/2
O_{2}
Una composición enzimática de este tipo es la que
se conoce comercialmente de la sociedad NOVO de DINAMARCA con la
denominación SP 358.
Esta oxidación enzimática debe desarrollarse en
un medio con aireación y el pH del medio se mantiene a un valor
comprendido entre 3,5 y 8,0, preferentemente entre 4,0 y 7,0 y de
modo todavía más preferente, entre 5,0 y 6,0.
La concentración del jarabe hidrogenado,
preferentemente desmineralizado, no es crítica y puede variar de 5 a
75%. No obstante, las concentraciones elevadas pueden imponer el
trabajar regulando el pH con ayuda de una base o efectuando la
oxidación en presencia de una sal tampón tal como carbonato cálcico.
La estabilización del pH a un valor comprendido entre 5,0 y 6,0 es
preferible.
Por razones económicas, se prefiere, no obstante,
efectuar la oxidación en soluciones acuosas que contienen
aproximadamente de 30 a 50% de materias secas. La temperatura se
puede ajustar en una gama amplia variando de 15 a 70ºC pero por
razones de comodidad se prefiere trabajar hacia 30 - 40ºC, siendo
éstas las temperaturas en las que la enzima se muestra más
activa.
Un aparato que permite cómodamente efectuar esta
oxidación consiste en un fermentador aeróbico, si bien no es
necesario en modo alguno que esta etapa se desarrolle en condiciones
estériles, ni incluso de rigurosa asepsia. La cantidad de enzimas
utilizadas es tal que la acción se desarrolla en un período
comprendido entre 0,5 y 24 horas.
Esta etapa de oxidación enzimática, en presencia
o no de catalasa, debe ser seguida de una etapa de desmineralización
sobre cambiador de aniones en forma de hidróxilo OH-, de modo que se
eliminan los ácidos formados por acción de la enzima.
Es preferible utilizar como cambiador de aniones
una resina aniónica fuerte que permite fijar eficazmente
simultáneamente los ácidos débiles que son el ácido glucónico u
otros ácidos de oxidación de la glucosa que han podido aparecer y
los ácidos presentes en algunos casos de forma inherente en el
producto hidrogenado, tales como ácido cítrico en el caso de la
polidextrosa hidrogenada.
Las resinas preferentes son las que tienen grupos
funcionales del tipo amina cuaternaria, y preferentemente, grupos
trimetilamina cuaternaria tales como la resina AMBERLITE IRA 900
comercializada por ROHM y HAAS.
Estas resinas son utilizadas en su forma de
hidróxilo o base fuerte OH-.
Para aumentar su rendimiento de regeneración con
los álcalis, se puede preferir acoplarlas con una resina aniónica
débil, esencialmente portadora de agrupamientos de aminas terciarias
tales como AMBERLITE IRA 93 de la misma sociedad.
De acuerdo con una segunda posibilidad, la etapa
de estabilización consiste en una etapa de oxidación química.
Preferentemente, esta oxidación química se realiza en presencia de
azul de metileno, hidroquinona o resorcina, de manera que se
catalizan las reacciones y se aumentan los rendimientos de la
oxidación. Se puede proceder, de manera conocida para los jarabes de
azúcares reductores, por ejemplo, según el procedimiento SPENGLER -
PFANNENSTIEL descrito en la memoria de DUBOURG y NAFFA (Bull. Soc.
Chim. Fr. (1959) 1353 - 1362). Después de la oxidación, se debe
purificar el jarabe según las mismas técnicas citadas anteriormente
para la oxidación enzimática. Según una tercera posibilidad, la
etapa de estabilización es una etapa de fermentación. Se utiliza
entonces la facultad de ciertos microorganismos, por ejemplo,
ciertas ligaduras de metabolizar los azúcares simples y no los
polioles y transformarlos, por ejemplo, en etanol y en gas carbono.
Es conveniente para ello añadir al jarabe una fuente nitrogenada tal
como, por ejemplo, extractos de levadura. Es evidente que las
condiciones de fermentación deben ser ajustadas en función del tipo
de microorganismo escogido.
No obstante, se prefiere conservar
microorganismos simultáneamente osmófilos y termófilos, de manera
que se pueda, por razones de coste, trabajar con elevado contenido
de materia seca y con una temperatura elevada.
Es preferible igualmente escoger, para facilitar
la purificación posterior, microorganismos no productores de
metabolitos secundarios. En este caso, se producen solamente gas
carbónico o ácidos orgánicos.
Después de la fermentación es conveniente
eliminar la biomasa producida, por ejemplo, por decantación,
centrifugación o filtrado, antes de purificar adicionalmente el
jarabe de polioles. El calentamiento a unos 80ºC permite eliminar el
etanol eventualmente producido mientras que un tratamiento sobre
resinas cambiadoras de aniones se muestra útil para eliminar ácidos
susceptibles de formarse durante la fermentación.
Según un cuarto y último método, la etapa de
estabilización consiste en una etapa de degradación alcalina o etapa
de caramelización.
Es preferible trabajar a un pH alcalino
comprendido entre 8 y 12, preferentemente en caliente, de manera que
se acortan los tiempos de reacción. Los productos de caramelización,
constituidos esencialmente por ácidos pueden ser eliminados por
pasos sobre resinas.
El procedimiento según la invención permite
obtener composiciones de polioles con una estabilidad técnica y
química no igualada hasta la actualidad y todo ello a un coste
aceptable.
Se debe comprender que en todos los casos las
propiedades organolépticas y la coloración residual de los productos
obtenidos pueden ser todavía mejorados por tratamientos
complementarios con ayuda, por ejemplo, de negro animal o
vegetal.
Una de las ventajas principales de la presente
invención es las de facilitar una composición de polioles muy
estable y que no genera sabores o coloraciones poco deseables en las
condiciones de aplicación muy diversas. La invención se refiere, por
lo tanto, en tercer lugar a la utilización de la mencionada
composición de polioles. Esta composición puede ser utilizada como
agente edulcorante, agente de textura, agente formador de complejo,
agente humectante o agente plastificante, en un gran número de
productos. De modo ventajoso, teniendo en cuenta su total
compatibilidad con un gran número de ingredientes y aditivos
utilizados habitualmente en la industria, puede ser asociada o
mezclada con conservantes, emulsificantes, aromas, azúcares,
edulcorantes intensos, bases, principios activos farmacéuticos o
veterinarios, materias grasas, agentes de carga minerales u
orgánicos tales como las polidextrosas, fibras, los
fructooligosacáridos, gomas, agentes gelificantes orgánicos o
minerales tales como proteínas, pectinas, celulosas modificadas,
extractos de algas y de granos, polisacáridos bacterianos y
sílices.
La composiciones de polioles según la invención
puede ser conveniente para la preparación de productos destinados a
ser ingeridos por el hombre o por los animales pero también para
entrar en la formulación de productos capilares o de aplicación
dérmica. Igualmente, puede ser utilizada en la industria de los
detergentes, del tabaco o de plásticos. Estos productos, en los
cuales es utilizable la composición de polioles, pueden presentar
una textura líquida o viscosa. Es el caso, por ejemplo de las
bebidas, jarabes, emulsiones, suspensiones, elixires, enjuagues,
ampollas bebibles y líquidos para la vajilla. Igualmente pueden
presentar una textura pastosa, tal como los productos antiácidos o
los productos de confitería no cristalizados o semicristalizados
tales como bombones, escarchados, gomas, pastas de mascar,
caramelos, chiclés, revestimientos y barras de cereales. Igualmente
pueden presentar una estructura gelificada, tal como es el caso en
los geles alimenticios tales como flanes, confituras, escarchados,
postres lácteos, geles farmacéuticos y veterinarios o dentífricos.
Finalmente, pueden tener una textura sólida como los productos de
pastelería, galletas, panificación, comprimidos, dulces caseros,
materiales en polvo atomizados o extrusionados edulcorantes o
aromas, liofilizados farmacéuticos o veterinarios, tabacos y polvos
de lavar ropa o vajilla.
La composición según la invención es
particularmente recomendable para preparar cualquier tipo de
productos fabricados en presencia de álcalis, tales como las espumas
de poliuretano o que contengan agentes alcalinos tales como
antiácidos, detergentes, espumas de afeitado, cremas depilatorias y
dentífricos a base de, por ejemplo, carbonato o fosfato sódico. Es
especialmente recomendable para preparar productos tratados u
obtenidos a temperatura muy elevada. Este es el caso, por ejemplo,
de los azúcares cocidos.
Otra ventaja de la composición de polioles según
la presente invención es la de ser especialmente estable con
respecto a enzimas de microorganismos o con respecto a aromas.
Los ejemplos siguientes, que tienen título no
limitativo, ilustrarán mejor la presente invención.
Se prepara una composición de polioles de acuerdo
con la invención a partir de un jarabe de sorbitol comercializado
por la solicitante con la marca NEOSORB®70/70. Este jarabe presenta
una densidad óptica en la prueba S próxima a 0,600.
Por dilución se lleva ese jarabe a un contenido
de materia seca de 40%. La solución obtenida es sometida a la acción
de la glucosa oxidasa a razón de 70 unidades GOX de glucosa oxidasa
SP 358 por kilo de substrato seco. Esta reacción se desarrolla en
una cubeta con aireación a razón de 1,5 volúmenes de aire por
volumen de solución y por minuto, a un pH regulado a 5,0 por adición
progresiva de sosa.
La reacción tiene lugar a 35ºC durante 16 horas,
después de lo cual la solución es tratada sobre una batería de
resinas cambiadoras de iones que presentan en serie una resina
catiónica fuerte IR 200 C y después una resina aniónica fuerte IRA
900.
En estas condiciones, se obtiene una composición
de polioles que presenta una densidad óptica netamente reducida,
próxima a 0,070.
Se preparan dentífricos según la formulación
siguiente:
| - bicarbonato sódico | 30,0% |
| - composición de polioles (con 70% materia seca) | 36,0% |
| - sílice abrasivo | 8,0% |
| - sílice espesante | 5,0% |
| - carboximetil celulosa | 0,7% |
| - lauril sulfato sódico | 1,7% |
| - metil parabén | 0,1% |
| - óxido de titanio | 0,7% |
| - agua | 17,8% |
Un primer dentífrico es fabricado utilizando,
como composición de polioles, jarabe de sorbitol NEOSORB®70/70
citado en el ejemplo 1 (dentífrico testigo).
Un segundo dentífrico es preparado utilizando la
composición de polioles según la invención descrita en el ejemplo
1.
Se disponen los dentífricos embalados en tubos de
tipo POLYFOIL® durante 10 días a 45ºC, lo que corresponde a una
duración de mantenimiento a 20ºC de 15 meses aproximadamente.
Se comprueba al final de este período que el
dentífrico testigo, inicialmente de color blanco, presenta color
marrón claro.
Por el contrario, el dentífrico preparado a
partir de la composición de polioles según la invención presenta un
aspecto invariable con respecto al estado inicial. Esto constituye
una ventaja técnica y comercial decisiva para los usuarios.
Se procede a una prueba de comparación de
estabilidad térmica de un jarabe de sorbitol de tipo anteriormente
conocido comercializado por la solicitante con la marca
NEOSORB®70/70 y de la composición de polioles según la invención
obtenida según el método descrito en el ejemplo 1.
Para ello, se somete a estos dos jarabes con un
contenido de materia seca próximo al 70%, a acción en autoclave a
117ºC durante 20 minutos.
Se procede, después de que los jarabes han vuelto
a temperatura ambiente, a una degustación ciega por un panel
compuesto por 15 personas.
Se demuestra de forma muy clara que la
composición de polioles según la invención es la preferida por su
sabor muy neutro, menos metálico y casi desprovisto de nota de
caramelo. Esta característica hace la composición de polioles según
la invención especialmente interesante para múltiples
aplicaciones.
Además, se ha comprobado una interferencia mucho
menor con ciertas substancias y en particular con ciertos aromas y
edulcorantes intensos.
Por este hecho, es más fácil que por utilización
de jarabes de tipo anteriormente conocido, ajustar la calidad
organoléptica de productos alimenticios, dentífricos, tabacos u
otros.
La reactividad con respecto a aromas de menta
"spearmint" y "peppermint" de un jarabe de sorbitol según
la técnica anterior (NEOSORB®70/70 descrito en el ejemplo 1) es
comparada a la reactividad con respecto a iguales aromas de una
composición de sorbitol según la invención obtenida tal como se
describe en el Ejemplo 1.
Con esta finalidad, 40 partes de jarabe de
sorbitol (conocido anteriormente a la invención) se mezclan con 28
partes de agua y 0,8 partes de aroma de menta. Las mezclas son
almacenadas en recipientes herméticos durante 7 días a 20ºC, 40ºC y
60ºC.
Se muestra, después de este período, según los
resultados obtenidos por un panel de 15 personas, que:
- respecto al jarabe de sorbitol de técnica
anteriormente conocida, las muestras mantenidas a 20ºC con los
aromas de menta "spearmint" o "peppermint" tienen un sabor
mentolado bien definido, pero tienen asimismo un retrogusto
desagradable, las muestras mantenidas a 40ºC tienen una
aromatización mentolada degradada y las muestras mantenidas a 60ºC
no tienen sabor mentolado sino un sabor completamente
modificado,
- en lo que respecta a la composición de poliol
según la invención, no se ha observado ningún cambio de sabor a 20ºC
y 40ºC y solamente una ligera modificación se percibe a 60ºC.
Por análisis de los aromas de cromatografía, se
observa que después de almacenamiento en las condiciones
anteriormente indicadas, las mezclas con el jarabe de sorbitol según
la técnica anterior contienen nuevos componentes volátiles en
comparación con los aromas utilizados o en comparación con las
mezclas que contienen la composición de sorbitol de acuerdo con la
invención.
Como conclusión, la composición de sorbitol según
la invención tiene una reactividad muy reducida a los aromas de
menta y es por este hecho más interesante para la industria.
Claims (5)
1. Utilización para la preparación de dentífricos
de un compuesto de polioles constituido por mezclas de polioles que
forman jarabes incristalizables a 20ºC y materia seca al 70% cuando
son conservados en un recipiente hermético al aire durante un mes de
almacenamiento, presentando un contenido de azúcares total después
de hidrólisis total según el método de Bertrand comprendido entre
3,5 y 98%, y presentando una densidad óptica inferior o igual a
0,100 en una prueba S que consiste en:
- -
- llevar el jarabe de poliol a comprobar a un contenido de materia seca de 40% en peso;
- -
- añadir a 5 ml de esta solución 500 mg de bicarbonato sódico de calidad ultrapura y 250 mg de una solución acuosa con 20% de amoníaco,
- -
- mezclar el conjunto y calentarlo durante 2 horas en baño maría a 100ºC sin agitación,
- -
- llevar la solución a 20ºC y medir la densidad óptica de la solución obtenida de este modo con una longitud de onda de 420 nm mediante un espectrómetro.
2. Utilización, según la reivindicación 1,
caracterizada porque la composición de polioles presenta una
densidad óptica inferior o igual a 0,075, preferentemente inferior a
0,060, y más preferentemente todavía inferior a 0,040 en la prueba
S.
3. Utilización, según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, caracterizada porque la composición de
polioles presenta un contenido de azúcares totales después de
hidrólisis total según el método de Bertrand comprendida entre 6 y
92% preferentemente entre 8 y 90%.
4. Utilización, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la composición
de los polioles comprende de 0,01 a 95% de mono- y/o disacáridos
hidrogenados, estando constituido el complemento a 100% por óligo y
polisacáridos hidrogenados.
5. Utilización, según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en la
composición de polioles
- -
- los monosacáridos hidrogenados se escogen en el grupo que comprende sorbitol, iditol, manitol, xilitol, arabitol y eritritol, y preferentemente entre sorbitol, manitol y xilitol.
- -
- y los disacáridos hidrogenados se escogen en el grupo que comprende maltitol, maltulosa hidrogenada, isomaltulosa hidrogenada o isomalt, isomaltitol, lactitol, inulobiosa hidrogenada y preferentemente entre maltitol, lactitol o isomaltulosa hidrogenada.
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