ES2213223T3 - Uso de polifosfatos sodicos acidos para inhibir germinacion de moho y levaduras. - Google Patents

Uso de polifosfatos sodicos acidos para inhibir germinacion de moho y levaduras.

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Abstract

LA PRESENTE INVENCION TRATA DEL EMPLEO DE POLIFOSFATOS DE SODIO ACIDOS PARA INHIBIR LA GERMINACION DE MOHOS Y ACOMICETOS, A CUYO EFECTO SEGUN LA INVENCION EL POLIFOSFATO POSEE UN CONTENIDO DE P 2 O 5 DE UN 70 A UN 77 % EN PESO, UN CONTE NIDO DE NA 2 O DE UN 20 A UN 27 % EN PESO, UN CONTENIDO DE AGUA DE UN 2 A UN 3 % EN PESO Y UN GRADO DE CONDENSACION LINEAL MEDIO DE 8 A 20.

Description

Uso de polifosfatos sódicos ácidos para inhibir la germinación de moho y levaduras.
El presente invento se refiere al uso de polifosfatos sódicos ácidos para inhibir la germinación de moho y levaduras, teniendo los polifosfatos un contenido de P_{2}O_{5} de 70 a 77% en peso y un contenido de Na_{2}O de 20 a 27% en peso.
Se sabe que diversos fosfatos condensados tales como el polifosfato sódico vítreo, que se denominó antes como hexametafosfato sódico, tripolifosfato sódico, tetrapolifosfato sódico y metafosfato sódico, in vitro ejercen un efecto inhibidor contra diversas especies de bacterias. Este efecto es más pronunciado en las bacterias grampositivas que en las gramnegativas, ya que éstas pueden degradar mejor los polifosfatos vía la fosforasa. Hasta ahora, no se ha aclarado unívocamente el mecanismo de acción, pero se supone que los polifosfatos perturban diversos procesos enzimáticos formando complejos con iones metálicos tales como el calcio y el magnesio y dañan las paredes celulares (compárese con Phosphates in Food Processing, Chapter 15 en T.E. Furia, Handbook of Food Additives, 2^{a} edic., CRC Press, Clevelend EE.UU. 1972, Pags. 621-631 y 738-742.
Estos fosfatos autorizados en la industria alimentaria son fosfatos "neutrales" que en una solución acuosa tienen un pH entre 6 y 8, contenidos de P_{2}O_{5} inferiores a un 70% y contenidos de N_{2}O de más de un 30%. Mientras que estos fosfatos a una temperatura normal son muy estables en una solución neutral hasta ligeramente alcalina, a temperaturas más altas y en solución ácida son hidrolizados a ortofosfatos.
E. J. Griffith describió en 1956 nuevos fosfatos sódicos ácidos que se produjeron por la fusión de dihidrógenofosfatos de monosodio con ácido fosfórico (compárese con US-P 2,774,672 y JACS 78, 1956, 3867-3870). Adicionando ácido fosfórico, en los productos finales vítreos o cristalinos se obtienen contenidos de P_{2}O_{5} de más de un 70%. Los correspondientes productos son difíciles de disolver en agua, muy ácidos y relativamente estables en una solución acuosa. Por lo visto, los polifosfatos ácidos, juntamente con los correspondientes carbonatos, se usan como levadura química.
De la DE 43 05 105 - C1 se sabe además que tales fosfatos ácidos pueden usarse también para el tratamiento bacteriostático de carne y aves.
De DE 41 28 124 - C2 se sabe que tales fosfatos con un contenido de P_{2}O_{5} de un 73 - 77% en peso pueden adicionarse al fabricar quesos y evitan una mala fermentación formando bacterias anaerobias, sin obstaculizar la maduración del queso.
Se sabe además que el ortofosfato sódico, los tripolifosfatos sódicos, pero también los ultrametafosfatos sódicos en la leche fermentada (yogurt) ejercen un efecto estabilizante sobre los cultivos de Lactobacillus bulgaricus o Streptococcus thermophilus usados y que fomentan el crecimiento de las bacterias (compárese con CA 92(23: 196522p)).
Hasta ahora no se ha observado ningún efecto sobre el moho ni los sacaromicetos.
En el artículo de Lebronet al "Inhibition of mould growth and mycotoxin production in high moisture corn treated with phosphates" en el Journal of Food Protection, tomo 52, Nº 5, páginas 329-336, 1989 se describen también polifosfatos sódicos ácidos para inhibir la germinación de moho en granos de trigo en una concentración de 1% en peso. El uso de tales fosfatos permite mejorar el almacenamiento de granos de trigo húmedo que, frecuentemente, están afectados por moho. La inhibición del crecimiento del moho resulta con concentraciones de más de 1% en peso del fosfato adicionado. Los polifosfatos ácidos aquí usados no son idénticos a los del invento. La diferencia entre estos dos usos se halla, además, en la concentración, es decir, con el agente del invento, el efecto inhibidor de la germinación se inicia con una concentración mucho más baja.
En la FR-A 1 568 003 (Stauffer Chemical Company) se da a conocer un procedimiento que se caracteriza por el hecho de que una colonia del hongo respectivo apresa una cantidad suficiente de un polifosfato de la fórmula general
1
en el que X significa hidrógeno o un metal alcalino, Y un metal alcalino y Z el símbolo para una longitud media de la cadena de un mínimo de 2 y un máximo de 9. Los productos aquí descritos no corresponden a las combinaciones del invento en el que el contenido de P_{2}O_{5} es del 70 al 77 por ciento.
Fue una sorpresa encontrar ahora que los polifosfatos sódicos ácidos con contenidos de P_{2}O_{5} del 70 al 77% en peso, contenidos de Na_{2}O del 20 al 27% en peso y contenidos de H_{2}O del 2 al 3% en peso son efectivos también contra moho y levadura y puede usarse como agente contra la afección por hongos de los alimentos y útiles elaboradores de alimentos.
Hasta ahora se desconoce la causa del por qué estos polifosfatos ácidos que, igual que otros fosfatos, poseen un efecto fomentador del crecimiento, p.ej., de las bacterias del ácido láctico y sólo en las bacterias de Listeria, Salmonella y Chlostridia tienen un efecto inhibidor, poseen también un efecto inhibidor pronunciado contra el moho y la levadura.
Los agentes según el invento se aplican como polvo seco o, preferentemente, como suspensiones acuosas con concentraciones de hasta un 25% en peso, especialmente, de un 1,0 al 5% de fosfato.
Los agentes tienen que estar contenidos en los alimentos a conservar en una cantidad de un 0,1 al 1,0% en peso.
De conformidad con el invento se pueden conservar pickles de frutas y verduras, cerveza, productos lácteos tales como, p.ej., postres de pudding, productos de mousse, productos que contienen yogur y bebidas sobre la base de suero de leche, los cuales contienen una cierta cuota de líquido en los que se disuelven lentamente los fosfatos ácidos difíciles de disolver, convirtiéndose así en fosfatos de baja polimerización que son corrientes en los alimentos (ortofosfato, pirofosfato, metafosfato.
Pero también es posible mezclar el agente como polvo seco con productos tales como cereales, harina, pastas, etc., para conseguir una conservación al almacenarlos y elaborarlos. Como lo han demostrado los ensayos, de este modo se puede reducir significativamente las afecciones por moho y levadura.
También es posible usar el agente de acuerdo con el invento como líquidos de limpieza o de enjuague para cañerías y depósitos en los que se elaboran alimentos, siendo convenientes concentraciones del 1 al 50% en peso.
Además, puede suponer una ventaja mezclar el agente de acuerdo con el invento, adicionalmente con los fosfatos neutrales para productos alimenticios u otros bacteriostáticos conocidos tales como sorbatos o nitratos y aplicarlos conjuntamente.
Se da especialmente la preferencia a un efecto tampón de la mezcla con ortofosfato trisódico a un pH de 5,5 a 6,5, gracias a lo cual se evita un acidificación excesiva de los alimentos a tratar.
A base de los ejemplos que siguen se describirá más detalladamente el invento, sin que por eso nos limitemos a estos
Ejemplo 1 Polifosfato sódico ácido
100 kg de fosfato monosódico (anhidrido) y 36 l de ácido fosfórico al 83% en peso (= 60 kg) (Na/P = 0,62) se homogenizan y se echan en un horno de cámara discontinuo precalentado a 600ºC. Se calienta la mezcla aproximadamente a los largo de 60 minutos a una temperatura de fusión de 400ºC (temperatura del baño). Sobre la superficie de la fusión se ve claramente la formación de burbujas del agua condensada que sale. A continuación, la masa de fusión clara se echa en una coquilla para fundir fría. Al enfriarse el material se queda sin burbujas y es transparente como el cristal. Luego, el material se saca de la coquilla para fundir, se tritura, muele y se guarda en depósitos cerrados herméticamente al aire.
pH 1,7 solución al 5% en peso
Contenido de P_{2}O_{5} 77,0% en peso
Contenido de Na_{2}O 20,55
Contenido de H_{2}O 2,45
Ejemplo 2 Polifosfato sódico
Hidróxido sódico al 50% en peso y ácido fosfórico al 83% en peso, en la relación Na/P = 0,73 son conducidos continuamente a un depósito de reacción vía dos bombas dosificadoras y cañerías separadas. Se genera una suspensión caliente de ácido ortofosfórico neutralizado en parte que, a continuación, es conducido a un horno de cámara calentado directamente. El calentamiento del horno de cámara se regula a través de la temperatura del aire de salida y se mantiene a 500ºC. Bajo condensación, la suspensión pasa por el horno de cámara con un tiempo de permanencia media de 2 horas aproximadamente. El fosfato fundido terminado de reaccionar es evacuado continuamente de la salida del horno a través de un canal de rebose en un tambor refrigerante enfriado con agua. Allí, el material se solidifica formando un vidrio que, a continuación se tritura y muele. El material se echa en envases de cierre hermético al aire, habiendo que tener en cuenta que se almacene en sitio seco.
pH 1,9
Contenido de P_{2}O_{5} 73,0% en peso
Contenido de Na_{2}O 24,2
Contenido de H_{2}O 2,8
Solubilidad 90 min. (solución al 5% en peso agitada) claramente soluble
Pérdida por calcinación 2,0% en peso
Materias primas usadas 1. Ácido fosfórico térmico (al 83% en peso)
Preparación por combustión del fósforo elemental y adsorción del pentóxido de fósforo que se genera en ácido fosfórico bajo disolución continua a una densidad definida adicionando agua desionizada.
Datos del producto
Densidad (25ºC) 1,664 g/ml
P_{2}O_{5} 60,1% en peso
As < 0,5 ppm típico: 0,1 ppm
F < 10 ppm
Metales pesados < 20 ppm
Cobre < 10 ppm
Cinc < 3 ppm
H_{3}PO_{3} < 0,1% en peso
Plomo < 1 ppm
2. Hidróxido sódico (al 50% en peso)
Densidad 1,52 g/l
Contenido 50,0% en peso
Hg < 1 ppm
Al < 10 ppm
Hierro < 3 mm
Cloruro < 10 ppm
Potasio < 50 ppm
Arsénico < 0,3 ppm
El contenido de hidróxido sódico se revisa por suministro determinando la densidad y titración. Los demás parámetros se determinan mediante pruebas al azar a través de los análisis de los elementos traza de la absorción atómica.
Un horno de cámara para preparar el producto según el ejemplo 2, abarca el horno de cámara propiamente dicho en material refractario, resistente a los ácidos con aberturas para un mechero de gas, un conducto de salida del polifosfato fundido y de los gases de escape, así como de un conducto de alimentación para polifosfato sódico y ácido fosfórico o bien P_{2}O_{5}, además, un tambor refrigerante enfriado con agua y mecanismos de molienda en los que se lleva a cabo las trituraciones bastas y finas.
Ejemplo 3 Composición de la solución conservante
El polifosfato sódico con un contenido de P_{2}O_{5} al 73% en peso según el ejemplo 2, se disuelve o bien suspende en concentraciones de 1, 2, 5, 10 y 50% en agua y se ajusta con fosfato trisódico a un pH 6,5 o 5,5 aproximadamente.
Ejemplo 4 Composición del polvo conservante
1 kg de polvo de polifosfato sódico con un contenido de P_{2}O_{5} del 77% en peso según el ejemplo 1 se mezcla en seco con 0,6 kg de polvo de ortofosfato trisódico y se muele en un molino de chorro a una finura de \leq 50 \mum, preferentemente \leq 30 \mum.
En esta forma se apropia como aditivo de conservación para productos sólidos.
Ejemplo 5 Efecto de una combinación de polifosfatos ácidos sobre el crecimiento de levaduras
Cepa de prueba: Saccharomyces cerevisiae (DSM 1333)
Los gérmenes de una suspensión de esporas (en agua de la cañería estéril) fueron inoculados en un agente nutritivo de agar (substrato nutritivo sólido). La siembra se hizo de modo que un titer fue ajustado a 10^{5} esporas/g o bien ml. Tras el tratamiento térmico, el número de gérmenes fue de 10^{3} por g o bien ml en el momento t_{o}. El número de gérmenes se determinó sobre agar YGC (Merck 116000) en el procedimiento de fundición de placas.
En la serie de concentraciones entre 0,01% y 1%, para el germen arriba mencionado se obtuvo el siguiente resultado:
La concentración del 0,05% de los polifosfatos ácidos mencionados conduce ya a un retardo evidente del crecimiento de Saccharomyces cerevisia; a partir de una concentración del 0,3% se presenta una inhibición completa del crecimiento.
Ejemplo 6 Efecto de una combinación de polifosfatos ácidos contra el moho
Cepa de prueba: Aspergillus niger
Los gérmenes de una suspensión de esporas (en agua de la cañería estéril) fueron inoculados en un agente nutritivo de agar (substrato nutritivo sólido). La siembra se hizo de modo que un titer fue ajustado a 10^{5} esporas/g o bien ml. Tras el tratamiento térmico, el número de gérmenes fue de 10^{3} por g o bien ml en el momento t_{o}. El número de gérmenes se determinó sobre agar YGC (Merck 116000) en el procedimiento de fundición de placas.
En concentraciones de 0,1% a 0,3% se constató una inhibición evidente del crecimiento; entre el 0,5% y el 1% no se constató ningún crecimiento más.
Ejemplo 7
En correspondencia se testaron otras levaduras y moho de las especies mencionadas bajo estas líneas a una concentración del 0,5% y, también aquí, se constató que ya no tuvo lugar crecimiento alguno:
Levaduras
Debaryomyoces hansenii
Pichia anomala
Dekkera bruxellensis
Kluyveromyces polysporus
Totulaspora delbruecii
Candida albicans
Moho
Fusariun tabacinum
Fusariun monoliforme
Fusarium culmorum
Aspergilus flavus
Eurotium
Mucor sp.
Ejemplo 8
Una fuerte inhibición del crecimiento resultó a una concentración del 0,1% y del 0,3% de polifosfatos ácidos para las siguientes especies de moho:
Penicilium candidum
Penicilium roquefortii
Debido a los resultados mencionados, obtenidos para los gérmenes de prueba en un cultivo nutritivo de agar, debe partirse de la base de que un efecto inhibidor sobre los gérmenes se consigue igualmente en los alimentos.
Por esta razón, el uso de los polifosfatos ácidos descritos, es especialmente favorable en tales alimentos que, debido a su pH representan un agente preferido por la levadura y moho que, por consiguiente, están sometidos a un rápido deterioro: P.ej., zumos de frutas (zumo de naranja) mermeladas para diabéticos, requesón y preparaciones de requesón, queso fresco y preparaciones de queso fresco, queso y preparaciones de queso, queso fundido y preparaciones del queso fundido, productos sobre la base de yogur.
Además, es ventajoso el uso de los polifosfatos ácidos descritos, p.ej., para cereales o en la fabricación de cerveza.

Claims (4)

1. Uso de polifosfatos sódicos ácidos para inhibir la germinación de moho y levadura en los alimentos, caracterizado por el hecho de que el polifosfato tiene un contenido de P_{2}O_{5} del 70 al 77% en peso, preferentemente del 71 al 75% en peso, un contenido de Na_{2}O del 20 al 27% en peso, preferentemente del 22 al 26% en peso, un contenido de agua del 2 al 3% en peso y un grado medio de condensación lineal de 8 a 20, añadiendo el fosfato en una concentración del 0,1 al 1% en peso.
2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se aplican los polifosfatos sódicos ácidos en una mezcla con metafosfatos sódicos, citratos, sorbatos y/o fosfato trisódico neutrales.
3. Uso según una de las reivindicaciones del 1 al 2, caracterizado por el hecho de que el fosfato se tampona preferentemente con ortofosfato trisódico a un pH de 5,5 a 6,5.
4. Uso según una de las reivindicaciones del 1 al 4, caracterizado por el hecho de que el fosfato está contenido en los alimentos en una concentración del 0,1 al 1% en peso, preferentemente en 0,5% en peso.
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