ES2224027T3 - Preparacion de complejos metalicos de aminoacidosobtenidos mediante hiidrolisis de proteina de soja. - Google Patents
Preparacion de complejos metalicos de aminoacidosobtenidos mediante hiidrolisis de proteina de soja.Info
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Abstract
En el procedimiento de preparar complejos de elemento reconstituyente/aminoácido a partir de fuente de proteína de soja, comprendiendo la mejora: utilizar como fuente de proteína de soja una mezcla de aislado de soja y concentrado de soja en donde la cantidad de concentrado de soja no excede el 50% en peso de la mezcla.
Description
Preparación de complejos metálicos de aminoácidos
obtenidos mediante hidrólisis de proteína de soja.
El invento se refiere al campo de los suplementos
de alimentación animal y mas particularmente a la preparación de
complejos metálicos de aminoácidos a partir de hidrolizados de
proteína de soja.
Se ha reconocido desde hace tiempo la importancia
de los elementos microelementos de cobre, hierro, manganeso y zinc
en la nutrición animal. El mantenimiento de la salud y bien estar
de los animales domésticos y volatería requiere que estos elementos
esenciales estén presentes en la dieta en cantidades suficientes y
en una forma biológicamente disponible. Debido a que los
ingredientes de alimentación comunes pueden ser deficientes en estos
elementos, se adicionan cantidades suplementarias de los elementos a
los alimentos de animales domésticos y volateria. Se han
desarrollado muchos aditivos de alimentación comerciales para
proporcionar estos elementos esenciales en formas que son fácilmente
utilizables biológicamente. El grado de disponibilidad biológica o
sea la extensión de los nutrientes adoptan actualmente forma que
puede asimilarse y utilizarse se refiere con frecuencia como
"biodisponibilidad". La biodisponibilidad depende de las
propiedades físicas y químicas de la forma en donde el nutriente
está presente en la dieta. Es beneficiosa la biodisponibilidad
aumentada de los metales esenciales complementarios debido a que
permite el empleo de concentración inferior del aditivo en la dieta
para reunir las necesidades nutritivas de los animales, mientras que
al mismo tiempo descienden los efectos dañinos potenciales de altos
niveles de los metales microelementos tanto en los animales como en
el ambiente.
Se encuentran diversos productos comerciales en
donde los microelementos son mas biodisponibles que la fuente
inorgánica correspondiente del metal. La biodisponibilidad mejorada
se atribuye a la asociación del metal con una molécula orgánica,
generalmente conocida como ligando. Esta asociación o unión
modifica las propiedades físicas y químicas del metal resultando en
solubilidad aumentada, mejorada estabilidad en el intestino,
absorción mejorada en la circulación y aumentada utilización
metabólica.
El mismo solicitante de la presente patente ha
sintetizado en el pasado y patentado complejos metálicos de
aminoácidos como una fuente mas biodisponible de los elementos
esenciales. A continuación se exponen ejemplos de estas patentes:
las patentes estadounidenses 3.941.818; 3.950.372; 4.021.569;
4.039.681 y 4.067.994 describen complejos l:l de alfa aminoácidos,
de preferencia DL-metionina con los metales de
transición de zinc, cromo, manganeso e hierro. La formación de
complejos similares con L-metionina se describe en
la patente estadounidense 5.278.329. Las patentes estadounidenses
4.900.561 y 4.948.594 describen complejos de cobre de alfa
aminoácidos conteniendo grupos amino terminales. Complejos de
cobre, manganeso, zinc e hierro con ácidos carboxílicos alfa
hidroxil alifáticos se describen en las patentes estadounidenses
4.956.188 y 5.583.243. Las patentes estadounidenses 4.670.269 y
4.678.854 describen complejos de cobalto con ácido
poli-hidroxil carboxílico tal como ácido
glucoheptanoico. En la patente estadounidense 5.061.815 se
describen complejos de la L-lisina aminoácido con
microelementos. La efectividad de los compuestos descritos en estas
patentes se ha demostrado a partir de datos proporcionados en estas
propias patentes y en numerosas publicaciones científicas e informes
técnicos.
Las patentes anteriores describen el empleo de
amino o hidroxil ácidos sintéticos o naturales. En la patente
estadounidense 5.698.724 el solictante de la presente solicitud
describe la síntesis de complejos de elementos esenciales con
aminoácidos naturales obtenidos mediante la hidrólisis de proteínas
en general. Desde la concesión de esta patente un gran número de
estudios de campo han demostrado que microelementos de estos
complejos con mas biodisponibles que estos metales de fuentes
inorgánicas. El arte descrito en la patente estadounidense
5.698.724 ha actuado bien para la producción a gran escala de
diversos complejos metálicos de aminoácido a partir de una variedad
de proteínas fácilmente disponibles. Sin embargo, en l998 la Unión
Europea aprobó el empleo de un grado de quelatos de microelementos
de aminoácidos como aditivos de alimentación pero solo bajo ciertas
condiciones. Los aditivos aprobados incluyeron quelatos de cobre,
hierro, manganeso y zinc. La fuente de los aminoácidos utilizados
en la preparación de estos quelatos se limita a proteína de soja
hidrolizada.
Se encontraron muchas dificultades técnicas en la
aplicación del arte general descrito en la patente estadounidense
5.698.724 para la preparación de los quelatos de microelementos de
aminoácidos a partir de las fuentes de proteína de soja que se
encuentran normalmente en el comercio. Estas dificultades técnicas
requieren condiciones especializadas para el producto a base de
proteína de soja especialmente dirigido para el mercado europeo.
La proteína de soja se encuentra en una serie de
grados que contienen diferentes concentraciones de proteína. El
concentrado de proteína de soja es un producto que se encuentra en
el comercio obtenido eliminando la mayor parte del aceite, ceniza y
fibra. La mayor parte del carbohidrato de soja permanece en el
concentrado. Típicamente el concentrado de proteína de soja
contiene alrededor del 65% de proteína, alrededor de 25% de
carbohidratos y el completado es aceite, ceniza y fibra. El aislado
de proteína de soja es otro grado de proteína de soja fácilmente
disponible en el comercio obtenido separando la mayor parte de los
carbohidratos, fibra y grasa de la soja. Típicamente el aislado de
proteína de soja contiene alrededor del 90% de proteína, menos del
5% de carbohidrato y el completado es aceite, ceniza y fibra. La
diferencia entre estos dos grados de proteína de soja es la
concentración superior de la proteína en el aislado y superior
concentración de carbohidratos en el concentrado. Las propiedades
físicas de estas dos formas son significantemente diferentes y estas
diferencias impactan la disponibilidad del producto para empleo como
la fuente de aminoácidos en la preparación de complejos metálicos
de microelementos.
Por ejemplo, la presencia de altas
concentraciones de carbohidratos en el concentrado de proteína de
soja resultan en la formación de residuos viscosos y precipitados
pesados durante la hidrólisis ácida. Esto complica la formación
eficiente de los complejos de aminoácido metálicos y la distribución
uniforme del líquido formado después de la formación de los
complejos sobre el portador para secado. Adicionalmente el
contenido relativamente bajo de proteínas del "concentrado"
limita la cantidad de quelatos de aminoácidos metálicos que pueden
incorporarse en el producto final.
El aislado de proteína de soja también tiene
ciertos aspectos del procedimiento especiales. Este tiene una
concentración relativamente alta de proteínas y baja concentración
de carbohidratos que lo hace una fuente de proteínas potencialmente
aceptables para la preparación de los quelatos metálicos de
aminoácido, sin embargo, este producto tiene una densidad de masa
relativamente baja y humectabilidad que presenta dificultades
técnicas en la mezcla del polvo en masa con un volumen relativamente
reducido de ácido requerido para la hidrólisis. Puede verse, por
tanto, que existe una necesidad progresiva para disponer de mejoras
de procedimiento que hagan del concentrado de proteína de soja y
aislado de soja utilizables en el procedimiento de obtención de
quelatos de elemento reconstituyente/aminoácido.
Así pues, el primer objeto de este invento es
proporcionar un método práctico para procesar la fuente de proteína
de soja e hidrolizar de modo eficiente una fuente de esta índole
para obtener aminoácidos para formar
micro-elementos/quelatos que reúnan las
especificaciones de los países de la Unión Europea.
Otro objeto de este invento es proporcionar un
método simple y económico para el control del proceso de fabricación
para maximizar la cantidad de complejos de aminoácidos metálicos
producidos.
Todavía otro objeto específico de este invento es
proporcionar un método seguro y simple para la preparación de
complejos de cobre aminoácido después de la hidrólisis proteínica
con ácido sulfúrico.
Volviendo al hierro, la producción a gran escala
de complejos de hierro aminoácido a partir de óxido de hidro de
calidad comercial de conformidad con las ilustraciones de la patente
estadounidense 5.698.724 no resultó práctica debido a las duras
condiciones requeridas para disolver el óxido de hierro.
Adicionalmente los complejos de aminoácido de Fe (II) no pudieron
prepararse utilizando los métodos descritos en la patente
estadounidense 5.698.724. Es necesario desarrollar un nuevo método
para la preparación de hierro, especialmente complejos de aminoácido
de Fe(II) a partir de proteína de soja hidrolizada, así como
otras fuentes proteínicas.
Otro objeto de este invento es proporcionar un
método práctico para la preparación de hierro, especialmente
complementos de hierro (II) de aminoácidos obtenido mediante
hidrólisis de ácido clorhídrico de proteínas, incluyendo proteína de
soja.
Se describe un método práctico para la hidrólisis
eficiente de fuentes que se encuentran en el comercio de Proteína de
Soja y formación subsiguiente de complejos de metal aminoácido. El
método implica el empleo de una mezcla de los dos grados comunes de
proteína de soja para proporcionar una mezcla que contiene la
concentración requerida de proteína y tiene las características
físicas óptimas. La mezcla se adiciona a una solución de ácido
caliente bien agitada. Después de mezclarse los sólidos con el
ácido se calienta la solución a temperaturas entre
100-150ºC durante 1-12 horas hasta
que se hidroliza por completo la proteína para formar aminoácidos
simples.
Para optimizar el procedimiento de fabricación y
maximizar la concentración de los complejos de metal aminoácido en
el producto, la cantidad de ácido utilizado para la hidrólisis debe
controlarse. La composición aminoácida de la proteína se determina
antes de la hidrólisis y se calcula el número total de moles de
todos los aminoácidos presentes en la fuente proteínica. La
cantidad de metal requerida para formar los complejos de
metal-aminoácido deseados se calcula y se determina
la cantidad equivalente de ácido para solubilizar el metal. Este
invento obvia la necesidad de utilizar una base para neutralizar el
exceso de ácido y ajustar la solución al pH requerido para la
formación óptima de los complejos metálicos.
De conformidad con este invento se describe un
método para la preparación de complejos de
cobre-aminoácido después de hidrólisis de proteína
de soja con ácido sulfúrico. Se utiliza ácido sulfúrico
6-8N para hidrólisis. La mezcla de ácido y proteína
se calientan a 100-150ºC durante
1-12 horas. Se adiciona óxido de cobre a la
solución de hidrólisis ácida para formar los complejos de
cobre-aminoácido.
Se describe un método simple para la preparación
de complejos de hierro(II)-aminoácido a
partir del producto de hidrólisis de ácido clorhídrico de proteína
de soja. La proteína de soja se hidroliza con ácido clorhídrico
como se ha descrito antes. El producto de hidrólisis se trata luego
con hidróxido cálcico para formar los complejos de
calcio-aminoácido. Se adiciona sulfato ferroso. Se
forma sulfato de calcio y precipita. Se forma el complejo
ferroso-aminoácido y permanece en solución. Se seca
el producto sobre un vehículo.
Dos calidades de proteína se soja se encuentran
fácilmente en el comercio a un costo razonable. Estos son
Concentrado de Proteína de Soja y Aislado de Proteína de Soja. El
concentrado de Proteína de Soja es de flujo libre y se mezcla bien
con el agua. Como se ha indicado antes la presencia de altas
concentraciones de carbohidratos en el Concentrado de Proteína de
Soja resulta en la formación de un residuo pesado viscoso durante la
hidrólisis. La presencia del residuo pesado complica la formación
eficiente de los complejos de metal aminoácido y la distribución
uniforme del líquido formado después de la formación de los
complejos sobre el portador para secado. Asimismo, como se ha
citado antes, el Aislado de Proteína se Soja tiene una densidad de
masa y humectabilidad relativamente baja. Este producto no se
mezcló bien cuando se adicionó a la solución de ácido e hizo
ineficiente la hidrólisis. Para superar las dificultades asociadas
con el empleo de estos productos de fuente de soja aminoácido hemos
encontrado que una mezcla de los dos productos minimiza las
propiedades indeseables de cada uno. Una mezcla preferida
constituida por 80% de Aislado de Proteína de Soja y 20% de
Concentrado de Proteína de Soja contiene proteína en concentración
suficientemente alta y carbohidratos en concentración
suficientemente baja para que resulte apropiada para la preparación
de complejos de metal-aminoácido. En general la
mezcla puede estar comprendida entre 50% y 80% de aislado de soja y
de 20% a 50% de concentrado de soja. De preferencia la cantidad de
concentrado no debe exceder, en general, del 50% o pueden producirse
problemas de procesado.
Resultaron inútiles esfuerzos para combinar la
mezcla de fuentes de proteína de soja con la solución de ácido
utilizando los mismos procedimientos con otras fuentes proteínicas.
La adición de la mezcla a la solución de ácido a temperatura
ambiente resultó en que la proteína de soja forme una masa
gelatinosa densa que no entra en solución con el calentamiento. La
adición de la fuente de proteína de soja a una solución de ácido
agitada vigorosamente a temperatura ambiente resultó en la formación
de una masa gelatinosa pesada que resistió la agitación y no fue
fácilmente soluble con el calentamiento. Solo cuando se calentó la
solución de ácido hasta temperaturas por encima de 70ºC y se
adicionó lentamente la proteína de soja con vigorosa agitación los
sólidos se distribuyeron de modo uniforme en la solución de ácido.
La prosecución del calentamiento resultó en la disolución de la
mayor parte de los sólidos y la completa hidrólisis de la proteína
para formar los aminoácidos deseados. El producto contuvo solo una
pequeña cantidad de sólidos suspendidos (10-12% del
peso de la proteína de soja utilizada). La solución de ácido aquí
citada se utiliza para la formación del complejo de
metal-aminoácido como se describe en los ejemplos
descritos mas adelante.
Los costos relativamente altos de los productos
de proteína de soja y las estrictas especificaciones para productos
aprobados para uso en los países de la Unión Europea requieren que
los procesos de producción estén cuidadosamente controlados y
operados para que estos productos resulten comercialmente viables.
Para maximizar la concentración de los aminoácidos metálicos en
estos productos la cantidad de ácido requerida para hidrólisis debe
definirse estrechamente. La cantidad de ácido debe ser justo
suficiente para hidrolizar de modo efectivo la fuente proteínica y
luego formar la cantidad necesaria de sal metálica para reaccionar
con los aminoácidos productos a partir de la hidrólisis proteínica.
En caso que la cantidad de ácido utilizada exceda la cantidad
requerida para formar los complejos metálicos, el pH de la mezcla
reacciona se debe ajustar con base apropiada hasta una gama
requerida para estabilidad óptima de los complejos de metal
aminoácido. Esto resulta en un descenso de la concentración máxima
de los complejos de metal aminoácido que pueden acomodarse en el
producto final. Por consiguiente, en este sentido el empleo de la
cantidad correcta de ácido es importante para maximizar la cantidad
de los complejos en el produc-
to.
to.
En estudios previos se ha determinado que la
hidrólisis máxima de proteína observada cuando el volumen del ácido
es por lo menos doble el peso de la proteína (véase la patente
estadounidense nº 5.698.724). Adicionalmente, el peso total de la
mezcla reacciona después de la formación del complejo determina el
peso mínimo de un vehículo que puede adicionarse para el secado
efectivo del producto. Estos dos factores tomados conjuntamente
explican la importancia de controlar la cantidad de ácido utilizada
para maximizar la concentración del metal aminoácido en el producto
final. Para optimizar el procedimiento de preparación y maximizar
la concentración de los complejos de metal aminoácido en el
producto, la cantidad de ácido utilizada para hidrólisis debe
calcularse muy cuidadosamente. La composición de aminoácido de la
proteína se determina antes de la hidrólisis y se calcula el número
total de moles de todos los aminoácidos presentes en un peso
unitario de la fuente proteínica. Se calcula la cantidad de metal
requerida para formar los complejos de metal aminoácido deseados. El
número de moles del metal requerido dependerá del número de moles de
aminoácidos presentes en la proteína y tipo de complejo deseado.
Para formar los complejos de metal aminoácido 1:1, el número de
moles de la fuente de metal requeridos iguala el número de moles de
aminoácidos presentes. Para formar los complejos de metal
aminoácido 1:2, el número de moles de la fuente de metal serán
iguales a la ½ del número de moles de los aminoácidos presentes.
Para maximizar la concentración del complejo en el producto la
cantidad de ácido utilizada para hidrolizar la proteína debe ser
igual a la cantidad necesaria para reaccionar con el metal y el
volumen de ácido utilizado debe ser igual o exceder el doble del
peso de la proteína. La cantidad deseada del ácido se prepara en la
concentración óptima para hidrólisis de proteína. Esta resulta ser
de 6N para el ácido clorhídrico y 6-8N para ácido
sulfúrico. El empleo de la cantidad estequiométrica exacta de ácido
requerido para disolver el metal obvia la necesidad de utilizar una
base tal como hidróxido sódico para neutralizar el ácido en exceso y
ajustar la solución al pH requerido para la formación óptima de los
complejos metálicos como se describe en la patente estadounidense nº
5.698.724.
Después que se ha hidrolizado con ácido la mezcla
de aislado de soja/concentrado para formar fracciones de aminoácido
simples, es fácil utilizarse en la formación de complejos o ligandos
con fuentes de microelementos tal como sales solubles de cobre,
hierro, manganeso y zinc. De este punto en adelante puede
utilizarse el procedimiento de nuestras patentes anteriores. En
general el microelemento soluble se adiciona con cierto
calentamiento y se mezcla hasta que se disuelve. Con frecuencia se
calienta hasta alrededor de 100ºC durante una hora y luego se
enfría. Luego puede adicionarse la mezcla a un vehículo si se desea
para obtener un producto homogéneo.
Fuentes solubles apropiadas de microelementos
deseados pueden incluir óxidos y sales de ácido inorgánicas de los
metales respectivos. Por ejemplo puede utilizarse óxido de zinc,
óxido de cobre, etc. o sales solubles tal como sulfato ferroso,
sulfato de manganeso, etc. La producción de complejos de cobre
aminoácido a partir de aminoácidos producidos mediante hidrólisis de
proteína representa un reto técnico. Este es el caso si la fuente
proteínica es proteína de soja u otra fuente de proteína apropiada.
Si bien pueden utilizarse diversos ácidos minerales para la
hidrólisis de proteína se acepta generalmente que el ácido
clorhídrico es el ácido de elección para maximizar la producción de
los complejos de metal aminoácido. Sin embargo, la adición de
sustancias oxidantes fuertes tal como óxido de cobre se describe en
la patente estadounidense nº 5.698.724 a la mezcla de proteína
hidrolizada conteniendo ácido clorhídrico implica riesgo
significante y debe realizarse con mucho cuidado. El óxido de cobre
es apto para oxidar ácido clorhídrico para proporcionar gas de cloro
con la formación concomitante de metal de cobre. Esto no solo
descendería la cantidad del producto sino que también representaría
un riesgo ambiental. El empleo de ácido sulfúrico para la
hidrólisis de proteínas se describe en la patente estadounidense nº
4.874.893. Sin embargo, concentraciones elevadas del ácido (ácido
sulfúrico 12 N) se requerirán para hidrolisis eficiente. Esto se
atribuyó al hecho de que el ácido sulfúrico tiene dos constante de
disociación de protones. La segunda constante de disociación se
considera como excesivamente baja para participar en la hidrolisis
de proteínas. Debido a que la formación del complejo de metal
aminoácido máxima requiere que la concentración del ácido utilizado
esté entre 6N y 8N, no se exploró en el pasado el empleo de ácido
sulfúrico.
Este invento describe la hidrólisis con éxito de
la proteína que utiliza concentraciones inferiores de ácido para
maximizar la concentración del complejo de cobre aminoácido en el
producto final. Se utilizaron concentraciones de ácido sulfúrico
entre 6N y 8N para la hidrolisis eficiente de proteínas incluyendo
proteína de soja. La hidrólisis completa se observó después de
calentar la mezcla de proteína ácida a 100-140ºC
durante 1-12 horas. La adición de óxido de cobre a
la solución de ácido sulfúrico de los aminoácidos resultó en la
suave disolución del óxido y la formación del complejo de cobre
aminoácido.
La producción a gran escala de complejos de
hierro aminoácido a partir de óxido de hierro de conformidad con la
patente estadounidense nº 5.698.724 no resultó práctica. El óxido
de hierro que se cuenta en el comercio requiere condiciones duras
para disolverse en la solución ácida obtenida después de la
hidrólisis de proteína. Adicionalmente, no pudieron obtenerse
complejos de aminoácido de hierro (II) con el empleo de los métodos
descritos en la patente estadounidense nº 5.698.724. En este
invento describimos un método para la preparación de complejos de
hierro aminoácido a partir de sulfato ferroso o férrico e
hidrolizados proteínicos. La proteína de soja se hidroliza
utilizando ácido clorhídrico 6N como se describe en el presente
invento. Se adiciona hidróxido de calcio en cantidad suficiente
para neutralizar el ácido y formar el complejo de calcio aminoácido.
A esta mezcla se adiciona con vigorosa agitación una cantidad
equivalente del sulfato férrico o ferroso. Se produce una reacción
de intercambio entre los iones de cloruro en solución y los iones de
sulfato a partir de la sal de hierro resultando en la precipitación
del sulfato de calcio y la formación de los complejos de hierro
aminoácido. El sulfato de calcio precipitado se separa mediante
filtración y se seca el filtrado sobre el vehículo apropiado.
Son bien conocidos vehículos de microelemento
amino ácido apropiados y se describen apropiadamente en nuestras
patentes anteriores, por lo que no se considera necesario ofrecer
aquí una descripción detallada.
Los ejemplos que siguen se ofrecen para ilustrar
el invento pero sin limitarlo. No es preciso decir que pueden
llevarse a cabo ciertas modificaciones y todavía obtener los
beneficios del invento.
En un matraz de fondo redondo 3 cuellos y 1 litro
equipado con un condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro se adicionaron 200 ml de ácido clorhídrico 6N. Se agitó
el líquido vigorosamente con un agitador magnético. Se adicionó
lentamente un concentrado de Proteína de Soja con vigorosa
agitación. Se calentó la mezcla con agitación continua hasta 100ºC
y se mantuvo a esta temperatura durante 12 horas. La mayoría de los
sólidos desparecieron después de una hora de calentamiento con la
formación de un residuo espeso oscuro. Se enfrió la mezcla y filtró
a través de un crisol de filtro pesado. Se lavó el filtro con agua
destilada recogiendo las lavazas en el mismo frasco de filtro. Se
secó el filtró y se pesó. Se determinó el peso del filtrado y se
determinó el aminoácido y el contenido proteínico del filtrado. El
peso del residuo 24,916 g, constituyó el 24,92% de la proteína
adicionada. El filtrado pesó 338,680 g. El filtrado contuvo
0,7087% de proteína y 12,945% de aminoácidos. Esto corresponde al
2,40% de la proteína y 43,84% de aminoácidos del peso original del
Concentrado de Proteína de Soja
utilizado.
utilizado.
En un matraz de fondo redondo equipado con
condensador de reflujo, embudo de adición y termómetro se
adicionaron 200 ml de ácido clorhídrico 6N. Se agitó el líquido
vigorosamente con un agitador magnético. Se adicionó lentamente,
con vigorosa agitación 100 g de Concentrado de Proteína de Soja. Se
calentó la mezcla con agitación continuada a 100ºC y se mantuvo a
esta temperatura durante 12 horas. Desparecieron la mayor parte de
los sólidos después de 1 hora de calentamiento con la formación de
un residuo denso oscuro. Se enfrió la mezcla hasta casi 50ºC con
agitación continuada. Se adicionó lentamente 38,672 g de óxido de
zinc con agitación continuada. Después de disolverse todo el óxido
de zinc se calentó la mezcla reaccional lentamente hasta 100ºC y se
mantuvo a esta temperatura durante 1 hora. Se enfrió la mezcla
hasta temperatura ambiente. El pH de la mezcla fue de 2,137. Se
adicionó lentamente 20 g de una solución de hidróxido sódico al 50%.
El pH de la solución fue de 3,086. Se adicionó la mezcla a 150 g
de una mezcla de vehículo con vigorosa agitación para dar un
producto húmedo homogéneo. Se secó la mezcla 80ºC durante 24
horas.
Contenido de zinc = 8,953%, Complejo de
zinc-aminoácido = 6,998%, % de unión = 78,16%.
La cantidad de ácido utilizada fue la mínima que
pudo utilizarse. La cantidad de óxido de zinc adicionada es la
máxima que pudo utilizarse basado en la concentración de proteína en
el Concentrado de proteína de Soja. El rendimiento teórico de zinc
es del 9%. La recuperación de zinc fue del 99,48%. El bajo
rendimiento de complejo de zinc aminoácido es el resultado del bajo
contenido de aminoácido y baja eficacia de hidrólisis debido a la
presencia de carbohidrato degradado.
En un matraz de fondo redondo de 1 litro y 3
cuellos equipado con condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro se adicionaron 200 ml de un ácido clorhídrico 6N. Se
agitó el líquido vigorosamente con un agitador magnético. Se
adicionó lentamente 100 g de Aislado de Proteína de Soja con
vigorosa agitación. El Aislado de Proteína de Soja no se mezcla con
el ácido y formó una masa gelatinosa densa que impidió la agitación
de la mezcla. Se calentó la mezcla lentamente hasta 100ºC bajo
reflujo. La proteína de soja no entró en solución e hizo que el
bombeado que resultó de los sólidos se adhiriera sobre el interior
del matraz.
En un matraz de fondo redondo, 3 cuellos y 1
litro, equipado con un condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro, se adicionaron 213 ml de ácido clorhídrico 6N. Se agitó
el líquido vigorosamente con un agitador magnético y se calentó
hasta 70-80ºC. Se adicionó lentamente, con
vigorosa agitación, 100,045 g de Aislado de Proteína de Soja. Se
calentó la mezcla con agitación continuada hasta 100ºC y se mantuvo
a esta temperatura durante 12 horas. La mayor parte de los sólidos
desaparecieron después de 1 hora de calentamiento con la formación
de un residuo oscuro. Se enfrió la mezcla y filtró a través de un
crisol de filtro pesado. Se lavó el filtro con agua destilada y se
recogieron las lavazas en el mismo matraz de filtro. Se secó el
filtro y se peso. Se determinó el peso del filtrado y se determinó
el contenido de aminoácido y proteína. El residuo pesó 10,216 g
correspondiente al 10,22% de la proteína adicionada. El filtrado
pesó 425,686 g. El filtrado contuvo 0,7371% de proteína y 16,794% de
aminoácidos. Esto corresponde a 3,14% de proteína y 71,49% de
aminoácidos del peso original del Aislado de Proteína se Soja
utilizado.
En un matraz de fondo redondo, 1 litro y 3
cuellos, equipado con condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro se adicionaron 213 ml de ácido clorhídrico 6N. Se agitó
el líquido vigorosamente con un agitador magnético y se calentó
hasta 70-80ºC. Se adicionó lentamente 100 g de
Aislado de Proteína de Soja con vigorosa agitación. Se calentó la
mezcla con agitación continuada hasta 100ºC y se mantuvo a esta
temperatura durante 12 horas. La mayor parte de los sólidos
desaparecieron después de 1 hora de calentamiento con la formación
de un residuo oscuro. Se enfrió la mezcla hasta casi 50ºC con
agitación continuada. Se adicionó lentamente 52,216 g de óxido de
zinc con agitación continuada. Después de disolverse todo el óxido
de zinc se calentó la mezcla reaccional lentamente hasta 100ºC y se
mantuvo a esta temperatura durante 1 hora. Se enfrió la mezcla
hasta temperatura ambiente. Se adicionó la mezcla a 152,230 g de
una mezcla de vehículo con mezcla vigorosa para dar un producto
húmedo homogéneo. Se secó la mezcla a 80ºC durante 23 horas.
Contenido de zinc = 10,16%, complejo de
zinc-aminoácido = 9,39%, Unión % = 92,39%.
En un matraz de fondo redondo, 1 litro y 3
cuellos, equipado con condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro se adicionaron 213 ml de ácido clorhídrico 6N. Se agitó
vigorosamente el líquido con un agitador magnético y se calentó
hasta 70-80ºC. Se adicionó lentamente, con vigorosa
agitación, una mezcla constituida por 80 g de Aislado de Proteína de
Soja y 20 g de Concentrado de Proteína de Soja. Se calentó la
mezcla con agitación continuada hasta 100ºC y se mantuvo a esta
temperatura durante 12 horas. La mayor parte de los sólidos
desparecieron después de 1 hora de calentamiento con la formación de
un residuo oscuro. Se enfrió la mezcla y se filtró a través de un
crisol de filtro pesado. Se lavó el filtro con agua destilada y se
recogieron las lavazas en el mismo matraz de filtro. Se secó el
filtro y se pesó. Se determinó el peso del filtrado y y se
determinó el contenido de aminoácido y proteína del filtrado. El
residuo pesó 10,882 g ascendiendo al 10,89% de la proteína
adicionada. El filtrado peso 382,574 g. El filtrado contuvo
0,7151% de proteína y 17,028% de aminoácidos. Esto corresponde a
2,74% de proteína y 65,18% de aminoácidos del peso original de la
mezcla de Proteína de Soja utilizada.
En un matraz de fondo redondo de 3 cuellos y 1
litro, equipado con condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro se adicionaron 213 ml de ácido cloridríco 6N. Se agitó
el líquido vigorosamente con un agitador magnético y se calentó a
70-80ºC. Se adicionó lentamente con vigorosa
agitación una mezcla constituida por 80 g de Aislado de Proteína de
Soja y 20 g de Concentrado de Proteína de Soja. Se calentó la
mezcla con agitación continuada hasta 100ºC y se mantuvo a esta
temperatura durante 12 horas. La mayor parte de los sólidos
desaparecieron después de l hora de calentamiento con la formación
de un residuo oscuro. Se enfrió la mezcla hasta aproximadamente
50ºC con agitación continuada. Se adicionaron lentamente, con
agitación continuada, 49,512 g de óxido de zinc. Después de
disolverse todo el óxido de zinc se calentó la mezcla reaccional
lentamente hasta 100ºC y se mantuvo a esta temperatura durante l
hora. Se enfrió la mezcla hasta temperatura ambiente. Se adicionó
la mezcla a 146,596 g de una mezcla de vehículo con vigorosa
agitación para dar un producto húmedo homogéneo. Se secó la mezcla
a 80ºC durante 24 horas.
Contenido de zinc = 11,19%, Complejo de
zinc-aminoácido = 9,756%, Unión % = 87,19%.
Se utilizó en este ejemplo alimento para animal
de pluma como la fuente de proteínas. Una muestra del producto se
sometió a un análisis total de aminoácido y los resultados se
exponen en las columnas señaladas como "Fuente de proteínas" en
la Tabla 1 En la primera columna bajo "Fuente de proteínas" se
exponen las concentraciones de aminoácidos en "g/100 g" de
proteína. La concentración calculada en "mmoles/100 g" se
expone en la segunda columna para cada uno de los aminoácidos. La
concentración total de aminoácidos en la proteína en g/100 g y
moles/100 g se exponen en la parte inferior de la columna
respectiva. Basado en extensivos estudios obtenemos típicamente una
recuperación del 90% de los aminoácidos en la proteína después de
hidrólisis ácida. Debido a que la proteína resultó contener 667,14
mmoles de aminoácidos por 100 g de proteína, la cantidad de
aminoácidos recuperada después de hidrólisis será suficiente para
reaccionar con 600 mmoles de zinc para formar
aminoácido-complejos. La cantidad de ácido
requerida para disolver el metal sería de 1200 mmoles. Por
consiguiente la proteína se sometió a hidrólisis con ácido
clorhídrico 6N (1,2 moles de ácido/100 g de proteína) a 140ºC
durante 1 hora. Una muestra de la solución de aminoácidos se
sometió a análisis y los resultados se exponen en la columna
designada "hidrolizado ácido". En la primera columna bajo
"hidrolizado ácido", se expone la concentración de aminoácidos
en "g/100 g" de la solución. La concentración calculada en
"mmoles/100 g" se expone en la segunda columna. Debido a que
se conoce la cantidad exacta de proteína adicionada al ácido antes
de hidrólisis se calcula la concentración de aminoácidos en el
hidrolizado expresado como g/100 g y moles/100 g de la proteína
original y se expone en la parte inferior de la columna respectiva.
El % de hidrólisis se calcula a partir de la concentración de
aminoácido hallada en la fuente proteínica antes de hidrólisis y la
concentración de aminoácidos hallada en el hidrolizado ácido. En
este ejemplo se recuperaron en el hidrolizado ácido 87,09% de
aminoácidos expresado como g/100 g de la proteína. De expresarse
como mmoles/100 g de proteína se recuperó en el hidrolizado ácido
90,09% de los aminoácidos en la proteína.
Se sometió una muestra de la proteína de
alimentos de animales de pluma probada en el ejemplo 7, a hidrólisis
en gran escala con ácido clorhídrico 6N de conformidad con la
fórmula mostrada en la Tabla 2. La cantidad requerida de ácido
clorhídrico 6N se calentó a 70ºC con vigorosa agitación. La
proteína de alimento para animales de pluma se adicionó con
calentamiento y agitación continuados. Se calentó la mezcla
reaccional a 140ºC durante 1 hora. Se enfrió la mezcla reaccional y
se extrajo una muestra del líquido. Se calentó una muestra de 320 g
a alrededor de 70ºC y se adicionó lentamente óxido de zinc (50,890
g) con agitación continuada. Después de adicionarse todo el óxido
de zinc se calentó la mezcla a 100ºC durante 1 hora. Se adicionó el
líquido a 200 g de vehículo y se secó a 80ºC durante 24 horas.
Una muestra del producto secado se analizó y
resultó contener:
1) Cinc atraíble con agua = 10,13%
2) Complejo de zinc-aminoácido =
10,05%
3) Total de aminoácidos = 27,62%
4) Porcentaje de metal presente como complejo
aminoácido = 99,28%
En un matraz de fondo redondo, 3 cuellos y 1
litro, equipado con condensador de reflujo, embudo de adición y
termómetro, se adicionaron 229 ml de ácido sulfúrico 6N preparado
con la adición de 64 g de ácido sulfúrico concentrado (93%) a 165 ml
de agua destilada. Se agitó el líquido vigorosamente con un
agitador magnético y se calentó hasta 70-80ºC. Se
adicionó lentamente, con vigorosa agitación 100 g de Aislado de
Proteína de Soja. Se calentó la mezcla con continuada agitación
hasta 100ºC y se mantuvo a esta temperatura durante 24 horas. La
mayor parte de los sólidos desparecieron después de 1 hora de
calentamiento con la formación de un residuo oscuro. Se enfrió la
mezcla hasta aproximadamente 50ºC con continuada agitación. Se
adicionaron 47,822 g de óxido de cobre lentamente y con continuada
agitación. Después de disolverse todo el óxido de cobre se calentó
lentamente la mezcla reaccional hasta una suave ebullición y se
mantuvo a esta temperatura durante l hora. Se adicionó la mezcla a
157,196 g de una mezcla de vehículo con mezcla vigorosa para dar un
producto húmedo homogéneo. Se secó la mezcla a 80ºC durante 24
horas.
Se analizó la muestra y resultó contener:
1) Cobre extraíble con agua = 9,063%
2) Complejo de cobre-aminoácido =
8,97
3) Porcentaje de cobre presente como complejo de
cobre-aminoácido = 99,01%.
Una muestra de la proteína alimenticia de animal
de pluma probada en el ejemplo 7 se sometió a hidrólisis con ácido
clorhídrico 6N de conformidad con la fórmula mostrada en la Tabla 3.
La cantidad requerida de ácido clorhídrico 6N se calentó hasta 70ºC
con vigorosa agitación. Se adicionó la proteína alimenticia de
animal de pluma con calentamiento continuado y agitación. Se
calentó la mezcla reaccional a 140ºC durante 1 hora. Se enfrió la
mezcla reaccional y se separó una muestra del líquido. Se calentó
una muestra de 322 g hasta alrededor de 70ºC y se adicionó
lentamente hidróxido cálcico (44,978 g) con agitación continuada.
Después de adicionarse todo el hidróxido de calcio se calentó la
mezcla a 70ºC durante 1 hora. Se adicionó sulfato ferroso (167,090
g) y se prosiguió el calentamiento con agitación. Se formó un
precipitado pesado y sedimentó en el fondo tan pronto como se detuvo
la agitación. Se filtró la mezcla y se lavó el precipitado con agua
y se adicionaron las lavazas al filtrado original. El peso total
del filtrado y lavazas fue de 509 g.
Se analizó una muestra del filtrado líquido y
resultó contener 6,59% de hierro (II) extraíble con agua en forma de
complejos de hierro-aminoácido.
Una muestra de proteína de alimento de animal de
pluma probada en el ejemplo 7 se sometió, a gran escala, a
hidrólisis con ácido clorhídrico 6N de conformidad con la fórmula
mostrada en la Tabla 4. La cantidad requerida de ácido clorhídrico
se calentó hasta 70ºC con vigorosa agitación. La proteína de
alimento para animal de pluma se adicionó con calentamiento y
agitación continuado. Se calentó la mezcla reaccional a 140ºC
durante 1 hora. Se enfrió la mezcla reaccional y se separó una
pequeña muestra del líquido para análisis y empleo en la preparación
de los ejemplos 9 y 11. Se calentó la mezcla reacional hasta
alrededor de 70ºC y se adicionó lentamente óxido de zinc con
agitación continuada. Después de adicionarse todo el óxido de zinc
se calentó la mezcla a 100ºC durante 1 hora. Se adicionó el líquido
al vehículo en la relación apropiada como se requiere para una
óptima operación de la secadora industrial. Se secó el producto
hasta contenido de humedad del 5%.
Una muestra del producto secado se analizó y
resultó contener:
1) Zinc extraíble con agua = 10,27%
2) Complejo de zinc-aminoácido =
9,65%
3) Total de aminoácidos = 23,03%
4) Porcentaje de metal presente como complejo
aminoácido = 94,00%.
Claims (15)
1. En el procedimiento de preparar complejos de
elemento reconstituyente/aminoácido a partir de fuente de proteína
de soja, comprendiendo la mejora:
utilizar como fuente de proteína de soja una
mezcla de aislado de soja y concentrado de soja en donde la cantidad
de concentrado de soja no excede el 50% en peso de la mezcla.
2. El procedimiento de la reivindicación l, en
donde la mezcla de aislado de soja y concentrado de soja es del 50%
en peso a 80% en peso de aislado de soja y de 20% en peso a 50% en
peso de concentrado de soja.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en
donde la mezcla se hidroliza con ácido en ácido hidrolizante
calentado hasta por lo menos 70ºC para proporcionar fracciones de
aminoácido simples.
4. El procedimiento de la reivindicación 3, en
donde la mezcla se adiciona lentamente al ácido calentado con
simultánea agitación.
5. El procedimiento de la reivindicación 3, en
donde la hidrolización para producir fracciones de aminoácido
simples tiene lugar con calentamiento de la mezcla ácido/soja a
temperaturas de 100ºC a 150ºC durante 1 a 12 horas.
6. El procedimiento de la reivindicación 3, en
donde el ácido hidrolizante es ácido clorhídrico entorno de 6N.
7. El procedimiento de la reivindicación 3, en
donde el ácido hidrolizante es ácido sulfúrico
6N-8N.
8. Un procedimiento para la preparación de
complejos de microelemento/aminoácido a partir de proteína de soja,
que comprende:
mezclar aislado de soja y concentrado de soja en
donde la cantidad de concentrado de soja no excede el 50% en peso de
la mezcla;
adicionar la mezcla lentamente para hidrolizar
ácido calentado a por lo menos 70ºC mientras se agita; y luego
calentar la mezcla de ácido hidrolizante/soja a temperaturas entre
100ºC y 150ºC entre 1 y 12 horas para hidrolizar la proteína para
formar fracciones de aminoácido simples; y luego
hacer reaccionar las fracciones de aminoácido
simples con una fuente de microelemento mineral para formar
complejos de microelemento/aminoácido.
9. El procedimiento de la reivindicación 8, en
donde el microelemento se elige del grupo constituido por cobre,
hierro, manganeso y zinc.
10. El procedimiento de la reivindicación 8, en
donde el ácido hidrolizante se elige del grupo de ácidos clorhídrico
y sulfúrico.
11. El procedimiento de la reivindicación 10 en
donde el ácido hidrolizante es ácido clorhídrico entorno de 6N.
12. El procedimiento de la reivindicación 11, en
donde el ácido hidrolizante es ácido sulfúrico que es
6N-8N.
13. El procedimiento de la reivindicación 9, en
donde el microelemento se deriva de óxidos y sales de ácido
inorgánico del microelemento.
14. Un suplemento mineral complejo de
microelemento aminoácido en donde la fuente de aminoácido se deriva
de una mezcla de aislado de soja y concentrado de soja, que
comprende:
un microelemento elegido del grupo constituido
por cobre, hierro, manganeso y zinc, combinado con una fracción de
aminoácido simple derivada de una mezcla de aislado de soja y
concentrado de soja, no excediendo la cantidad de concentrado el 50%
en peso y
un vehículo apropiado para el complejo de
microelemento/aminoácido.
15. El suplemento mineral de la reivindicación
14, en donde la mezcla de aislado de soja y concentrado de soja se
encuentra entre el 50% en peso y 80% en peso de aislado de soja y de
20% en peso y 50% en peso de concentrado de soja.
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