ES2256765T3 - Proceso para mejorar la pureza y el rendimiento de la sucralosa. - Google Patents
Proceso para mejorar la pureza y el rendimiento de la sucralosa.Info
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Abstract
Un método para purificar la sucralosa a partir de una solución cruda de sucralosa que incluye los pasos de: (a) someter una materia prima que incluye dicha solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de no- cristalización para producir una solución de sucralosa de mayor pureza; (b) llevar a cabo un procedimiento de cristalización sobre dicha solución de sucralosa de mayor pureza para obtener sucralosa cristalina y un licor madre; (c) reciclar al menos una porción de dicho licor madre a dicha materia prima del paso (a); y (d) llevar a cabo al menos tres procedimientos sucesivos adicionales de cristalización sobre dicha sucralosa cristalina.
Description
Procedimiento para mejorar la pureza y el
rendimiento de la sucralosa.
Esta invención se refiere a los procesos para
purificar la sucralosa mediante el uso de un proceso de purificación
de no-cristalización inicial seguido por tres o más
pasos sucesivos de cristalización y el reciclado del licor madre
que queda en cada paso de cristalización para alimentar otro paso de
cristalización o purificación. Esta invención también se refiere a
composiciones de sucralosa, así como composiciones que incluyen las
composiciones de sucralosa de la presente invención. Estas
composiciones pueden ser muy puras y pueden presentar un perfil de
degustación
superior.
superior.
La sucralosa,
4,1',6'-tricloro-4,1',6'-trideoxigalactosucrosa,
un endulcorante con una intensidad de dulzor varias veces la de la
sucrosa, se deriva de la sucrosa mediante la sustitución de los
grupos hidroxilo en las posiciones 4, 1', y 6' por cloro. La
síntesis de la sucralosa es técnicamente retadora debido a la
necesidad de reemplazar selectivamente los grupos de hidroxilo
específicos por átomos de cloro, preservando otros grupos hidroxilo
e incluyendo un grupo hidroxilo primario altamente reactivo. Se han
desarrollado numerosas aproximaciones para esta síntesis. Véase,
por ejemplo, la patente de E.E.U.U. números 4,362,869; 4,826,962;
4,980,463; y 5,141,860. Sin embargo, estas aproximaciones
normalmente proporcionan un producto que contiene niveles variables
de otros compuestos de azúcar tratados con cloro, además de la
sucralosa. A pesar de que se ha dirigido tanto esfuerzo en la
síntesis de la sucralosa, el aislamiento de la sucralosa en la forma
altamente pura a partir de esta mezcla compleja de contaminantes ha
recibido hasta ahora relativamente poca atención. Los últimos
trabajos que se han presentado generalmente implicaban la
cristalización de la sucralosa directamente a partir de la mezcla
de síntesis, un proceso que produce un material con altos niveles de
impureza. La sucralosa, a veces, se purifica a partir de una mezcla
de síntesis mediante cromatografía en gel de sílice. Véase, por
ejemplo, la patente de E.E.U.U número 5,128, 248. Estos
procedimientos, debido al uso de gel de sílice, pueden ser
inadecuados para la producción comercial de un gran volumen de
sucralosa altamente pura. Además, se ha centrado poca atención
relativamente sobre otras aproximaciones para la eliminación de
impurezas de azúcar halogenadas de la sucralosa. La eliminación
eficiente de estas impurezas es importante porque, incluso a
concentraciones bastante bajas, puede tener un impacto adverso
sobre la dulzura, el sabor, y las propiedades modificadores del
sabor de la sucralosa.
Un problema particular que disminuye el
rendimiento y la pureza de la sucralosa es la reluctancia de la
sucralosa para cristalizar bajo condiciones que resultarían en una
rápida cristalización de azúcares no sustituidos en una forma de
cristal relativamente pura. En comparación con las soluciones de
sucrosa, las soluciones saturadas de sucralosa cristalizan de forma
relativamente lentas a pesar de la introducción de cristales
semilla, y la presencia de varios derivados de di-, tri-, y
tetraclorosucrosa interfieren más en la formación de cristales de
sucralosa pura.
Un segundo problema asociado con la purificación
de la sucralosa es la gran cantidad relativamente de sucralosa que
queda en la solución después de la cristalización de la sucralosa,
que reduce el rendimiento total. Esta solución, conocida en el
campo como el "licor madre" o el "recultivo" contiene una
o más impurezas indeseables. Un análisis matemático simple ilustra
el bajo rendimiento obtenido por la purificación basada en
cristalizaciones iterativas cuando la recuperación del material de
los licores madre no se utiliza. Por ejemplo, si el 60% del
material en cada paso de cristalización se recupera en forma de
cristales, el rendimiento total de las cuatro cristalizaciones
iterativas sería de 0.6 X 0.6 X 0.6 X 0.6, o menos del 13%.
Otro problema asociado con la pureza y el
rendimiento de la sucralosa se refiere a la formación de un amplio
rango de hidratos de carbono clorados relacionados durante la
síntesis de la sucralosa, que se eliminan sólo parcialmente durante
la purificación. Estos compuestos relacionados, o las impurezas,
tienen varios grados de dulzura, y pueden interaccionar con los
sistemas de sabor de los productos de comida y bebidas de forma
adversa. Varias fuentes, como la Food and Drug Codex, la Farmacopeia
de Estados Unidos, y la Unión de delegación de expertos sobre
aditivos de la alimentación, han establecido especificaciones para
la sucralosa. Todas estas autoridades permiten las impurezas en la
sucralosa hasta el 2%. Los individuos pueden detectar las
diferencias de dulzura provenientes de las impurezas cuando el
nivel de impureza es tan bajo como de alrededor del 1%, y hasta
niveles más bajos pueden afectar el sabor percibido por los sistemas
de sabor. Por lo tanto, los carbohidratos clorados creados durante
la síntesis de la sucralosa pueden tener un profundo efecto en el
sabor, afectando la calidad del producto final.
Por el contrario, la eliminación de impurezas
puede afectar el sabor, la dulzura, y la apetencia
beneficiosamente.
La sucralosa pura se puede producir mediante la
purificación de los precursores de la sucralosa bloqueados o
parcialmente bloqueados, el desbloqueo de los precursores, y después
mediante el aislamiento de la sucralosa. Otra aproximación es
desbloquear la sucralosa pura y después purificar y aislar la
sucralosa. Otra aproximación es purificar parcialmente los
precursores bloqueados o parcialmente bloqueados de la sucralosa,
desbloquear los precursores, y después purificar y aislar la
sucralosa. En consecuencia, la purificación de estos compuestos
precursores es necesaria para aumentar el rendimiento total de los
pasos de reacción posteriores.
La sucralosa y los precursores de la sucralosa
bloqueados o parcialmente bloqueados se pueden purificar mediante
la cristalización, la extracción líquido-líquido, o
la cromatografía. Se puede utilizar la recristalización, la
re-extracción, y la cromatografía para mejorar la
pureza. A diferencia de la sucrosa y de la mayoría de hidratos de
carbono, sin embargo, la cristalización de la sucralosa y de los
precursores de la sucralosa bloqueados o parcialmente bloqueados a
partir de las soluciones crudas que contienen otros hidratos de
carbono clorados e hidratos de carbono clorados bloqueados o
parcialmente bloqueados produce cristales que contienen cantidades
significativas de estos otros compuestos. Esto está en
contraposición de forma pronunciada con la cristalización de la
sucrosa, que resulta en cristales relativamente puros. En todos los
casos, la recuperación de la sucralosa y de los precursores de la
sucralosa bloqueados o parcialmente bloqueados en el proceso de
cristalización es de menos del 100%, y normalmente de más de
alrededor del 50%, resultando en una pérdida significativa de la
sucralosa durante la
purificación.
purificación.
Se han desarrollado varios métodos relacionados
con la extracción de la sucralosa. Por ejemplo, la Patente de
E.E.U.U. número 4,343, 934, se refiere a la cristalización de la
sucralosa a partir de una solución acuosa, seguido por dos ciclos
de calentamiento del licor madre que permanece, la concentración, la
adición de cristales semilla, y el enfriamiento. Los tres ciclos de
cristalización proporcionaron un rendimiento total del 76.6%. La
Patente de E.E.U.U. número 4,362, 869, muestra el
penta-acetato de
4,1',6'-tricloro-4,1',6'-trideoxigalactosucrosa
(TOSPA) como precursor de la sucralosa en una ruta sintética pero
no identifica impurezas o no recicla los licores madre.
La patente de E.E.U.U. número 4,380, 476, se
refiere a un proceso en el que se purifica TOSPA mediante tres
cristalizaciones sucesivas, seguido por la deacilación para producir
sucralosa, y después una sola cristalización de la sucralosa a
partir del caudal de producto. No se utiliza ninguna extracción de
pre-cristalización, y no se utiliza ningún
reciclaje del licor madre. Este proceso supuestamente consigue una
pureza del 99%; sin embargo, el rendimiento de este proceso es
bastante bajo (5%).
La patente de E.E.U.U número 4,405, 654 se
refiere a unas rutas sintéticas para sintetizar varios derivados de
halosucrosa. Los compuestos se aíslan por cromatografía de
intercambio iónico o por cristalización de solventes como éter de
dietilo, acetato de etilo, y gasolina.
La patente de E.E.U.U número 4,980, 463, se
refiere a varios procesos para purificar
sucralosa-6-benzoato, un precursor
de la sucralosa en algunas rutas sintéticas, que incluye la
cristalización seguido por la recristalización. También se muestra
una cristalización extractiva, que combina extracción y una primera
cristalización en un solo paso. La patente de E.E.U.U número 5,298,
611, se refiere a un proceso de purificación extractiva durante la
cristalización del pentaéster de sucralosa. En este procedimiento,
el pentaéster de sucralosa se presenta en una mezcla de reacción
impura en un solvente como el tolueno. Se añade agua para crear una
mezcla bifásica, que se enfría para inducir la cristalización del
pentaéster de sucralosa. Entonces se purifica la forma de
pentaéster, y se recupera la sucralosa en forma relativamente pura
por hidrólisis del éster. El agua proporciona una segunda fase en
la que se extraen los materiales polares, llevando a la producción
de cristales de pentaéster de sucralosa más
puros.
puros.
La patente de E.E.U.U número 5,498, 709, se
refiere a un proceso en el que se extrae una mezcla de reacción de
sucralosa cruda con acetato de etilo en un equipo de extracción en
corriente ROBATEL. Entonces se concentra la solución de acetato de
etilo de sucralosa hasta un sirope, se disuelve en agua, se trata
con un agente decolorante, se vuelve a concentrar a un sirope, y se
diluye en acetato de etilo. Se simienta la solución con los
cristales de sucralosa, y se deja que la cristalización proceda
durante bastantes días.
La patente de E.E.U.U número 5,530, 106, se
refiere a un proceso en el que se extrae la
sucralosa-6-acetato en una mezcla
de reacción con acetato de etilo (utilizando un grupo de extracción
o un proceso de extracción de contracorriente) y entonces se
cristaliza después de ser combinada con el licor madre de la segunda
cristalización de una partida previa y el segundo cultivo sólido de
la partida previa. En un segundo paso de cristalización, se combina
la sucralosa-6-acetato cristalizada
una vez con el licor madre de la tercera cristalización de una
partida previa y se cristaliza a partir de una mezcla de agua y
acetato de etilo.
Mediante la disolución del material dos veces
cristalizado en una mezcla de agua y acetato de etilo, se lleva a
cabo una tercera cristalización. Este material, que se ha
cristalizado tres veces, se deacetila y se purifica para producir
sucralosa.
La discusión que se ha expuesto anteriormente
identifica la necesidad no cubierta de un proceso de purificación
de la sucralosa que produzca composiciones de sucralosa de mejor
pureza y que también minimice la pérdida total de sucralosa durante
el proceso de purificación.
La presente invención se refiere a la producción
de sucralosa de alta pureza y con un alto rendimiento que incluya
un primer paso de proceso de no-cristalización que
elimine una porción sustancial de las impurezas presentes después
de la terminación de la síntesis, seguido por un proceso de una o
más cristalizaciones sucesivas y disoluciones opcionales, y las
subsiguientes recristalizaciones. En una realización, se recicla al
menos una porción del licor madre de uno o más pasos de
cristalización en un primer paso de cristalización o en el paso de
extracción de no-cristalización. Un descubrimiento
importante es que el reciclaje del licor madre, en un primer paso
de cristalización, proporciona una mejora significativa en el
rendimiento y mejora la eficiencia del proceso de recristalización.
Esto ocurre porque el licor madre de cada cristalización
subsiguiente, en general, presenta unos niveles más bajos de
impurezas que las soluciones de sucralosa utilizadas en las primeras
cristalizaciones, resultando en índices de cristalización más
rápidos y en la formación de cristales más puros que los que se
obtendrían de otra manera.
Además, el primer paso de extracción de
no-cristalización utilizado elimina diferentes
impurezas que las que se eliminan por cristalización. Por lo tanto
el reciclaje de licores madre de las cristalizaciones en el paso de
extracción de no-cristalización proporciona una
manera de mejorar eficientemente la pureza de la sucralosa. La
combinación de estos dos procedimientos produce composiciones de
sucralosa de mayor impureza que se haya conseguido
anteriormente.
anteriormente.
Una realización de la presente invención incluye
métodos para purificar sucralosa a partir de una solución cruda de
sucralosa que incluye los pasos de:
a) someter una solución cruda de sucralosa a un
paso de extracción de no-cristalización para
producir una solución de sucralosa de mayor pureza;
b) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre la solución de sucralosa de mayor pureza para
obtener sucralosa cristalina y un licor madre;
c) reciclar al menos una porción del licor madre
a dicha materia prima de la solución (a); y
d) llevar a cabo al menos tres procedimientos de
cristalización sobre dicha sucralosa cristalina
En esta realización, el paso (a) se puede llevar
a cabo más de una vez.
Además, el paso de reciclaje se puede llevar a
cabo más de una vez dónde el paso (a) se lleva a cabo una sola vez,
o más de una vez. El paso (b) también se puede llevar a cabo al
menos tres veces, cuatro veces, cinco veces o más de cinco veces,
dónde el paso (a) y los pasos de reciclaje se llevan a cabo una vez,
o más de una vez. El paso (a) también se puede elegir del grupo que
consiste en una extracción líquido-líquido, una
precipitación extractiva, cromatografía, precipitación seguido por
lavado de solvente y formación derivativa seguido por extracción o
destilación. Este paso (a) también se puede llevar a cabo en forma
de una operación por grupos o en forma de una operación
continua.
continua.
Otra realización de la presente invención incluye
métodos para purificar la sucralosa a partir de una solución cruda
de sucralosa, que comprenda los pasos de;
a) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre la solución cruda de sucralosa para obtener
sucralosa cristalina y un primer licor madre;
b) disolver la sucralosa cristalina para obtener
una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una
sucralosa cristalina más pura y un licor madre adicio-
nal;
nal;
c) llevar a cabo el paso (b) al menos dos veces
adicionales; y
d) reciclar el licor madre obtenido a partir de
uno o más procedimientos de cristalización en una o más de las
soluciones de sucralosa utilizadas en el primer procedimiento de
cristalización.
Otra realización de la presente invención incluye
métodos para purificar la sucralosa a partir de una solución cruda
de sucralosa, que comprenda los pasos de;
- a)
- someter una materia prima que incluya dicha solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de no-cristalización para obtener una solución de sucralosa de mayor pureza;
- b)
- disolver la sucralosa cristalina para obtener una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento de cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una sucralosa cristalina más pura y un licor madre adicional;
- c)
- disolver dicha sucralosa cristalina para obtener una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento de cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una sucralosa cristalina más pura y un segundo licor madre; y
- d)
- repetir el paso (c) al menos dos veces adicionales para obtener sucralosa más purificada y al menos una vez más el licor madre; dónde uno o más de dichos licores madre se añaden a la materia prima de dicho paso (a).
En esta realización, el paso (a) se puede llevar
a cabo más de una vez. El paso de "llevar a cabo" también se
puede llevar a cabo al menos tres veces, cuatro veces, cinco veces,
o más de cinco veces, dónde el paso (a) se lleva a cabo una vez o
más de una vez. Todos los pasos en esta realización se pueden llevar
a cabo en forma de operación por grupos o como operaciones
continuas.
Otra realización de la presente invención incluye
un método para purificar sucralosa a partir de una solución de
sucralosa cruda que incluye los pasos de:
a) someter una materia prima que comprende dicha
solución de sucralosa cruda a un paso de purificación de
no-cristalización para obtener una solución de
sucralosa de mayor pureza;
b) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre dicha solución de sucralosa de mayor pureza
para obtener sucralosa cristalina y un primer licor madre;
c) disolver dicha sucralosa cristalina para
obtener una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento
de cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una
sucralosa cristalina más pura y un segundo licor madre; y
d) repetir el paso (c) al menos dos veces
adicionales para obtener una sucralosa más purificada y al menos un
licor madre adicional;
dónde dicho licor madre de cualquiera de los
procedimientos de cristalización se recicla a uno o más
procedimientos de cristalización de etapas anteriores. En esta
realización, el paso (a) se puede llevar a cabo más de una vez. El
paso (b) también se puede llevar a cabo al menos tres veces, cuatro
veces, cinco veces, o más de cinco veces, dónde el paso (a) se
lleva a cabo una vez o más de una vez. Todos los pasos en esta
realización se pueden llevar a cabo en forma de operación por
grupos o como operaciones continuas.
La presente invención también incluye métodos
para purificar sucralosa a partir de una solución cruda de sucralosa
que comprende los pasos de:
- a)
- someter una solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de no-cristalización para obtener una solución de sucralosa de mayor pureza
- b)
- llevar a cabo un procedimiento de cristalización sobre dicha solución de sucralosa de mayor pureza para obtener sucralosa cristalina y un licor madre
- c)
- reciclar al menos una porción del licor madre a dicha materia prima utilizada en el paso(a); y
- d)
- llevar a cabo al menos tres procedimientos más de cristalización sucesivas sobre dicha sucralosa cristalina para obtener una composición de sucralosa cristalina final en la que el nivel de azúcares clorados sea menor de alrededor de un 0.2% de la composición en peso.
También se puede purificar la composición final
de sucralosa cristalina a índices de alrededor de 500:1, hasta
alrededor de 750:1 y hasta alrededor de 1000:1 de sucralosa respeto
a sucralosa acilada, sales orgánicas o inorgánicas, carbohidratos,
o derivados halogenados. Los derivados de los azúcares halogenados
pueden incluir acetato de diclorosucrosa,
6,1',6'-triclorosucrosa,
4,6,6'-triclorosucrosa,
4,1',4',6'-tetraclorogalactotagatosa,
4,1',6'-triclorogalactosucrosa-6-acetato,
y 4,6,1',6'-tetraclorogalactosucrosa,
4,1'-diclorogalactosucrosa,
3',6'-dicloroanhidrosucrosa,
4,6'diclorogalactosucrosa, 1',6'-diclorosucrosa,
6,6'-diclorosucrosa, y
4,1',6'-triclorosucrosa.
La presente invención se puede utilizar para
proporcionar soluciones acuosas que contengan las composiciones de
sucralosa purificadas derivadas de cada una de las incorporaciones
mencionadas anteriormente. Las incorporaciones adicionales de las
composiciones de sucralosa purificadas pueden contener conservantes
adicionales como ácido sórbico, ácido benzoico, o ácido
dihidroxibenzoico, y sus sales que son adecuadas para la ingestión
humana. Los productos incluyen bebidas, combinación de
endulcorantes, artículos de consumo y los productos endulcorantes
pueden también contener las composiciones de sucralosa purificadas
de la presente invención. Los métodos de la presente invención son
aplicables a la purificación de los compuestos distintos a la
sucralosa. De forma específica, estos procedimientos pueden ser
utilizados de forma similar para purificar varios compuestos de
triclorogalactosucrosa sustituidos por hidroxilo que, por ejemplo,
son precursores de la sucralosa en varias rutas sintéticas de la
sucralosa. Además, los procesos descritos aquí se pueden utilizar
para producir preparaciones relativamente puras de otros mono-,
di-, tri-, y tetraclorosucrosas, que también presentan otras
propiedades del sabor distintas y que se pueden utilizar para
modificar las propiedades de dulzura de varios comestibles.
Otros objetivos, características y ventajas de la
presente invención serán más claras en la siguiente descripción
detallada. La descripción detallada y los ejemplos específicos, a
pesar de que indican incorporaciones específicas de la invención,
se proporcionan sólo de modo ilustrativo.
La Figura 1 proporciona un gráfico que describe
el efecto de varios factores sobre la recuperación de la sucralosa
asociados con varios procesos de cristalización.
La Figura 2 proporciona un gráfico que describe
el efecto de varios factores sobre la recuperación de la sucralosa
asociados con varios procesos de cristalización.
La Figuras 3a y 3b proporcionan un gráfico que
describe el efecto de varios factores sobre la recuperación de la
sucralosa asociados con varios procesos de cristalización.
La Figura 4 proporciona un diagrama de flujo de
un método de recuperación del licor madre de concentración seguido
por recristalización.
La Figura 5 proporciona un diagrama de flujo de
un método en qué los licores madre de los múltiples pasos de
cristalización se combinan antes de la concentración y la
recristalización.
La Figura 6 proporciona un diagrama de flujo de
un método de recuperación del licor madre de múltiple cultivo en
qué el licor madre se somete a operaciones sucesivas de
concentración y cristalización.
La Figura 7 proporciona un diagrama de flujo de
varias aproximaciones preferidas para la recuperación de la
sucralosa o de los precursores de la sucralosa parcialmente
bloqueados.
La Figura 8 proporciona un diagrama de flujo de
un método para purificar el precursor de sucralosa acilado o
sustituido de otra manera por cristalización con reciclaje del licor
madre, seguido por la eliminación del grupo bloqueador y con
cristalización adicional.
La Figura 9 proporciona un gráfico de un análisis
de la sucralosa purificada de la presente invención.
La Figura 10a proporciona un gráfico del efecto
de las impurezas sobre la recuperación de la sucralosa por
cristalización.
La Figura 10b proporciona un gráfico que describe
la sucralosa retenida en el licor madre comparado con el nivel de
impureza.
La Figura 10c proporciona un gráfico que describe
el rendimiento de la sucralosa comparado con el nivel de
impureza.
Se entiende que la presente invención no está
limitada a las metodologías, protocolos, solventes, y reactivos,
etc., particulares que se describen aquí, ya que estos pueden
variar. También se entiende que la terminología utilizada aquí se
utiliza con el propósito de describir sólo las incorporaciones
particulares, y no pretende limitar el objetivo de la presente
invención. Se debe subrayar que tal y como se utiliza aquí, y en las
reivindicaciones anexadas, las formas singulares
"un,""una," y "el" incluyen referencia plurales a no
ser que en el contexto se indique claramente lo contrario. Así, por
ejemplo, una referencia a "un solvente" es una referencia a uno
o más solventes e incluye equivalentes conocidos por aquellos
especialistas en el campo.
A no ser que se indique lo contrario, todos los
términos técnicos y científicos utilizados aquí tienen el mismo
significado que se entienden normalmente por un especialista común
en el campo del que pertenece la invención. Los métodos, aparatos,
y materiales preferidos se describen, a pesar que cualquier método y
material similar o equivalente a aquellos que se describen aquí se
puede utilizar en la práctica o en la prueba de la presente
invención.
Operación por grupos: tal y como se
utiliza aquí describe un procedimiento en el que una cantidad fija
de materiales se introducen en un proceso, y se recuperan los
productos obtenidos a partir de esta cantidad fija de entrada antes
de la adición de más material de entrada.
Bebidas: tal y como se utiliza aquí
incluye cualquier bebida carbonada o no-carbonada
como cola, cola dietética, soda, soda dietética, cóctel de zumos,
cerveza de raíz, cerveza de abedul, cualquier bebida de manantial,
zumo de frutas con gas, agua, agua con gas, agua tónica, bebidas
deportivas y agua mineral natural.
Las bebidas también pueden incluir cualquier
bebida alcohólica o no-alcohólica como la cerveza,
incluyendo ale, pilsner, lager o su derivación, licor de malta,
vino negro, vino blanco, vino gasificado, vino licoroso, vino
refrescante, vino verde, cualquier mezcla
pre-preparada de cóctel incluyendo margarita mix,
sour mix, o daiquiri mix, cualquier fruta fermentada o bebida de
te, licor fuerte, y cualquier licor con sabor como brandy,
aguardiente, bitters, o cordial. Las bebidas pueden incluir
cualquier producto de mantequería, de leche, o de crema o cualquier
sustituto de mantequería, crema o leche como half & half, crema
no-láctea, crema en polvo, crema en polvo,
productos de leche de soja y productos libres de lactosa. Las
bebidas también pueden incluir cualquier zumo de fruta o vegetales
en forma entera, concentrada, o en polvos y cualquier combinación
de zumos de fruta y vegetales u otras bebidas.
Las bebidas también pueden incluir café,
cualquier bebida de café, cualquier sirope de aroma de café, te, te
helado, y cacao, así como cualquier combinación de cualquiera de los
anteriores.
Sucralosa bloqueada: tal y como se utiliza
aquí se refiere a moléculas de sucralosa sobre las que alguno o
todos los grupos hidroxilo que quedan se han bloqueado por
esterificación o de otra manera.
Endulcorante de combinación: tal y como se
utiliza aquí incluye cualquier combinación o permutación de
endulcorantes, incluyendo combinaciones de sucralosa, sacarina,
aspartamo, acesulfamo de potasio, ciclamato, alitamo, steviosida,
glucosa, fructosa, levulosa, maltosa, lactosa, alcohol de cualquier
azúcar, sorbitol, xilitol, y manitol.
Artículo de consumo: tal y como se utiliza
aquí incluye productos de fruta como compota de manzana, compotas,
gelatinas, mermeladas, tentempié de fruta, mantecas de fruta, y
producto para untar de fruta. Los artículos de consumo también
pueden incluir cualquier producto de mantequería, de leche, o de
crema como el queso, el helado, y el yogurt. El artículo de consumo
incluye horneados como pan, douglmuts, pasteles, pastel de queso,
danishes, repostería, tartas, rosquillas, galletas, bollos,
galletitas, bizcochos, y obleas. Los artículos de consumo incluyen
productos de cereales como cereales froides, sémolas, cereales
calientes, mezclas de granola, harina de avena, y semilla de
pájaro. Los artículos de consumo incluyen condimentos como
mantequilla, manteca de cacahuete, nata montada, crema agria, salsa
BBQ, chili, sirope, caldo, mayonesa, olivas, condimentos, sazonador,
conservas en vinagre, salsa, refrigerio de salsa, ketchup, salsa
picante, mostaza, aliño para ensalada , y pimientos en vinagre.
Los artículos de consumo incluyen comida de
refrigerio como pudín, barras de caramelo, caramelos solubles,
productos de chocolate, piruletas, mascada de frutas, bombones,
chicles, chicle de globo, ositos de goma, melcocha, rellenos de
pastel, almíbares, refrigerios de gel, menta, palomitas, patatas
fritas y galletas cubiertas con sal. Los artículos de consumo
incluyen productos cárnicos como perrito caliente, conservas de
pescado, salchicha, carnes preparadas, carnes enlatadas, carnes
deshidratadas, y carne enlatada. Los artículos de consumo incluyen
sopas, consomé, y bullion. Los artículos de consumo incluyen
productos dentales como pasta de dientes, hilo de higiene dental,
enjuague bucal, adhesivos dentales, esmaltes blanqueadores,
tratamientos con flúor, y geles de cuidado dental.
Los artículos de consumo incluyen artículos de
cosmética como cremas de pintalabios, bálsamos de labio,
abrillantador de labios y aceite de petróleo. Los artículos de
consumo incluyen artículos terapéuticos como inhalador
anti-tabaco, sustitutos del tabaco, composiciones
farmacéuticas, medicamentos masticables, jarabes para la tos,
pulverizadores para la garganta, grageas para la garganta,
pastillas contra la tos, productos antibacterianos, revestimientos
de píldoras, cápsula de gelatina, preparaciones de fibra solubles,
antiácidos, núcleos de pastilla, composiciones líquidas de
absorción rápida, composiciones de espuma estable, formas de
dosificación farmacéuticas que se desintegran rápidamente,
concentrados de bebidas con propósitos médicos, suspensiones
farmacéuticas acuosas, composiciones de concentrados líquidos y
soluciones de ácido sórbico estabilizados. Los artículos de consumo
incluyen productos nutricionales como barras que sustituyen las
comidas, batidos que sustituyen las comidas, suplementos
dietéticos, mezclas de proteínas, barras de proteínas, barras de
control de carbohidratos, barras de carbohidratos bajos,
suplementos de las comidas, soluciones de electrolitos, productos de
suero de proteína, modificadores de la respuesta metabólica,
bebidas de control del apetito, y pulverizadores de equinácea. Los
artículos de consumo incluyen comida de animal como comida de perro
y gato, y de pájaro. Los artículos de consumo incluyen comida como
comida de bebé. Los artículos de consumo incluyen productos del
tabaco como tabaco de pipa, tabaco de cigarro y tabaco para
masticar.
masticar.
Operación continua: tal y como se utiliza
aquí incluye los procedimientos en los que el producto se puede
eliminar del proceso mientras que se puede añadir el producto de
entrada; la limitación del producto o la adición del producto de
entrada puede ser incrementada, discontinua, o con un índice
constante. Aquellos especialistas en el campo con facilidad
reconocerán que los términos "operación por grupos" y
"operación continua" son algún tanto arbitrarios, y que
bastantes operaciones intermediarias son posibles entre las
operaciones por grupos puras y los procesos continuos puros. Las
incorporaciones de la presente invención se pueden practicar con
facilidad con este gran rango de operaciones posibles.
Sucralosa cruda: tal y como se utiliza
aquí incluye sucralosa mezclada con otros azúcares clorados, así
como sucralosa y otros azúcares clorados sobre los que alguno o
todos los grupos hidroxilo que permanecen después de la cloración
pueden estar bloqueados por esterificación o de otra manera conocida
por aquellos especialistas en el
campo.
campo.
Cristalización: tal y como se utiliza aquí
incluye los procesos en los que una solución está saturada o
supersaturada con respecto al componente disuelto, y que se
consigue la formación de cristales de este componente. La iniciación
de la formación del cristal puede ser espontánea, o puede necesitar
la adición de cristales semilla. Tal y como se utiliza aquí, la
cristalización también describe la situación en la que un material
sólido o líquido se disuelve en un solvente para producir una
solución que después se satura o se sobresatura para obtener
cristales. En el término también se incluye la cristalización de los
procesos secundarios de lavado de cristales con uno o más
solventes, el secado de cristales y la recogida del producto final
obtenido.
Operación de extracción: tal y como se
utiliza aquí incluye procedimientos que se pueden llevar a cabo
sobre un licor madre para eliminar las impurezas a partir del licor
madre. La operación específica se puede seleccionar a partir de
cualquier número que puede ser adecuado para eliminar las impurezas
indeseables. Estas operaciones pueden incluir, pero no se limitan
a, destilación, extracción de solvente, cromatografía, y derivación
seguido por la eliminación del material derivado.
Impureza: tal y como se utiliza aquí
incluye los compuestos distintos a la sucralosa e incluye productos
de cualquier número de procesos para sintetizar sucralosa que no
sean sucralosa.
Las impurezas incluyen cualquier derivativo de
sucrosa monocloro-, dicloro-, tetracloro-, y pentacloro- y
cualquier otro disacárido derivado de la sucrosa, así como cualquier
derivativo de tricloro distinto a sucralosa, presente en forma
libre o como éster de ácidos carboxílicos.
Las impureza incluyen cualquiera de los derivados
de azúcar halogenados dentro de las Tablas de la 1 a la 4, como
acetato de diclorosucrosa, 6,1',6'-triclorosucrosa,
4,6,6'-triclorosucrosa,
4,1',4',6'-tetraclorogalactotagatosa,
4,1',6'-triclorogalactosucrosa-6-acetato,
4,6,1',6'-tetraclorogalactosucrosa,
4,1'-diclorogalactosucrosa,
3',6'-dicloroanhidrosucrosa,
4,6'-diclorogalactosucrosa,
1',6'-diclorosucrosa,
6,6'-diclorosucrosa,
4,1',6'-triclorosucrosa,
4,6,6'-triclorogalactosucrosa,
4,1',5'-triclorogalactosucrosa-6-acetato,
y 4,6,6'-triclorogalactosucrosa. Incluyen cualquier
sal orgánica o inorgánica, carbohidrato, o sucralosa acilatada.
Reciclado de un licor madre: tal y como se
utiliza aquí se refiere a la práctica de la adición del licor madre
a otra solución de sucralosa antes de, o durante, su cristalización.
El licor madre se puede concentrar más o purificar más antes del
reciclaje. La recuperación de una porción sustancial de la sucralosa
que permanece de este licor madre puede ser esencial para conseguir
un rendimiento del proceso económicamente aceptable.
Solvente: tal y como se utiliza aquí
incluye un líquido que puede disolver otra sustancia.
Producto endulcorante: tal y como se
utiliza aquí incluye cualquier producto que incluye cualquier
combinación o permutación de sucralosa y/o cualquier otro
endulcorante, incluyendo sacarina, aspartamo, acesulfamo de
potasio, ciclamato, alitamo, steviosida, glucosa, sucrosa, fructosa,
sucrosa, levulosa, maltosa, lactosa, cualquier alcohol de azúcar,
sorbitol, xilitol, y manitol.
Uno de los retos significativos en la producción
comercial de sucralosa de alta pureza es el bajo rendimiento que
acompaña la cristalización y recristalización secuencial de la
sucralosa.
A medida que la sucralosa obtenida por
cristalización se vuelve cada vez más pura, el licor madre residual
contiene una proporción aumentada de sucralosa y una proporción
disminuida de impurezas de carbohidrato clorado. Así pues, es
deseable recuperar una porción sustancial de la sucralosa presente
en varios licores madre sin disminuir la pureza del producto final.
En un aspecto, la presente invención pretende remediar los problemas
tradicionales asociados con la extracción y/o la purificación de la
sucralosa mediante la combinación de una extracción
no-cristalina inicial con otros procesos como la
extracción cristalina y el reciclado del licor madre. Estos pasos,
o procesos, se pueden combinar en cualquier orden y se pueden
repetir cualquier número de veces. La extracción cristalina se
lleva a cabo preferiblemente al menos tres veces.
Un aspecto de esta invención incluye métodos para
recuperar eficientemente la sucralosa presente en los licores madre
mientras que se limita la rerealización de las impurezas de los
licores madre al producto final de sucralosa purificado. En los
métodos de la presente invención, la mezcla de sucrosa clorada
normal puede contener una mezcla de compuestos como, por ejemplo,
tal y como se describe en la patente de E.E.U.U número 5,977,
349.
Los tipos de compuestos presentes en esta mezcla
clorada pueden variar de acuerdo con la ruta sintética que se
utilice, y con las condiciones particulares de la síntesis. La Tabla
1 de más abajo muestra los niveles de sucralosa y las varias
impurezas en materiales representativos obtenidos mediante el
procedimiento sintético que puede preceder el procedimiento de
purificación descrito en esta divulgación. Estos procedimientos son
fácilmente disponibles y son conocidos por aquellos especialistas en
el campo. Además, uno puede utilizar específicamente las
metodologías extractivas tal y como se divulga en la aplicación de
la patente provisional de E.E.U.U. titulada "Extractive Methods
for purifying Sucralose" incluida aquí. Esta invención se puede
aplicar ampliamente, y no está limitada por el perfil particular de
las impurezas que resultan de una ruta sintética. En general, la
sucralosa puede incluir al menos un 40% en peso de todos los
derivados de la sucrosa en la composición de sucralosa cruda. La
mezcla clorada puede ser un material sólido, o puede ser una
solución en agua u otro solvente aceptable. Si la mezcla clorada es
sólida, se convierte preferiblemente a una solución antes de su
purificación en el proceso descrito
aquí.
aquí.
| Composición de sucrosa cruda representativa | |
| Componente | Composición (% en peso de solución) |
| Sucralosa | 3.252 |
| 4,1'-diclorogalactosucrosa | 0.138 |
| 3',6'-anhidrogalactosucrosa | 0.165 |
| 4,6'-diclorogalactosucrosa | 1.115 |
| 1',6'-dicloroscurosa | 0.394 |
| 6,6'-diclorosucrosa | 0.075 |
| 4,1',6'-triclorosucrosa | 0.079 |
| 6,1',6'-triclorogalactosucrosa | 0.302 |
| 4,6,6'-triclorosucrosa | 0.273 |
| 4,1',4',6'-tetraclorogalactotagatosa | 0.110 |
| 4,1',6'-triclorogalactosucrosa-6-acetato | 0.030 |
| 4,6,1',6'-tetraclorogalactosucrosa | 0.410 |
Un aspecto de la presente invención intenta
eliminar las impurezas que interfieren con la cristalización a
través de la purificación de la sucralosa mediante un paso de
extracción de no-cristalización, una extracción de
cristalización y el reciclaje del licor madre, y viceversa. En
consecuencia, tal y como se describe más adelante, el uso de
múltiples cristalizaciones acompañado por los pasos de reciclaje del
licor madre puede producir una composición de sucralosa que es más
pura que cualquiera de las descritas previamente, mientras que se
mantiene el rendimiento alto total importante para un proceso
comercial.
Los pasos del proceso individuales que se
describen en esta invención, en general, se pueden llevar a cabo en
forma de operación por grupos u operaciones continuas y pueden
incluir uno o más pasos de extracción y/o de cristalización.
Mediante la combinación de la extracción y la cristalización, se
pueden eliminar los carbohidratos clorados indeseables o los
carbohidratos bloqueados o parcialmente bloqueados indeseables para
incrementar la pureza de la sucralosa. La combinación de la
extracción con la cristalización puede producir una gran
recuperación de la sucralosa.
En una realización, la presente invención puede
incluir una purificación de no-cristalización
inicial de una solución cruda de sucralosa para reducir el nivel de
impurezas en la solución.
La extracción del solvente, por ejemplo, se puede
utilizar en este aspecto de la presente invención. También se
pueden utilizar otras alternativas, incluyendo cromatografía,
precipitación con o sin anti-solvente seguido por
el lavado, o la formación de derivados, seguido por la extracción o
la destilación, como aquellas que se divulgan en la patente de
E.E.U.U. números 4,980,463; 5,034,551; 5,498,709; 5,530,106; y la
aplicación provisional de E.E.U.U. titulada "Extractive Methods
for purifying sucralose".
En una aproximación a la extracción de solvente,
se pueden utilizar un amplio rango de solventes de extracción,
incluyendo, pero no limitado a , n-pentano,
n-hexano, Freon® TF; n-heptano, éter
de dietilo, 1,1,1-tricloroetano,
n-dodecano, aguarrás, turpentina, ciclohexano,
acetato de amilo, tetracloruro de carbono, xileno, acetato de
etilo, tolueno, tetrahidrofurano, benzeno, cloroformo,
tricloroetileno, acetato de etilglicol, metiletilcetona, acetona,
alcohol de diacetona, dicloruro de etileno, cloruro de metileno,
butiletilglicol (D, piridina, etilglicol X3, morfolino,
dimetilformamida, alcohol de n-propilo, alcohol de
etilo, sulfóxido de dimetilo, alcohol de n-butilo,
alcohol de metilo, propilenglicol, etilenglicol, glicerol, y agua.
Los solventes preferiblemente permiten la formación de dos fases
separables que pueden exhibir preferiblemente diferentes
solubilidades para la sucralosa y otros carbohidratos clorados no
deseados. En una realización específica, se puede utilizar un
sistema de acetato de etilo y agua para la extracción. Esta
combinación de solvente puede proporcionar una buena extracción así
como un bajo coste y perfiles de seguridad de los solventes
utilizados favorables. En esta aproximación se puede utilizar un
amplio rango de equipos de extracción, abarcando desde mezcladores
por grupos hasta extractores contracorriente de multifase continuos.
En una realización preferida, la proporción de acetato de etilo
respeto agua puede ser de alrededor de 3:1.
La Figura 1 muestra el efecto de varios factores
sobre la recuperación en cada cristalización y sobre la recuperación
total, en particular el efecto total de la eliminación de impurezas
antes de la cristalización. Para conseguir un alto rendimiento y
bajas impurezas, las impurezas se pueden eliminar antes de la
cristalización.
Con referencia a la Figura 1, 45,4 kg (100
libras) de sucralosa se introducen al sistema (col. C, línea 11)
junto con 45,4 kg (100 libras) de impurezas (col. C, línea 31). No
se eliminan las impurezas antes de la primera cristalización.
Después de la primera cristalización, se producen
20,4 kg (45 libras) de cristales (col. C, línea 14) y se producen
37,6 kg (83 libras) de licor madre (col. C, línea 15). Se elimina el
licor madre del sistema.
A continuación, los cristales de la primera
cristalización se recristalizan. La alimentación total al
recristalizador es de 20,4 kg (45 libras)(col. C, línea 17), que se
ha producido mediante la primera cristalización.
La recristalización produce 7,71 kg (17 libras)
de cristales de sucralosa (col. C, línea 18) y 12,7 kg (28 libras)
de licor madre (col. C, línea 19). Se recicla el licor madre y la
alimentación total al sistema, a un equilibrio de régimen
permanente, es de 112,7 kg (28 libras) (col. C, línea 13). El
proceso total produce 7,71 kg (17 libras) de sucralosa o 17% de la
alimentación al sistema (col. C, línea 28).
Este mismo proceso también se analiza mediante la
eliminación de impurezas en la Figura 1. Tal y como se ha descrito
previamente, 45,4 kg (100 libras) de impurezas se encuentran
presentes inicialmente en el sistema (col. C, línea 31). No se
eliminan impurezas antes de la cristalización. Después de la primera
cristalización, hay 4,99 kg (11 libras) de impurezas en los
cristales (col. C, línea 35) y 44,9 kg (99 libras) de licor madre
(col. C, línea 35). Se elimina el licor madre del sistema.
A continuación, los cristales y las impurezas de
la primera cristalización se recristalizan. La alimentación total
al sistema es de 4,99 kg (11 libras) de cristales y de impurezas
(col. C, línea 37), que se produjo mediante la primera
cristalización. La recristalización produce 1 libra de impurezas en
los cristales (col. C, línea 38) y 4,54 kg (10 libras) de licor
madre (col. C, línea 39). Se recicla el licor madre y la
alimentación total es de 49,9 kg (110 libras) (col. C, línea 33).
La eliminación de impureza total es de 98.90% (col. C. línea 48).
Como consecuencia, a pesar que la mayoría de las impurezas se
eliminan de la alimentación inicial, el rendimiento de sucralosa es
muy bajo.
Por el contrario, las impurezas se eliminan antes
de la primera cristalización, el rendimiento de la sucralosa se
puede aumentar. Con referencia otra vez a la Figura 1, col. D, la
mitad de las impurezas se pueden eliminar del sistema mediante uno
o más de los métodos de extracción descritos anteriormente. En este
ejemplo, 45,4 kg (100 libras) de sucralosa se alimentan al sistema
(col. D, línea 11) y 50 libras de impurezas se alimentan al sistema
(col. D, línea 31).
Después de la primera cristalización, se producen
25,9 kg (57 libras) de cristales (col. D, línea 14) y se producen
33,6 kg (74 libras) de licor madre (col. D, línea 15). Se elimina el
licor madre del sistema.
A continuación, los cristales de la primera
cristalización se recristalizan. La alimentación total al
recristalizador es de 25,9 kg (57 libras) (col. D, línea 17), que
se produjo mediante la primera cristalización.
La recristalización produce 11,8 kg (26 libras)
de cristales de sucralosa (col. D, línea 18) y 14,1 kg (31 libras)
de licor madre (col. D, línea 19). Se recicla el licor madre y la
alimentación total es de 59,4 kg (131 libras) (col. D, línea 13).
El proceso total produce 11,8 kg (26 libras) de sucralosa o el 26%
de la alimentación al sistema (col. C, línea 28), que es un
rendimiento significativamente superior que cuando las impurezas no
se eliminan antes de la cristalización y es una mejora del 155%
sobre los procesos sin la eliminación de la impurezas (col. D,
línea 29).
El mismo proceso también se analiza mediante la
eliminación de impurezas en la Figura 1. Tal y como se ha descrito
anteriormente, 45,4 kg (100 libras) de impurezas están presentes
inicialmente en el sistema. La mitad de las impurezas se pueden
eliminar antes de la cristalización, dejando 22,7 kg (50 libras) de
impurezas (col. D, línea 31). Después de la primera cristalización,
se encuentran 2,27 kg (5 libras) de impurezas en los cristales
(col. D, línea 34) y 22,2 kg (49 libras) de licor madre (col. D,
línea 35). Se elimina el licor madre del sistema.
A continuación, los cristales y las impurezas
provenientes de la primera cristalización se recristalizan. La
alimentación total al sistema es de 2,27 kg (5 libras) de cristales
e impurezas (col. D, línea 37), que se produjo mediante la primera
cristalización. La recristalización produce 454 g (1 libra) de
impurezas en los cristales (col. D, línea 38) y 2,27 kg (5 libras)
de licor madre (col. D, línea 39).
Se recicla el licor madre y la alimentación total
es de 24,9 kg (55 libras) (col. D, línea 33). La eliminación total
de impurezas es del 98.90% (col. D, línea 48). Por lo tanto, a pesar
que el porcentaje de impurezas eliminadas es el mismo que cuando
las impurezas no se eliminan antes de la cristalización, el
rendimiento de la sucralosa es superior. Este efecto es más
pronunciado con más pasos de cristalización tal y como se muestra
en la Figura 1, columnas E, F, y G.
En la columna E, no se eliminan las impurezas
antes de la cristalización y la alimentación se cristaliza
inicialmente y el licor madre resultante se elimina, tal y como se
ha descrito anteriormente. La primera cristalización se sigue de
tres recristalizaciones posteriores dónde se recicla el licor madre
resultante. Este proceso produce una recuperación del 9% de
sucralosa (col. E, línea 28) y resulta en una eliminación total de
las impurezas del 99.99% (col. E, línea 48). El proceso utilizado
en la Columna F es el mismo que en la columna E, excepto que la
mitad de las impurezas se eliminan antes de cualquier
cristalización. Este proceso produce una recuperación de sucralosa
del 17% (col. F, línea 28) y una eliminación de la impurezas total
de 99.99% (col. F, línea 48), que es una mejora del 186% sobre el
proceso sin eliminación de impurezas (col. F, línea 29).
Además, si el 75% de impurezas se eliminan antes
de cualquier paso de cristalización, la recuperación de sucralosa
es aun mayor (col. G). La eliminación del 75% de impurezas a través
de la extracción antes de la cristalización produce una
recuperación del 25% de sucralosa (col. G, línea 28) y una
eliminación de las impurezas total del 99.99% (col. G, línea 48).
Este análisis muestra que una mejora en la recuperación de sucralosa
total se puede llevar a cabo mediante la eliminación de las
impurezas antes de la cristalización.
La purificación de sucralosa por cristalización
puede ser un proceso iterativo que incluye preparar una solución de
sucralosa saturada o sobresaturada, exponer la solución a
condiciones que permitan la cristalización (que puede incluir la
adición de cristales semilla), recoger los cristales obtenidos,
después re-disolver estos cristales seguido por la
concentración para obtener la solución saturada o sobresaturada, y
dejar que ocurra la formación del cristal. En una realización, cada
paso de cristalización puede mejorar la pureza de sucralosa
alrededor de 2 a 5 veces la del material de partida en este
paso.
La Figura 2 muestra que si se aumenta el número
de cristalizaciones no se anula o mitiga el efecto de una
extracción no-cristalina (es decir, eliminación de
impurezas). Por ejemplo, en el proceso utilizado para crear los
datos de la Figura 2, la alimentación al sistema se cristalizó una
vez, se recristalizó tres veces o más, seguido por la
recristalización del licor madre, con un total de cinco
cristalizaciones. De hecho, tres, cuatro, cinco o más que cinco
cristalizaciones sucesivas o no-sucesivas se
contemplan dentro del alcance de los métodos de la presente
invención. El proceso básico utilizado fue el mismo que el utilizado
en la Figura 1, con la excepción que se llevó a cabo la
cristalización del licor madre. Sin embargo, el efecto de la
extracción no-cristalina inicial es aun
pronunciado. En especial, la recuperación total de sucralosa es del
27% para un total de cinco cristalizaciones cuando no se eliminan
las impurezas a través de una extracción
no-cristalina (col. D, línea 32). Cuando se
eliminan el 50% de las impurezas utilizando una extracción
no-cristalina antes de la cristalización, la
recuperación total de sucralosa aumenta hasta un 39% (col. E, línea
32). Además, si el 75% de las impurezas se extraen antes de la
cristalización, la recuperación total de sucralosa es del 48% (col.
F, línea 32).
Las Figuras 3a y 3b muestran las mismas
tendencias. Con referencia a la Figura 3a, se aumenta el número de
cristalizaciones. Tal y como en la Figura 2, la alimentación al
sistema se cristalizó una vez; sin embargo, después se recristalizó
la alimentación cinco veces más y también se recristalizó el licor
madre hasta un total de siete cristalizaciones. Como antes, todavía
se puede mostrar el efecto de la extracción
no-cristalina. Sin embargo, el efecto de la
extracción no cristalina inicial es todavía pronunciada. En
especial, la recuperación total de sucralosa es del 18% para un
total de siete cristalizaciones y cuando las impurezas no se
eliminan a través de una extracción no cristalina (col. J, línea
47). Cuando el 50% de las impurezas se eliminan utilizando una
extracción no cristalina antes de la cristalización, la recuperación
total de sucralosa aumenta hasta un 32% (col. K, línea 47), lo que
es una mejora del 180% sobre el proceso sin la eliminación de
impurezas (col. K, línea 48).
Se puede mejorar la efectividad de un paso de
extracción de no-cristalización en la mejora del
rendimiento total mediante el reciclaje de los licores madre de uno
o más pasos de cristalización anteriores a la solución de
alimentación para el paso de extracción. Estos licores madre pueden
concentrar las impurezas que quedan después de la cristalización, y
el reciclaje de estas soluciones a la fase de extracción puede
permitir la eliminación eficiente de estas impurezas sin sacrificar
la recuperación total.
Un especialista en el campo fácilmente detectará
que el rendimiento total de la sucralosa y la pureza de la
sucralosa obtenida se pueden modular mediante el diseño cuidadoso de
la secuencia de flujo para reciclar los licores madre. Por ejemplo,
un licor madre con un nivel de impurezas relativamente alto se puede
procesar de la forma más efectiva mediante el retorno del licor
madre al caudal de alimentación de la extracción de
no-cristalización inicial. Además, el licor madre
con un alto nivel de impurezas también se puede someter
directamente a la extracción de no-cristalización,
sin combinarlo con otro caudal de alimentación. De forma
alternativa, un licor madre con un nivel de impurezas bajo se puede
reciclar a un paso de cristalización contracorriente, dónde el
nivel relativamente bajo de impurezas puede no deteriorar el índice
de cristalización o la pureza de los cristales producidos (de
hecho, si el nivel de impurezas del licor madre es menor que el de
la solución de alimentación a la que se añade, se pueden mejorar el
índice de cristalización y la pureza de los cristales
obtenidos).
En un aspecto de la presente invención, se puede
mejorar la recuperación de sucralosa mediante la concentración y la
recristalización del licor madre que permanece de un paso de
cristalización después de que los cristales se hayan eliminado.
Esto se puede hacer a cada paso de cristalización o de
recristalización. El licor madre del primer paso sigue siendo un
problema, pero se puede tratar por concentración y, si las impurezas
lo permiten, por recristalización. La sucralosa que permanece en el
licor madre después de que la cristalización se haya completado, se
puede recuperar de la forma más efectiva mediante el reciclaje del
licor madre al paso de extracción de
no-cristalización
inicial.
inicial.
Con referencia a la Figura 4, se muestra una
realización de un esquema de recuperación de licor madre típico.
Primero, una solución cruda de sucralosa 100 se puede alimentar al
primer cristalizador 150. Después de la cristalización, se pueden
separar los cristales 200 y el licor madre 300 que permanece. El
licor madre 300 separado se puede concentrar mediante un
concentrador de licor madre 350 y se puede alimentar un caudal
resultante 400 a un segundo cristalizador 450. Los cristales 500 de
un segundo cristalizador 450, entonces, se pueden mezclar con
aquellos del primer cristalizador 150 para crear un producto total
600. El caudal 700, el licor madre del segundo cristalizador 450,
puede ser la eliminación de impurezas neta del sistema. Como los
cristales 500 pueden venir de un licor madre con un nivel más alto
de impureza que el primer cristalizador, pueden ser menos puros que
los cristales 200.
La Figura 5 describe otra realización en la que
se utiliza un caudal combinado de todos los licores madre de varios
pasos. La sucralosa cruda 800 se puede alimentar a un primer
cristalizador 850. Después de la cristalización, se pueden separar
los cristales 900 y el licor madre 1000 que permanece.
Entonces los cristales 900 se pueden alimentar a
un primer recristalizador 950. Después de la recristalización, se
pueden separar los cristales 1200 y el licor madre 1100 que
permanece. Los licores madre 1000 y 1100 se pueden concentrar
mediante un concentrador de licor madre 1150 y se puede alimentar el
caudal resultante 1300 a un segundo cristalizador 1350. Los
cristales 1400 del segundo cristalizador 1350 se pueden mezclar con
cristales 1200 del primer recristalizador 950 como producto total
1600. El caudal 1500, el licor madre del segundo cristalizador
1350, puede ser la eliminación de impureza neta del sistema.
Como los cristales 1400 pueden provenir de un
licor madre con un nivel más alto de impurezas que el primer
recristalizador, pueden ser menos puros que el caudal 1300.
Igualmente, los cristales 1200 pueden ser más puros que el caudal
900 ya que provienen de una materia prima más puro.
La Figura 6 describe un ejemplo dónde se puede
recuperar un licor madre multi-cultivo, es decir, la
concentración y la recristalización de múltiples licores madre a
partir de concentraciones y recristalizaciones de licores madre
previos. En esta descripción, la sucralosa cruda 1800 se puede
alimentar a un primer cristalizador 1850. Después de la
cristalización, los cristales 1900 y el licor madre 2000 que
permanece se pueden separar. El licor madre 2000 se puede
concentrar en un concentrador de licor madre 2050 y el caudal 2100
resultante se puede alimentar a un segundo cristalizador 2150.
Después de la cristalización, el licor madre 2300 del segundo
cristalizador 2150 se puede concentrar mediante un concentrador de
licor madre 2350 a un caudal 2400, que se puede alimentar a un
tercer cristalizador 2450. Los cristales 2200 del segundo
cristalizador 2150 y los cristales 2500 del tercer cristalizador
2450 se pueden mezclar con cristales 1900 del primer cristalizador
1850 como producto total 2600.
El caudal 2700, el licor madre del tercer
cristalizador 2450, puede ser la eliminación de impureza total del
sistema.
La Figura 7 muestra otra realización específica
para combinar la extracción del solvente, la extracción de
cristalización, y el reciclaje de licores madre. En esta
aproximación se puede alimentar sucralosa cruda 2900 a un extractor
líquido-líquido 2950. Aquellos especialistas en el
campo conocen estos extractores y los procesos extractivos, y éstos
se describen en detalle más arriba. En general, la sucralosa se
puede hacer con menos de alrededor del 50% de los hidratos de
carbono clorados en un caudal de sucralosa crudo.
En este método, el caudal 3100 resultante no
puede conseguir la pureza del producto de sucralosa acabado, pero
puede proporcionar una alta recuperación de sucralosa, de forma que
se mantenga la eficiencia total del método, así como la proporción
de una reducción significativa de impurezas: concretamente, los
carbohidratos clorados no deseados. Esta aproximación puede
proporcionar una mejora significativa en el rendimiento potencial
de la purificación resultante. Los hidratos de carbono se pueden
eliminar hacia el caudal 3000. Preferiblemente, también se pueden
eliminar otras impurezas de no hidrato de carbono que permanecen del
paso sintético previo. Los cristales 3200, 3300, 3400, y 3500 son
cristales del primer cristalizador 3150, el primer recristalizador
3250, el segundo recristalizador 3350 y el tercer recristalizador
3450, respectivamente.
Los caudales 3600, 3700, y 3800 representan
licores madre del tercer recristalizador 3450, el segundo
recristalizador 3350 y el primer recristalizador 3250,
respectivamente, y se puede reciclar hacia caudales que se
cristalizan para mejorar la recuperación. El caudal 3900 representa
la eliminación neta de la cristalización del sistema. También puede
haber un extractor opcional 3920 que extraiga impurezas de la purga
3900. Si se utiliza un segundo extractor 3920, se pueden extraer y
eliminar las impurezas 3940. El caudal resultante más puro se puede
reciclar en la vía 3950 al primer cristalizador 3150 o se puede
extraer otra vez mediante el extractor 2950 en la vía 3960.
Si se utiliza la primera extracción opcional de
impurezas del primer licor madre que se muestra en la Figura 7, la
recuperación de sucralosa puede mejorar respeto a la
recristalización sin reciclar los licores madre; sin embargo, el
impacto de la eliminación de impurezas pueden permanecer igualmente.
De nuevo, las Figuras 1, 2, y 3 muestran la importancia
incrementada de la eliminación de las impurezas cuando se desean
niveles de purificación más altos. Obsérvese que se puede mejorar
la recuperación de sucralosa sobre el 100% si las impurezas se
eliminan antes de la cristalización.
Otra vez, con referencia a la Figura 7, el caudal
3940 del proceso puede ser la eliminación a partir de la extracción
opcional y el caudal 3950 puede ser el primer licor madre purificado
y reciclado. Este efecto se puede mejorar mediante el reciclaje de
los licores madre del paso de extracción opcional contracorriente
del paso de extracción de pre-cristalización
(caudal 3960 del proceso en la Figura 7).
El reciclaje de los licores madre, de esta
manera, puede permitir la eliminación eficiente de impurezas de los
caudales que han concentrado las impurezas sin sacrificar la
recuperación.
Se puede aplicar la misma técnica a la
purificación de los precursores de la sucralosa, y a los procesos
mezclados dónde parte de la purificación ocurre en la etapa
precursora y parte de la purificación ocurre después de la reacción
final para producir sucralosa. La Figura 8 todavía muestra otra
realización. En este ejemplo, se pueden utilizar tres
cristalizaciones antes de la conversión del precursor de sucralosa a
sucralosa, y una recristalización puede seguir a la conversión.
Sin embargo, el número total de cristalizaciones
y el número llevado a cabo antes y después de la desacilación no
son críticos.
En la Figura 8, un precursor de sucralosa crudo
4000, como la sucralosa acilada, por ejemplo, puede alimentar un
extractor líquido-líquido 4050. En una realización
específica, se puede utilizar un sistema de acetato de etilo/agua
para la extracción. Un precursor de sucrosa típico puede comprender
menos del 50% de los hidratos de carbono clorados en un caudal
precursor de sucralosa cruda. Los hidratos de carbono no deseados se
eliminan hacia el caudal 4100. La solución extraída 4200 entonces
se cristaliza en un cristalizador 4250. Tal y como en la discusión
previa, los cristales resultantes 4300 no necesitan conseguir la
pureza de sucrosa equivalente requerida del precursor.
De forma similar, se puede preferir una reducción
significativa en otros precursores de sucralosa clorados con una
mínima pérdida del precursor de sucralosa.
Después del paso de extracción se puede utilizar
un esquema de recristalización múltiple, o cualquier esquema
equivalente, con los licores madre reciclados para purificar más el
precursor de sucralosa.
Los caudales 4300, 4400, y 4500 son cristales de
cada uno de las cristalizaciones subsiguientes, y los caudales 5000
y 5100 representan los licores madre de los pasos que se reciclan
para mejorar la recuperación. El caudal 5200 puede representar la
eliminación neta del sistema de cristalización. Los cristales de la
cristalización del precursor de sucralosa final 4500 se pueden
alimentar a un deacilador 4550 para convertir el precursor de
sucralosa parcialmente purificado a sucralosa. El caudal 4600
resultante entonces se puede cristalizar para producir cristales de
sucralosa de alta pureza 4700. En este ejemplo, el licor madre 4800
de este paso se puede reacilar mediante un reacilador 4850
mediante, por ejemplo, los métodos de la patente de E.E.U.U. número
5,298, 611, para producir caudal 4900, que se puede reciclar al
proceso para ser recristalizado.
La purificación de la sucralosa también se puede
expresar como una proporción de sucralosa purificada respeto otras
impurezas u otros derivados de sucrosa clorados. La Figura 9
proporciona un análisis ejemplar de la sucralosa purificada de la
presente invención. La Figura 9 proporciona el número de lote, el
valor del ensayo ajustado, y varias impurezas, que se pueden
clasificar como impurezas cloradas y otras impurezas. El residuo
por ignición se puede definir como la materia inorgánica no
vaporizada del ensayo. Todas las impurezas se muestran en
porcentajes. Hay dos columnas de proporciones en la tabla. Se
calculó la proporción de sucralosa respeto todas las impurezas
mediante la adición de valores individuales asociados con cada
impureza para cada lote, dividiendo por 100, e invirtiendo el
resultado. Por ejemplo, para calcular la proporción de sucralosa
respeto todas las impurezas para el lote SCN 412, se añaden los
siguientes valores juntos: agua (0.06), residuo de ignición (0.01),
4,6'-diclorogalactosucrosa (0.01),
4,1'-diclorogalactosucrosa (0.01),
1',6'-diclorosucrosa (0.01),
3',6'-anhidro-4,1-diclorogalactosucrosa
(0.01), 1',6'-diclorosucrosa (0.01),
3',6'-anhidro-4,1-diclorogalactosucrosa
(0.01),
4,1',6'-triclorogalactosucralosa-6-acetato
(0.01), 6,1',6'-tliclorosucralosa (0.01), e hidratos
de carbono clorados no conocidos (0.01), dividido por 100, y después
invertidos. De igual modo, la proporción de sucralosa respeto las
impurezas cloradas se puede calcular mediante la adición de valores
para las impurezas cloradas juntas, dividiendo por 100, e
invirtiendo el resultado. Tal y como se muestra más adelante, la
proporción de impurezas respeto a sucralosa varia desde alrededor
de 500:1 (todas las impurezas) hasta alrededor de 1400:1 (impurezas
cloradas), específicamente 556:1 a 1428:1. En particular, muchas de
las impurezas listadas en el gráfico son de menos de 0.01. En
consecuencia, en proporciones determinadas, estos valores se
redondearon a 0.01.
Como consecuencia las proporciones actuales de
sucralosa respeto las impurezas pueden ser mucho mayor, dependiendo
de la resolución de la prueba.
Otros métodos conocidos en el campo también se
pueden utilizar para caracterizar las composiciones de sucralosa
purificadas de la presente invención como, por ejemplo, el espectro
de IR o el espectro de Resonancia Magnética Nuclear ("NMR").
El espectro de IR se puede utilizar para determinar las impurezas
mediante la relación de espectro de infrarrojo medido de las
muestras respeto su composición de fase para relacionar las
diferencias entre el espectro de las muestras respeto a las
diferencias en la composición de fase de las muestras; y obteniendo
el espectro de infrarrojo de una muestra de composición de fase no
conocida y comparándola con el espectro con el modelo de
calibración para determinar la fase.
La NMR comporta la utilización de campos de
fuerza magnética fuertes utilizados para alinear átomos, el núcleo
de los cuales tienen números impar de protones y/o neutrones. Un
segundo campo magnético, aplicado en forma de un pulso transversal
al campo magnético estático, se utiliza entonces para bombear
energía a este núcleo, causando el adelanto respeto al campo
estático. Después de la excitación, el núcleo gradualmente vuelve a
alinearse con el campo estático y da la energía en forma de señales
débiles pero detectables de descomposición de inducción libre
(FID). Estos señales FID se utilizan por un ordenador para producir
espectros que caractericen los componentes moleculares de una
muestra.
Se pueden utilizar un gran rango de solventes de
extracción que presenten distintas solubilidades para la sucralosa
y otros compuestos no deseados, incluyendo hidratos de carbono
clorados, en el extractor líquido-líquido, como
aquellos que se describen en la Aplicación provisional de E.E.U.U.
mencionada anteriormente. Asimismo, se puede utilizar una amplia
variedad de equipos de extracción en el esquema, abarcando desde
mezcladores por grupos a extractores contracorriente de multifase
continuos, tal y como se describe en la aplicación provisional
referenciada. Finalmente, será claro para aquellos especialistas en
el campo que se pueden utilizar varios aparatos físicos para llevar
a cabo la extracción.
Además, las preparaciones de sucralosa obtenidas
mediante las metodologías de la presente invención se pueden
incorporar en una gran variedad de productos. Estos productos
incluyen, pero no se limitan a, bebidas, combinación de
endulcorantes, artículos de consumo, productos endulcorantes,
núcleos de comprimidos (patente de E.E.U.U número 6,277, 409),
composiciones farmacéuticas (patente de E.E.U.U. números 6,258, 381
; 5,817, 340; 5,593, 696), composiciones líquidas que se absorben
rápidamente (patente de E.E.U.U número 6,211, 246), composiciones
de espuma estables (patente de E.E.U.U número 6,090, 401), hilo de
higiene dental (patente de E.E.U.U número 6,080,481), formas de
dosificación farmacéuticas que se desintegran rápidamente (patente
de E.E.U.U número 5,876, 759), concentrados de bebidas con
propósitos médicos (patente de E.E.U.U número 5,674, 522),
suspensiones farmacéuticas acuosas (patente de E.E.U.U números
5,658, 919; 5,621, 005; 5,409, 907; 5,374, 659; 5,272, 137), comida
para untar de frutas (patente de E.E.U.U. números 5,397, 588; 5,270,
071), composiciones de concentrado líquido (patente de E.E.U.U
número 5,384, 311), y soluciones de ácido sórbico estabilizadas
(patente de E.E.U.U número
5,354, 902).
5,354, 902).
La sucralosa también se puede utilizar para
mejorar la apetencia de un artículo de consumo o bebida. La
sucralosa se puede añadir a cualquier bebida o artículo de consumo,
como, por ejemplo, helado, refrescos, o café para mejorar la
apetencia. La sucralosa se aplica al artículo de consumo o a la
bebida, por ejemplo, mediante el espraiado o la pulverización al
artículo de consumo o a la bebida. Más específicamente, el artículo
de consumo y la sucralosa se pueden combinar y/o mezclar.
La sucralosa se puede incorporar dentro de la
bebida o al artículo de consumo a un nivel suficiente para mejorar
la aroma o las características aromáticas de la bebida o el artículo
de consumo.
Además, la sucralosa se puede incorporar dentro
de la bebida o del artículo de consumo a un nivel que no impacte
significativamente las características de dulzura de la bebida o el
artículo de consumo. Específicamente, la sucralosa se puede
presentar en la bebida o el artículo de consumo a un nivel de
alrededor de 3 partes por millón hasta alrededor de 0.1% en una
realización, a un nivel de alrededor 5 partes por millón hasta
alrededor de 1000 partes por millón en otra realización, o a un
nivel de alrededor 10 partes por millón hasta alrededor de 500
partes por millón en todavía otra realización.
Sin más elaboración adicional, se cree que un
especialista en el campo, utilizando la descripción precedente,
puede utilizar la presente invención en toda la extensión. Los
siguientes ejemplos son sólo ilustrativos, y no limitan el resto de
la divulgación en ningún modo.
La extracción se combinó con la cristalización y
la cromatografía para producir una sucralosa de alta pureza. Los
caudales intermedios de baja pureza se devolvieron a los pasos
anteriores en el proceso para mejorar la actuación en forma de
rendimiento y de pureza. Un paso de extracción inicial produjo una
fase acuosa de rechazo y pasó la fase del solvente hacia adelante
para su cristalización. La porción no cristalina de la primera
cristalización primero se transfirió a un medio acuoso y se purificó
mediante cromatografía y se retornó a la alimentación al sistema de
extracción, como consecuencia se eliminó los materiales indeseables.
Una cristalización acuosa inicial de forma similar retornó una
porción no cristalina al mismo sistema de extracción. Las
cristalizaciones subsiguientes retornaron sus licores madre no
cristalizados al cristalizador anterior. Este esquema general se ha
ilustrado en la Figura 7.
Se combinaron los caudales de alimentación de los
pasos previos en el proceso (por ejemplo, el proceso sintético), la
purificación por cromatografía de lecho móvil simulado (SMB), y el
segundo (primer acuoso) cristalizador para proporcionar una única
materia prima. Éste se concentró hasta hidratos de carbono
disueltos al 2-6% y se alimentó a una columna de
extracción líquido/líquido (columna de extracción recíproca de
Karr, Koch, Inc., Kansas City, MO) en la que el solvente (acetato de
etilo) se corrió de forma continua des del fondo y se alimentó el
caudal de carbohidrato acuoso des de la parte superior a un tercio
de la velocidad de alimentación (en masa) del solvente. La
alimentación se calentó hasta 50ºC para inhibir la formación de la
emulsión. Se agitó la columna a una velocidad que aseguraba una
mezcla adecuada. El efluente de acetato de etilo de la columna
contenía sucralosa, y se retuvo. El caudal acuoso contenía impurezas
orgánicas e inorgánicas y se descartó.
El efluente de acetato de etilo se saturó con
agua. Se deshidrató mediante la alimentación a la parte superior de
una columna de destilación vigreaux en la parte superior del primer
cristalizador. El cristalizador se mantuvo al vacío y contenía el
soluto de hidrato de carbono disuelto en acetato de etilo.
El agua se eliminó en gran parte en este paso
(niveles finales de 0.1-2%). La eliminación del agua
disminuyó la solubilidad del hidrato de carbono proporcionando
impulso hacia la cristalización a medida que el solvente se
destilaba al vacío. La temperatura del cristalizador se mantuvo
mediante la circulación de la mezcla cristalina a través de un
intercambiador de calor con una bomba hacia el cristalizador, que
además servía para proporcionar un mezclado. La mezcla cristalina
se controló a un mínimo de 39ºC ajustando el vacío. El índice de
destilación se mantuvo ajustando la temperatura del medio
calentando el intercambiador de calor. La temperatura del medio de
calentamiento varió entre 42 y 65ºC. La mitad superior del
cristalizador presentaba un diámetro dos veces el de la mitad
inferior, con las dos porciones juntadas por una sección cónica,
beneficiando la circulación eficiente. La velocidad de alimentación
era tal para mantener un tiempo de residencia promedio de entre 2 y
14 horas. Los tiempos de residencia promedios más largos tendían a
incrementar el rendimiento, pero con una bajada correspondiente en
la velocidad de producción del contenedor. Las mezclas se retiraron
mediante la desviación temporal del output de la bomba de
circulación a una centrífuga de cesta abierta por la parte superior
para recoger los cristales. El aglutinado sobre la centrífuga se
lavó de forma opcional con acetato de etilo enfriado que contenía
menos del 0.1% de agua.
El licor madre se convirtió por destilación en un
evaporador rotatorio a un solvente orgánico libre de mezclas
acuosas a una concentración de hidrato de carbono del 22% (medida de
brix), se filtró, y se purificó por cromatografía en una sucesión
de dos sistema SMB para eliminar las impurezas no extraíbles tal y
como se muestra en la patente de E.E.U.U. número 5,977, 349. El
producto del primer sistema SMB se reconcentró mediante un
evaporador rotatorio hasta el 18% de sólidos y se purificó en un
segundo SMB. El producto de la purificación cromatográfica se
reconcentró hasta el 30% mediante un evaporador rotatorio y se
retornó a la alimentación de extracción mencionada
anteriormente.
El aglutinado del primer cristalizador se
disolvió hasta una concentración del 30% en agua a
45-50ºC o de forma opcional en licor madre del
tercer cristalizador. Este recipiente de disolución consistía en un
matraz de fondo redondo agitado recubierto. Éste se alimentó a un
segundo cristalizador configurado de forma similar al primero, pero
sin la columna de deshidratación. La capacidad del recipiente de
disolución era de 9 litros en vez de 13 litros y el diámetro más
grande de la sección superior era sólo el 50% más grande que la
sección más pequeña. La temperatura de la mezcla se mantuvo otra
vez a 39ºC. Una bomba centrífuga o de diafragma pequeño se utilizó
para mantener la circulación continua a través de un tubo
intercambiador de calor, la temperatura del cual se ajustó a la
velocidad de destilación control. La temperatura del medio de calor
se mantuvo por debajo 65ºC y en general a 56ºC o por debajo. El
tiempo de residencia promedio se varió entre 3 y alrededor de 12
horas. Se completó la centrifugación otra vez desviando el caudal de
reciclaje hacia la centrífuga de cesta a intervalos. Los
aglutinados de la centrífuga no se lavaron o de forma opcional se
lavaron con agua fría. El licor madre se combinó de forma
controlada con la alimentación fresca y el material purificado
cromatográficamente al extractor mencionado previamente.
El aglutinado del segundo cristalizador se
disolvió a una concentración del 30% a 45-50ºC en
agua o licor madre del cuarto cristalizador. El recipiente de
disolución consistió en un matraz de fondo redondo agitado. Éste se
alimentó a un tercer cristalizador configurado de forma idéntica al
segundo. La capacidad del recipiente de disolución era de 9 litros
y el diámetro más grande de la sección superior era sólo el 50% más
grande que la sección más pequeña. La temperatura de la mezcla otra
vez se mantuvo a 39ºC. Se utilizó un pequeño diafragma o bomba
centrífuga para mantener la circulación continua a través de un tubo
intercambiador de calor; la temperatura se ajustó a la velocidad de
destilación control. La temperatura del medio de calor se mantuvo
por debajo 65ºC y en general a 56ºC o por debajo. El tiempo de
residencia promedio se varió entre alrededor 3 y alrededor de 12
horas. Se completó la centrifugación otra vez mediante desviando del
caudal de reciclaje a una centrífuga de cesta a intervalos. Los
aglutinados de la centrífuga se lavaron o se lavaron en agua fría.
El licor madre se retornó al recipiente de disolución antes del
segundo cristalizador y se utilizó para disolver el aglutinado del
primer cristalizador.
El cuarto cristalizador era de 3 litros en
volumen y era un matraz de fondo redondo convencional. Los
aglutinados de la centrífuga del tercer cristalizador se disolvió
en agua a alrededor de 45-50ºC.
Se agitó este recipiente de disolución y se
envolvió para mantener la temperatura. La sucralosa disuelta se
alimentó hacia el cuarto cristalizador de forma continua para
mantener un nivel consistente en el cristalizador. Se circuló la
mezcla cristalina otra vez mediante una bomba de diafragma o
centrífuga a través de un tubo intercambiador de calor con una
temperatura del medio de calor utilizada para mantener una velocidad
consistente de destilación. La temperatura se controló a 39ºC
ajustando el vacío.
Las mezclas se desviaron de forma periódica a una
centrífuga de cesta abierta por la parte superior y no se lavó u
opcionalmente se lavó con una pequeña cantidad de agua fría pura. El
licor madre se retornó al recipiente de disolución utilizado para
disolver el aglutinado del segundo cristalizador para su adición al
tercer cristalizador.
Se secaron los cristales de sucralosa del cuarto
cristalizador mediante un secador de lecho fluidizado de un
aglutinado, que normalmente contiene de 5-9% de agua
hasta menos del 2% de agua. Las purezas y los rendimientos en los
varios pasos del proceso de purificación se describen más adelante
en la tabla 2.
\vskip1.000000\baselineskip
| Paso del proceso | Componente o Caudal | Promedios de carga | Perfil de hidrato de carbono |
| (% de Sucralosa) | |||
| Alimentación fresca de | 65.3% | ||
| la síntesis | |||
| Producto de retorno SMB | 22.0% | 78.7% +/-2.0% | |
| Extractor de fase E-2 12 | Recuperación total | 99.5% +/- 0.1% | 91.3% +/- 0.8% |
| Concentrado de EV-5 E-2 | 7.3% | 91.3% +/-0. 8% | |
| Primera cristalización | Rendimiento | 84.2% +/-2.7% | |
| Concentración de mezcla | 33.8% +/-2.9% | ||
| Ensayo de sólidos | 79.3% +/-5.5% | 95.8% +/-0.5% | |
| Ensayo de licor madre | 7.3% +/-1.2% | 72.2% +/-2. 6% | |
| (retorno a SMB) | |||
| Segunda Cristalización | Rendimiento | 50.5% +/-3.9% | |
| Concentración de mezcla | 51.0% +/-2.7% | ||
| Ensayo de sólidos | 89.5% +/-3.2% | 99.6% +/-0.3% | |
| Ensayo de licor madre | 36.2% +/-1. 5% | 93.7% +/-0. 7% | |
| (retorno al extractor) | |||
| Tercera Cristalización | Rendimiento | 48.4% +/-5.9% | |
| Concentración de mezcla | 46.3% +/-2. 9% | ||
| Ensayo de sólidos | 92.2% +/-2.4% | 99.90% +/-0.04% | |
| Ensayo de licor madre | 32. 4% +/-3.8% | 99.11% +/-0.39% | |
| Cuarta Cristalización | Rendimiento | 49.4% +/-5.7% | |
| Concentración de mezcla | 46.0% +/-2.8% | ||
| Ensayo de sólidos | 90.5% +/-2.8% | 99.97% +/-0.01% | |
| Ensayo de licor madre | 31.4% +/-2.4% | no medido | |
| Secado de cristales de la | Pérdida en el secado | 6.8% +/-0.7% | |
| última cristalización |
Las Figuras 10a-10c presentan
datos que demuestran los efectos de los niveles de impureza sobre la
cristalización de sucralosa. La Figura 10a presenta datos de un
aparato de cristalización de proceso continuo en el que se trazó el
nivel de impureza de la solución en el aparato respeto la sucralosa
que permanece en el licor madre (es decir, la sucralosa que no se
convirtió al estado cristalino). Esta gráfica muestra que el nivel
de sucralosa en el licor madre aumentó con el nivel de impureza,
demostrando que el efecto inhibidor de las impurezas sobre la
cristalización.
La Figura 10b presenta otro análisis de estos
datos, otra vez se muestra que el incremento de los niveles de
impurezas causó un descenso en la cristalización de la sucralosa.
Finalmente, la Figura 10c muestra los efectos de los niveles de
impureza sobre el rendimiento a partir de la cristalización. El
aumento de los niveles de impureza por encima del rango de 5% a 14%
(peso/peso de solución) tuvo un efecto espectacular sobre el
rendimiento total de la sucralosa a partir de la cristalización. Tal
y como se discute en detalle más arriba, las Figuras 1, 2 y 3
presentan datos sobre los efectos de la eliminación de impurezas en
las varias etapas sobre el rendimiento total y la pureza del
producto
final.
final.
La sucralosa purificada se prepara mediante el
proceso de extracción solvente-solvente y las
recristalizaciones sucesivas tal y como se muestra en los ejemplos
1 y 2 de la presente invención. A continuación, el sabor de la
composición resultante se prueba en una bebida.
Las soluciones de sucralosa se preparan mediante
la adición de sucralosa cristalina a una composición de refresco
modelo que contiene 0.14% de ácido cítrico y 0.04% de fosfato de
trisodio. El pH de esta composición es de 3.2. Las composiciones de
sucralosa cristalina se añaden a las composiciones de refresco para
producir niveles finales de 100 partes por millón (ppm).
Los panelistas se seleccionan de la población
general, y no se utilizan parámetros demográficos específicos para
seleccionar los panelistas. Las muestras del producto se preparan y
se sirven en frío. Las porciones se dispensan en porciones
individuales para los panelistas. Las muestran se presentan a los
panelistas a ciegas (las muestras sólo se identifican por una
etiqueta de dígito al azar). Cada panelista recibe tres muestras
para probar (una que comprende 100 ppm de sucralosa y dos muestras
que no comprenden sucralosa), y se da a los panelistas una
secuencia al azar en la que se degustan las muestras. Así pues, el
orden de degustación es totalmente al azar.
Se pide a los panelistas que seleccionen la
muestra que es diferente, que apunten el resultado, que apunten
como de convencidos están con el resultado, y finalmente que apunten
por qué la muestra peculiar es diferente. Entre las degustaciones
de las muestras, se pide a los panelistas que se enjuaguen con
preparaciones purificadas de agua y que tomen un poco de galleta
base para limpiar la paleta. También se pide a los panelistas que
esperen cinco minutos antes de probar la siguiente muestra.
La significación estadística de la exactitud de
las puntuaciones (es decir la habilidad del panelista para detectar
la muestra que es diferente de las otras dos) se determina mediante
el uso de la tabla estadística que correlaciona el número de
respuestas correctas con un valor p.
Se pide a los panelistas que hagan constar las
razones para identificar la muestra peculiar y la mayoría de los
comentarios hechos por aquellos panelistas que elegían la muestra
correcta hacían referencia a la mayor apetencia de la muestra
peculiar. Se encuentra una diferencia estadísticamente significativa
entre las muestras que incluyen sucralosa y las muestras que no
incluyen sucralosa respeto al parámetro de apetencia, dónde se
encuentra que p preferiblemente es menor o igual a 0.05.
Se prepara sucralosa purificada mediante el
proceso de extracción solvente-solvente y mediante
recristalizaciones sucesivas tal y como se muestra en los ejemplos
1 y 2 de la presente invención. A continuación, se utiliza la
sucralosa para mejorar la apetencia de una bebida o un artículo de
consumo.
Se colocaron treinta persona en una habitación
durante dos horas con una tabla que exhibía dos contenedores de
servicio idénticos de zumo de fruta que contenían el mismo volumen
de líquido (FJ1 y FJ2), dos contenedores de servicio idénticos de
cola regular que contenían el mismo volumen de líquido (C1 y C2),
dos contenedores de servicio idénticos de cola dietética que
contenían el mismo volumen de líquido (DC1 y DC2), y dos
contenedores de servicio idénticos de café que contenían el mismo
volumen de líquido (CF1 y CF2).
El primer contenedor de servicio de cada par
contenía una bebida que incluía 150 ppm de sucralosa; el segundo
contenedor de servicio de cada par contenía una bebida sin
sucralosa. Los volúmenes dentro de todos los contenedores excedían
los volúmenes que se esperaría que de forma razonada consumieran las
treinta personas en el periodo de dos horas. Antes de la reunión,
se instruyeron a las personas que consumieran (o no consumieran) las
bebidas de forma que consumieran las bebidas durante cualquier
periodo dos horas.
Después de un periodo de dos horas, se tomaron
las medidas de los volúmenes de líquido consumidos de cada
contenedor. Las medidas se expresan en unidades de "volumen
consumido/periodo de dos horas". Se prueban tres paneles
distintos de personas.
Las medidas promedio pertenecientes al zumo de
fruta evidenciaron que FJ1 se consumió con un índice mayor que FJ2.
Las medidas promedio pertenecientes a la cola evidenciaron que se
consumió C1 con un índice mayor que C2. Las medidas promedio
pertenecientes a la cola dietética evidenciaron que se consumió DC1
con un índice mayor que DC2.
Las medidas promedio pertenecientes al café
evidenciaron que se consumió CF1 con un índice mayor que CF2. Estos
resultados sugieren con contundencia la preferencia de estas bebidas
que incluyen la composición que mejora la apetencia.
Se preparó la sucralosa purificada mediante el
proceso de extracción solvente-solvente y las
recristalizaciones sucesivas tal y como se muestra en los ejemplos
1 y 2 de la presente invención. A continuación, se utilizó la
sucralosa para mejorar la apetencia de un artículo de consumo.
Se añade sucralosa a un grupo (1G) de dos grupos
(1G y 2G) de un artículo de consumo, como el helado, para producir
niveles finales de 150 ppm de sucralosa.
Se seleccionan los panelistas de la población
general, y no se utilizan parámetros específicos demográficos para
seleccionar a los panelistas. Los dos grupos de muestras se preparan
y se sirven en frío. Las porciones se dispensan en servicios
individuales para los panelistas. Las muestras se presentan a los
panelistas a ciegas (las muestras se identifican mediante una
etiqueta de dígitos al azar). Cada panelista recibe dos muestras
para probar, y se da a los panelistas una secuencia al azar para
degustar las muestras. Así pues, el orden de degustación es
completamente al azar. En cada grupo de dos muestras, una muestra es
de Gl y la otra muestra es de G2. Se pide a los panelistas que
seleccionen la muestra que de sabor más apetecible, que apunten el
resultado y que apunten cómo están de seguros del resultado. Entre
la degustación de las muestras, se pide a los panelistas que
enjuaguen a fondo con una preparación de agua purificada y que tomen
un trozo de galleta base para lavar la paleta. También se pide a
los panelistas que esperen cinco minutos antes de probar la
siguiente muestra.
La significación estadística de la exactitud de
las puntuaciones (es decir, la habilidad del panelista para
detectar la muestra más apetecible) se determina mediante el uso de
una tabla estadística que correlacione el número de respuestas
correctas con un valor p.
Los resultados demuestran que los participantes
consideraron las muestras que incluían sucralosa más apetecibles
que las muestras que no incluían sucralosa. Se encuentra una
diferencia estadísticamente significativa entre las muestras que
incluyen sucralosa y las muestras que no incluyen sucralosa con
respecto al parámetro de apetencia, dónde p es preferiblemente
menor o igual a 0.05.
Se preparó la sucralosa purificada mediante el
proceso de extracción solvente-solvente y las
recristalizaciones sucesivas tal y como se muestra en los ejemplos
1 y 2 de la presente invención. A continuación, se utilizó la
sucralosa para mejorar la apetencia de la bebida.
Se prepararon cuatro grupos de refrescos
dietéticos: DSD1 (que contenían 0 ppm de sucralosa), DSD2 (que
contenían 10 ppm de sucralosa), DSD3 (que contenían 50 ppm de
sucralosa), y DSD4 (que contenían 100 ppm de sucralosa).
Se seleccionan los panelistas de la población
general, y no se utilizan parámetros específicos demográficos para
seleccionar a los panelistas. Las muestras de los cuatro grupos se
preparan y se sirven en frío. Las porciones se dispensan en
servicios individuales para los panelistas. Las muestras se
presentan a los panelistas a ciegas (las muestras se identifican
mediante una etiqueta de dígitos al azar). Cada panelista recibe dos
muestras para probar, y se da a los panelistas una secuencia al
azar para degustar las muestras. Así pues, el orden de degustación
es completamente al azar. En cada grupo de dos muestras, una muestra
es de DSD1, una muestra es de DSD2, una muestra es de DSD3 y la
otra muestra es de DSD4. Se pide a los panelistas que seleccionen
la muestra que presente el sabor más apetecible, que apunten el
resultado y que apunten cómo de seguros están del resultado. Entre
la degustación de las muestras, se pide a los panelistas que se
enjuaguen a fondo con una preparación de agua purificada y que
tomen un trozo de galleta base para limpiar la paleta. También se
pide a los panelistas que esperen cinco minutos antes de probar la
siguiente muestra.
La significación estadística de la exactitud de
las puntuaciones (es decir, la habilidad del panelista para
detectar la muestra más apetecible) se determina mediante el uso de
una tabla estadística que correlaciona el número de respuestas
correctas con un valor p.
\newpage
Los datos indican que los panelistas muestran
interés por las muestras que incluyen sucralosa (principalmente,
las muestras de DSD2, DSD3, y DSD4) son más apetecibles que las
muestras que no incluyen sucralosa (principalmente, las muestras de
DSD1). Se encuentra una diferencia estadísticamente significativa
entre las muestras que incluyen sucralosa y las muestras que no
incluyen sucralosa con respecto al parámetro de apetencia, dónde p
es preferiblemente menor o igual a 0.05.
Se preparar sucralosa mediante el proceso de
extracción solvente-solvente y recristalizaciones
sucesivas, tal y como se muestra en los ejemplos 1 y 2 de la
presente invención. A continuación, se prueba el efecto sobre la
apetencia de una bebida a partir de la sucralosa purificada.
Se preparan las soluciones de sucralosa mediante
la adición de sucralosa cristalina a una composición de refresco
modelo que contiene 0.14% de ácido cítrico y 0.04% de fosfato de
trisodio. El pH de esta composición es de 3.2. Se añaden las
composiciones de sucralosa cristalina a la composición de refresco
para producir niveles finales de 10 ppm de sucralosa.
También se prepara una composición de refresco
modelo sin sucralosa.
Se seleccionan los panelistas de la población
general, y no se utilizan parámetros demográficos específicos para
seleccionar a los panelistas. Se preparan las muestras de producto y
se sirven en frío. Las porciones se dispensan en porciones
individuales para los panelistas. Se presentan las muestras a los
panelistas a ciegas (las muestras sólo se identifican por una
etiqueta de dígitos al azar). Cada panelista recibe tres muestras
para degustar, y se da a los panelistas secuencias al azar para
degustar las muestras. Así pues, el orden de degustación es
completamente al azar. En cada grupo de tres muestras, dos son
idénticas en el hecho que no contienen sucralosa, y una es distinta
en el hecho que sí que contiene sucralosa. Se pide a los panelistas
que seleccionen la muestra que es diferente, que apunten el
resultado, que apunten cómo de seguros están del resultado, y
finalmente que apunten por qué la muestra peculiar es diferente.
Entre la degustación de las muestras, se pide a los panelistas que
enjuaguen a fondo con una preparación de agua purificada y que tomen
un trozo de galleta base para limpiar la paleta. También se pide a
los panelistas que esperen cinco minutos antes de probar la
siguiente muestra.
La significación estadística de la exactitud de
las puntuaciones (es decir, la habilidad de los panelistas para
detectar la muestra que es distinta a las otras dos) se determina
mediante el uso de una tabla estadística que correlaciona el número
de respuestas correctas con el valor p.
Se pide a los panelistas que pongan de manifiesto
las razones por las que identifican la muestra distinta; un número
estadísticamente significativo de los comentarios hechos por
aquellos panelistas que eligen la muestra correcta, se refirió a
una mejor apetencia de la muestra que incluye sucralosa.
Los datos indican que los panelistas consideran
que las muestras que incluyen sucralosa son más apetecibles que las
muestras que no incluyen sucralosa. Se encuentra una diferencia
estadísticamente significativa entre las muestras que incluyen
sucralosa y las muestras que no incluyen sucralosa respecto al
parámetro de apetencia, dónde p es preferiblemente inferior o igual
a 0.05.
Claims (25)
1. Un método para purificar la sucralosa a partir
de una solución cruda de sucralosa que incluye los pasos de:
(a) someter una materia prima que incluye dicha
solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de
no-cristalización para producir una solución de
sucralosa de mayor pureza;
(b) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre dicha solución de sucralosa de mayor pureza
para obtener sucralosa cristalina y un licor madre;
(c) reciclar al menos una porción de dicho licor
madre a dicha materia prima del paso (a); y
(d) llevar a cabo al menos tres procedimientos
sucesivos adicionales de cristalización sobre dicha sucralosa
cristalina.
2. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
paso (a) incluye un procedimiento de purificación de
no-cristalización que se selecciona del grupo que
consiste en extracción líquido-liquido,
precipitación extractiva, cromatografía, precipitación seguido por
lavado del solvente, y formación derivativa seguido por extracción o
destilación.
3. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
paso (a) incluye un procedimiento de purificación de
no-cristalización que se selecciona del grupo que
consiste en una operación por grupos y una operación continua.
4. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
paso (a) incluye una extracción líquido-líquido con
acetato de etilo y agua.
5. El método de la reivindicación 1, dónde al
menos una porción de dicho licor madre de al menos uno de los
procedimientos de cristalización adicional mencionados del paso (d)
se incorpora a la solución de alimentación de una o más fases
previas del procedimiento de cristalización.
6. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
licor madre del paso (b) o al menos una porción de dicho licor
madre del paso (c) se somete a una operación de extracción antes de
dichos pasos de reciclaje mencionados.
7. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
paso (a) incluye purificación cromatográfica.
8. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
procedimiento de cristalización se lleva a cabo tres veces.
9. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
procedimiento de cristalización se lleva a cabo cuatro veces.
10. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
procedimiento de cristalización se lleva a cabo cinco veces.
11. El método de la reivindicación 1, dónde dicho
procedimiento de cristalización se lleva a cabo más de cinco
veces.
12. Un método para purificar sucralosa a partir
de una solución cruda de sucralosa que incluya los pasos de:
(a) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre dicha solución cruda de sucralosa para obtener
sucralosa cristalina y un primer licor madre;
(b) disolver dicha sucralosa cristalina para
obtener una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento
de cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una
sucralosa cristalina más pura y un licor madre adicional;
(c) llevar a cabo el paso (b) al menos dos veces
adicionales; y
(d) reciclar dicho licor madre obtenido a partir
de uno o más de dichos procedimientos de cristalización a uno o más
de dichas soluciones de sucralosa utilizadas en procedimientos de
cristalización anteriores.
13. Un método para purificar sucralosa a partir
de una solución cruda de sucralosa que incluya los pasos de:
(a) someter una materia prima que incluye dicha
solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de
no-cristalización para producir una solución de
sucralosa de mayor pureza;
(b) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre dicha solución de sucralosa de pureza
incrementada para obtener sucralosa cristalina y un primer licor
madre;
(c) disolver dicha sucralosa cristalina para
obtener una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento
de cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una
sucralosa cristalina más pura y un segundo licor madre; y
(d) repetir el paso (c) al menos dos veces
adicionales para obtener una sucralosa más purificada y al menos un
licor madre adicional;
dónde se añaden uno o más de dichos licores madre
a dicha materia prima de dicho paso (a).
14. Un método para purificar sucralosa a partir
de una solución cruda de sucralosa que incluya los pasos de:
(a) someter una materia prima que incluye dicha
solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de
no-cristalización para producir una solución de
sucralosa de mayor pureza;
(b) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre dicha solución de sucralosa de pureza
incrementada para obtener sucralosa cristalina y un primer licor
madre;
(c) disolver dicha sucralosa cristalina para
obtener una solución de sucralosa y llevar a cabo un procedimiento
de cristalización sobre la solución de sucralosa para obtener una
sucralosa cristalina más pura y un segundo licor madre; y
(d) repetir el paso (c) al menos dos veces
adicionales para obtener una sucralosa más purificada y al menos un
licor madre adicional.
Dónde dicho licor madre de cualquiera de los
procedimientos de cristalización se recicla a uno o más
procedimientos de cristalización anteriores.
15. El método de la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, dónde dicho paso de disolución se repite tres
veces.
16. El método de la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, dónde dicho paso de disolución se repite cuatro
veces.
17. El método de la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, dónde dicho paso de disolución se repite cinco
veces.
18. El método de la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, dónde dicho paso de disolución se repite más de
cinco veces.
19. El método de la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, dónde uno o más pasos se llevan a cabo como
operaciones por grupos.
20. El método de la reivindicación 13 o la
reivindicación 14, dónde uno o más pasos se llevan a cabo como
operaciones continuas.
21. Un método para purificar sucralosa a partir
de una solución cruda de sucralosa que incluya los pasos de:
(a) someter una materia prima que incluye dicha
solución cruda de sucralosa a un paso de purificación de
no-cristalización para producir una solución de
sucralosa de mayor pureza;
(b) llevar a cabo un procedimiento de
cristalización sobre dicha solución de sucralosa de pureza
incrementada para obtener sucralosa cristalina y un licor
madre;
(c) reciclar al menos una porción de dicho licor
madre a dicha materia prima utilizado en el paso (a); y
(d) llevar a cabo al menos tres procedimientos de
cristalización sucesivos sobre dicha sucralosa cristalina para
producir una composición de sucralosa cristalina final dónde el
nivel de otros azúcares clorados es menor del 0.2% de la
composición en peso.
22. El método de la reivindicación 21, dónde
dicho procedimiento de cristalización se lleva a cabo tres
veces.
23. El método de la reivindicación 21, dónde
dicho procedimiento de cristalización se lleva a cabo cuatro
veces.
24. El método de la reivindicación 21, dónde
dicho procedimiento de cristalización se lleva a cabo cinco
veces.
25. El método de la reivindicación 21, dónde
dicho procedimiento de cristalización se lleva a cabo más de cinco
veces.
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