ES2267783T3 - Pectinas de bajo metoxilo, procedimiento para su obtencion y sistemas acuosos estables que comprenden dichas peptinas. - Google Patents

Abstract

Pectina de bajo metoxilo que tiene un grado de esterificación del 20¿50% y que presenta pseudoplasticidad (fluidificación por cizalla) y sustancialmente ninguna separación de fases (como máximo un 10%) en solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente.

Description

Pectinas de bajo metoxilo, procedimiento para su obtención y sistemas acuosos estables que comprenden dichas peptinas.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se dirige a pectinas de bajo metoxilo que presentan pseudoplasticidad y no muestran separación de fases en solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente, y a procedimientos para producir las mismas. En concreto, la presente invención se dirige a pectinas de bajo metoxilo preparadas a partir de pectinas no sensibles al calcio. La presente invención también se dirige a procedimientos para suspender partículas usando pectinas de bajo metoxilo preparadas a partir de pectinas que no son sensibles a cationes polivalentes tales como el calcio, y en concreto, usando pectinas de bajo metoxilo preparadas a partir de pectinas no sensibles al calcio (PNSC). Además, la presente invención se refiere a partículas estabilizantes en sistemas acuosos que contienen pectinas de bajo metoxilo preparadas a partir de pectinas no sensibles al calcio.

2. Antecedentes de la invención y técnica relacionada

El problema que se encuentra en las bebidas que contienen componentes insolubles, tales como pulpas, nubes, partículas insolubles, aceites esenciales y similares, es la tendencia de los componentes insolubles a separarse, p.ej., mediante sedimentación o flotación.

Para mantener los componentes insolubles en suspensión, se ha añadido xantana a las bebidas afrutadas, con el fin de aumentar la viscosidad o alterar la reología de la bebida. Cuando se añade xantana a las soluciones acuosas, incluso a concentraciones bajas, ésta también muestra una pseudoplasticidad muy fuerte y una pseudoplasticidad a baja concentración sin ninguna prueba de tixotropía. Sin embargo, la xantana resulta en una percepción organoléptica negativa (un gusto no deseable) en las bebidas. De ese modo, existe la necesidad de proporcionar un potenciador de la suspensión que tenga las propiedades de suspensión de partículas deseadas de la xantana y carezca del gusto no deseable.

También se han usado alginatos y pectinas en bebidas en un intento por suspender las partículas insolubles. Sin embargo, los alginatos y las pectinas tienden a sufrir sinéresis o separación de fases durante un almacenamiento de larga duración. Se han hecho intentos por usar pectinas como potenciadores de la suspensión con propiedades de sinéresis reducidas. Las pectinas son polisacáridos complejos que tienen restos de ácido carboxílico reactivos expuestos. Más específicamente, las pectinas están compuestas principalmente de ácido D-galacturónico, interrumpido con azúcares como la L-rhamnosa. Las subunidades de ácido D-galacturónico tienen sitios reactivos. En presencia de un catión polivalente, tal como el calcio (Ca^{2++}), los restos de ácido o los sitios reactivos de la pectina disuelta forman un puente a través del calcio con los restos de ácido desde otras moléculas de pectina cercanas, formando una masa gelatinosa.

La pectina está disponible bien como pectina de bajo metoxilo (PBM) o como pectina de alto metoxilo superior (PAM). La pectina de bajo metoxilo tiene un grado de esterificación (GE) de menos del aproximadamente 50% y es muy reactiva con cationes. La pectina de alto metoxilo tiene un GE de más del aproximadamente 50% y es menos reactiva con cationes polivalentes tales como el calcio.

El término "grado de esterificación" pretende significar el grado hasta el que los grupos de ácido carboxílico libres contenidos en la cadena de ácido poligalacturónico de la pectina han sido esterificados (p.ej., por metilación) o convertidos de otro modo en no ácidos (p.ej., por amidación).

La estructura de la pectina, en particular el GE, dicta muchas de las propiedades físicas y/o químicas resultantes de la pectina. La gelificación de la pectina también depende del contenido de sólidos solubles, del pH y de la concentración de iones de calcio. Con respecto a esto último, se cree que los iones de calcio forman complejos con los grupos carboxilo libres, particularmente, con aquéllos de la PBM.

La pectina, como primer extracto, tiene un grado relativamente elevado de esterificación del aproximadamente 70-75%. Tal pectina es ideal para su uso en mermeladas y gelatinas. Sin embargo, hay otros usos que requieren la preparación de pectinas con diferentes características de sedimentación. Esto se puede lograr modificando la pectina hasta reducir el grado de esterificación. Un procedimiento común para conseguir esto es una hidrólisis ácida. Los procedimientos alternativos están dirigidos al uso de álcali a bajas temperaturas, amoníaco o esterasa de pectina purificada.

Durante la desesterificación, los grupos éster de la pectina pueden ser eliminados de un modo aleatorio o en bloques. Cuando se eliminan los grupos éster de cualquier residuo de ácido galacturónico químicamente o cuando se usan enzimas muy específicas, la desesterificación puede ocurrir de una "manera aleatoria". Cuando se eliminan los grupos éster bien de los extremos no reductores o de lugares próximos a grupos carboxilo libres mediante un mecanismo de cadena sencilla, esto es denominado desesterificación de una "manera en bloques", pues se crean bloques de unidades de ácido galacturónico no esterificado. Las unidades de ácido galacturónico no esterificado formadas mediante una desesterificación en bloques son muy reactivas a los cationes polivalentes. Las pectinas que tienen tales bloques se dice que son "sensibles al calcio".

Las pectinas que han sido reducidas a pectinas de bajo metoxilo pueden gelificarse en presencia de cationes polivalentes. El calcio es la fuente más común de cationes polivalentes para las aplicaciones de gelificación de alimentos. La gelificación se debe a las formaciones de zonas de unión intermolecular entre las unidades de ácido homogalacturónico. Debido a la naturaleza electrostática de los enlaces, los geles de pectinas son muy sensibles a las condiciones que pueden modificar el medio de los grupos carboxilo a través de las cuales el ión de calcio se une a una molécula de pectina cercana. La capacidad de formación de geles de la pectina aumenta al disminuir el GE, y las pectinas de bajo o alto metoxilo con una distribución en bloques de los grupos carboxilo libres son muy sensibles a los niveles bajos de calcio. A medida que aumenta el número y el tamaño de los bloques por la estructura de la pectina, aumenta la sensibilidad al calcio. Sin embargo, un problema típico asociado con el aumento de la sensibilidad de una pectina al calcio es una mayor tendencia por parte de la pectina a pre-gelificarse y a mostrar sinéresis.

La amidación también aumenta la capacidad de gelificación de las pectinas de bajo metoxilo. Las pectinas amidadas requieren menos calcio para gelificarse y son menos propensas a la precipitación a niveles elevados de calcio. Los grupos amida de la estructura de la pectina se asocian a través de enlaces de hidrógeno permitiendo la gelificación a niveles bajos de calcio.

Se han realizado intentos en la industria por usar pectinas como un potenciador de la suspensión. Por ejemplo, la patente estadounidense nº: 5.866.190, concedida a Barey, revela composiciones para estabilizar una bebida no láctea que contiene componentes insolubles que comprenden una pectina y alginato. La pectina de Barey puede ser PAM y PBM amidada o no amidada. Sin embargo, estas composiciones muestran niveles elevados de sinéresis. También es esencial que la mezcla de pectina/alginato esté disuelta en el medio acuoso en ausencia de iones libres de calcio o que se use un agente de complejación de calcio. El agente de complejación se añade bien a la solución de pectina/alginato o al zumo de fruta.

El documento EP 0 664 300 A1 (y la solicitud estadounidense con nº de serie: 08/161.635, ahora patente estadounidense nº: 6.143.346), así como el documento EP 656 176 A1 (y la solicitud estadounidense con nº de serie: 08/890.983, ahora la patente estadounidense nº 6.207.194, concedida a Glahn) revelan el uso de pectina como un potenciador de la suspensión en productos alimenticios, dispositivos higiénicos personales y en cosméticos. La pectina de Glahn, sin embargo, muestra una mayor tendencia a formar geles que muestran altos niveles de sinéresis.

La pectina de Glahn es PAM que contiene dos fracciones, una pectina sensible al calcio (PSC) y una pectina no sensible al calcio (PNSC). La fracción de "pectina no sensible al calcio" se refiere a una fracción que tiene un grado más bajo de sensibilidad al calcio. La fracción de "pectina sensible al calcio" se refiere a una fracción que tiene un grado más elevado de sensibilidad al calcio. La "sensibilidad al calcio" pretende significar la capacidad de la pectina de volverse viscosa en solución mediante la adición de calcio.

Comúnmente, las pectinas convencionales de bajo metoxilo comerciales (CBM) y las pectinas amidadas de bajo metoxilo se preparan a partir de pectina no fraccionada (que contiene PSC y PNSC según lo revelado en Glahn). Comúnmente se usa la desesterificación aleatoria mediante procedimientos químicos y/o procedimientos enzimáticos para preparar pectina de bajo metoxilo a partir de un precursor de pectina no fraccionada. La pectina resultante es una mezcla de PSC de GE bajo con bloques de carboxilo de un mayor tamaño y número con una fracción de PNSC de GE bajo con una distribución de carboxilos completamente aleatoria. Estas pectinas con bloques carboxilo más grandes y más numerosos son más sensibles al calcio, mostrando así una mayor tendencia a formar geles que muestran niveles elevados de sinéresis.

En vista de lo anterior, existe una necesidad por un potenciador de la suspensión de pectinas que tenga un comportamiento de fluidificación por cizalla para su uso en productos alimenticios acuosos, productos cosméticos y productos farmacéuticos.

También existe una necesidad por una pectina para producir un sistema acuoso estable con un comportamiento de fluidificación por cizalla (pseudoplasticidad) y un gusto aceptable para su uso como un potenciador de la suspensión de partículas. Un "sistema acuoso estable" se refiere a un sistema acuoso que puede mantener una viscosidad estable en reposo o bajo unas condiciones de cizalla controladas. "Viscosidad estable" o "estabilidad" se refiere al mantenimiento de los componentes insolubles en suspensión y a la homogeneidad de la suspensión formada inicialmente. Reológicamente, esto se suele denominar viscosidad elevada a baja velocidad de cizalla o pseudoplasticidad. La estabilidad también significa que la reología del sistema acuoso es estable para un período de tiempo de al menos doce meses o más.

Además, también existe la necesidad por una pectina que no sufra sinéresis al ser almacenada ni forme una fase de gel separada, incluso en presencia de niveles relativamente elevados de calcio tales como 250 mM.

Resumen de la invención

En vista de lo anterior, un aspecto de la invención se dirige a pectinas de bajo metoxilo que presentan pseudoplasticidad (fluidificación por cizalla) y no muestran separación de fases (como máximo del 10%) en una solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente, y son preparadas a partir de pectinas no sensibles al calcio. La presente invención también se dirige a procedimientos para producir pectinas de bajo metoxilo preparadas a partir de pectinas no sensibles al calcio.

La presente invención también se refiere a procedimientos para suspender componentes insolubles en un sistema acuoso usando pectinas de bajo metoxilo que presentan pseudoplasticidad y no muestran separación de fases.

La presente invención se dirige además a partículas estabilizantes en sistemas acuosos que contienen pectinas de bajo metoxilo preparadas a partir de pectinas no sensibles al calcio.

La pectina de bajo metoxilo de la presente invención tiene un grado de esterificación del aproximadamente 20 al 50%, y preferiblemente, del aproximadamente 24 al 40%.

El peso molecular de la pectina de bajo metoxilo de la presente invención es preferiblemente de aproximadamente 60 a 150 kDalton, y más preferiblemente, de aproximadamente 80 a 100 kDalton. A una velocidad de cizalla de aproximadamente 0,04 s^{-1} cps, la pectina de bajo metoxilo de la presente invención tiene preferiblemente una viscosidad de al menos 300 cps, y más preferiblemente, de aproximadamente 800 a 1.200 cps.

A una velocidad de cizalla de aproximadamente 50 s^{-1}cps, la viscosidad de la pectina de bajo metoxilo de la presente invención es preferiblemente de aproximadamente 1 a 20 cps, y más preferiblemente, de aproximadamente 2 a 10 cps.

A una velocidad de cizalla de aproximadamente 100 s^{-1}cps, la pectina de bajo metoxilo de la presente invención tiene una viscosidad de aproximadamente 1 a 15 cps, y más preferiblemente, de aproximadamente 2 a 7 cps.

La pectina de bajo metoxilo de la presente invención puede ser una forma en polvo o una forma acuosa que tenga un pH de aproximadamente 2 a 6.

El grado de amidación de la pectina de bajo metoxilo de la presente invención es preferiblemente del aproximadamente 1 al 30%, y más preferiblemente del aproximadamente 4 al 21%.

Como se trata anteriormente, la presente invención se dirige a un procedimiento para preparar una pectina de bajo metoxilo que presenta pseudoplasticidad y que no muestra sustancialmente ninguna separación de fases en una solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente, que comprende tratar un material inicial de pectina que tiene un grado de esterificación de más del aproximadamente 60% para obtener al menos una fracción de pectina no sensible al calcio.

El procedimiento de la presente invención se prepara (a) tratando un material inicial de pectina que tiene un grado de esterificación de más del aproximadamente 60% con una preparación que contiene cationes hasta obtener al menos una fracción de pectina no sensible al calcio y una fracción de pectina sensible al calcio; (b) separando la fracción de pectina no sensible al calcio de la fracción de pectina sensible al calcio; y (c) desesterificando o desesterificando y amidando la fracción de pectina no sensible al calcio para obtener la pectina de bajo metoxilo.

Alternativamente, la pectina no sensible al calcio se prepara (a) tratando un material inicial de pectina que tenga un grado de esterificación de más del aproximadamente 60% con una enzima para obtener la fracción de pectina no sensible al calcio; o (b) volviendo a esterificar la fracción de pectina sensible al calcio para obtener la fracción de pectina no sensible al calcio.

El material inicial de pectina tiene un grado de esterificación que es de al menos el 60%, y más preferiblemente, de al menos aproximadamente el 70%.

El material inicial de pectina se obtiene a partir de al menos uno entre cáscaras de cítricos, zumos de manzana, sidras de manzana, residuos de manzana, remolachas azucareras, cabezas de girasol, verduras o productos de desecho de plantas seleccionadas de al menos una entre manzanas, remolacha azucarera, girasol y cítricos, y más preferiblemente, de al menos una entre limas, limones, pomelos y naranjas.

El procedimiento de la presente invención se prepara por desesterificación o desesterificación y amidación de una pectina no sensible al calcio para obtener la pectina de bajo metoxilo.

La pectina no sensible al calcio es desesterificada con un ácido de un modo aleatorio para obtener la pectina de bajo metoxilo. El ácido es al meno uno entre nítrico, clorhídrico y sulfúrico. El grado de esterificación de la pectina de bajo metoxilo es del aproximadamente 20 al 50%, y más preferiblemente, del aproximadamente 24 al 40%.

El procedimiento de la presente invención se prepara por desesterificación y amidación de una pectina no sensible al calcio con una base de un modo aleatorio para obtener la pectina de bajo metoxilo. La base es al menos una entre hidróxido de sodio y amoníaco.

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El grado de esterificación es de al menos aproximadamente un 1% y como máximo de aproximadamente un 15% mayor que el grado de esterificación del material inicial, y más preferiblemente, de al menos aproximadamente un 7% y como máximo de aproximadamente un 15% mayor que el grado de esterificación del material inicial.

Como se trata anteriormente, la presente invención se dirige a un procedimiento para estabilizar materias particuladas en un sistema acuoso que comprende añadir una pectina de bajo metoxilo a un sistema acuoso que contiene una concentración adecuada de cationes polivalentes, en el que dicha pectina de bajo metoxilo presenta pseudoplasticidad y no muestra sustancialmente ninguna separación de fases en una solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente. El procedimiento comprende además añadir un producto alimenticio, cosmético o farmacéutico al sistema acuoso.

También según lo tratado anteriormente, la presente invención se dirige a partículas estabilizantes en sistema acuoso que contienen una pectina de bajo metoxilo que presenta pseudoplasticidad y no muestra sustancialmente ninguna separación de fases. El pH del sistema acuoso es de aproximadamente 2,5 a 5, y más preferiblemente de aproximadamente 3 a 5.

El sistema acuoso de la presente invención puede comprender al menos un producto alimenticio, un producto cosmético y un producto farmacéutico.

Por consiguiente, sería deseable ser capaces de proporcionar pectina para su uso en materia particulada en suspensión en sistemas acuosos que: (1) tenga una elevada viscosidad a velocidad de cizalla baja, es decir, que presente propiedades de fluidificación por cizalla (pseudoplásticas); (2) que tenga propiedades de fluidificación por cizalla con un gusto aceptable; (3) que presente una sinéresis y/o separación de fases significativamente reducida en presencia de niveles relativamente elevados de calcio y durante largos períodos de almacenamiento; y (4) que sufra cambios mínimos en la reología durante un almacenamiento de larga duración.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 ilustra que el punto de fluencia de un sistema de bebida puede ser determinado a partir de la representación lineal de la tensión (Pa) como una función de la velocidad de cizalla (s^{-1}) mediante el procedimiento de extrapolación de Bingham.

La figura 2 es una representación lineal de la viscosidad como una función de la velocidad de cizalla, que representa un comportamiento pseudoplástico idealizado de un sistema de bebida.

La figura 3 muestra la representación lineal de la tensión como una función de la velocidad de cizalla de la pectina de la presente invención según se muestra en el ejemplo 15.

La figura 4 muestra la representación lineal de la tensión como una función de la velocidad de cizalla de la pectina de la presente invención según se muestra en el ejemplo 16.

La figura 5 muestra la representación lineal de la tensión como una función de la velocidad de cizalla de la xantana.

La figura 6 muestra la representación lineal de la tensión como una función de la velocidad de cizalla de la pectina de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se dirige a una pectina de bajo metoxilo (PBM) que presenta pseudoplasticidad y sustancialmente ninguna separación de fases en una solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente.

La pseudoplasticidad es el comportamiento reológico más deseado para la estabilización de partículas en solución acuosa. Una solución acuosa se caracteriza por ser pseudoplástica si presenta una viscosidad extremadamente elevada "en reposo" (es decir, a una velocidad de cizalla igual a cero) y una viscosidad baja cuando se aplica cizalla. Esto también se denomina "fluidificación por cizalla".

La viscosidad de la PBM de la presente invención es como sigue: a una velocidad de cizalla baja de 0,04 s^{-1}cps, la viscosidad es de al menos aproximadamente 300 cps, preferiblemente, de aproximadamente 300 a 2.000 cps, más preferiblemente, de aproximadamente 400 a 1.800 cps, y lo más preferible es que sea de aproximadamente 800 a 1.200 cps; a una velocidad de cizalla elevada de 50 s^{-1}cps, la viscosidad es de aproximadamente 1 a 20 cps, preferiblemente, de aproximadamente 1 a 10 cps, más preferiblemente, de aproximadamente 2 a 10 cps, y lo más preferible es que sea de aproximadamente 3 a 5 cps; y a una velocidad de cizalla elevada de 100 s^{-1}cps, la viscosidad es de aproximadamente 1 a 15 cps, preferiblemente, de aproximadamente 1 a 8 cps, más preferiblemente, de aproximadamente 2 a 7 cps, y lo más preferible es que sea de aproximadamente 3 a 5 cps.

La "separación de fases" se refiere a la formación de un líquido claro sobre un lecho suspendido de partículas, a menudo con una línea fronteriza clara. La separación de fases también podría ser denominada sedimentación de partículas para el sistema acuoso que contiene la pectina de la presente invención. La separación de fases fuerte se caracteriza por un líquido claro alrededor de un lecho de partículas por los lados, así como por el fondo. La separación de fases puede incluir, pero no se limita a, la sedimentación de partículas y/o la contracción del gel. "Sinéresis" es otro término, habitualmente usado con geles firmes y geles no fluidos, que es esencialmente lo mismo que contracción del gel, y es otra representación más de la separación de fases. El ensayo para determinar la separación de fases se describe más abajo en el apartado de ejemplos titulado "Determinación de la sedimentación de partículas", que se usa para determinar la separación de fases para la sedimentación de partículas.

"Sustancialmente sin separación de fases" se refiere a que presenta menos del 10% de separación de fases en la solución acuosa catiónica que contiene la pectina de bajo metoxilo de la presente invención. La separación de fases de la pectina de bajo metoxilo de la presente invención es preferiblemente como máximo del aproximadamente 10%, más preferiblemente, como máximo del aproximadamente 7%, incluso más preferiblemente del aproximadamente 5%, y como máximo del aproximadamente 3%.

"Sustancialmente sin sedimentación de partículas" se refiere a menos del 10% de sedimentación de partículas presentes en la solución acuosa catiónica que contiene la pectina de bajo metoxilo de la presente invención. La sedimentación de partículas de la pectina de bajo metoxilo de la presente invención es preferiblemente como máximo del aproximadamente 10%, más preferiblemente, como máximo del aproximadamente 7%, incluso más preferiblemente, del aproximadamente 5% y como máximo del aproximadamente 3%.

Además, aunque la PBM de la presente invención no forma sustancialmente geles débiles en soluciones acuosas, puede gelificarse en presencia de cationes polivalentes. Los ejemplos de cationes polivalentes incluyen preferiblemente, pero no se limitan a, iones de calcio, iones de magnesio, iones de manganeso, iones de hierro, iones de cobre e iones de aluminio; más preferiblemente, iones de calcio e iones de magnesio, y lo más preferible, iones de calcio.

La cantidad de catión polivalente presente en la solución acuosa es preferiblemente en la cantidad de aproximadamente 10 ppm a aproximadamente 1.000 ppm, más preferiblemente, de aproximadamente 50 ppm a aproximadamente 500 ppm, todavía más preferiblemente, de aproximadamente 100 ppm a aproximadamente 400 ppm, y lo más preferible, de aproximadamente 200 a aproximadamente 300 ppm.

La pectina de bajo metoxilo (PBM) de la presente invención también es no tixotrópica en solución acuosa que contiene una concentración adecuada de cationes polivalentes. Es decir, la PBM de la presente invención ayuda a la solución acuosa a recuperar la viscosidad o a recuperarse muy rápidamente cuando se elimina la cizalla.

La PBM de la presente invención se prepara a partir de pectinas no sensibles al calcio. Como se trata anteriormente, la fracción de "pectina no sensible al calcio" se refiere a una fracción que tiene un menor grado de sensibilidad al calcio. La fracción de "pectina sensible al calcio" se refiere a una fracción que tiene un mayor grado de sensibilidad al calcio. El término "sensibilidad al calcio (SC)" pretende significar la propiedad de un producto de pectina en relación con un aumento de la viscosidad de una solución del producto de pectina en condiciones apropiadas.

La PBM de la presente invención puede estar en forma de un sistema en polvo o acuoso. El pH del sistema acuoso es preferiblemente de aproximadamente 6 a 0,5, más preferiblemente, de aproximadamente 5 a 1, y lo más preferible, de aproximadamente 4 a 2.

La PBM de la presente invención se prepara por (1) desesterificación o (2) desesterificación y amidación de una pectina no sensible al calcio (PNC) con al menos uno entre ácido, base y enzima.

Los ejemplos de ácidos adecuados incluyen, pero no se limitan a, ácido nítrico, clorhídrico, sulfúrico; preferiblemente, ácido nítrico y clorhídrico; y más preferiblemente, ácido nítrico.

Los ejemplos de base incluyen, pero no se limitan a, hidróxido de sodio y amoníaco; preferiblemente, hidróxido de sodio y amoníaco; más preferiblemente, amoníaco.

Los ejemplos de la enzima incluyen, pero no se limitan a, poligalacturonasa, pectato liasa, preferiblemente, pectasa fúngica; y más preferiblemente, la pectin-metilesterasa (aleatorio).

En una realización preferida de la presente invención, la PNSC es preferiblemente desesterificada con un ácido en una forma aleatoria para producir pectinas convencionales de bajo metoxilo (pectinas CBM). Las pectinas CBM de la presente invención tienen un peso molecular de aproximadamente 60 a 150 kDalton, preferiblemente, de aproximadamente 70 a 120 kDalton, y lo más preferible, de aproximadamente 80 a 120 kDalton.

El peso molecular de la pectina de la presente invención se calcula preferiblemente midiendo la viscosidad relativa de una solución de pectina al 0,1% usando hexametafostato de sodio. Los aparatos usados en este cálculo son (1) al menos dos viscosímetros Witeg-Ostwald o viscosímetros similares con un tiempo de salida de 100 a 150 segundos para agua (25ºC); (2) un baño de agua termostático transparente (25,0ºC \pm 0,3ºC); y (3) un cronómetro
digital.

El reactivo usado para calcular el peso molecular de la pectina es hexametafostato de sodio, que se prepara: (a) disolviendo 20,0 g de hexametafostato de sodio en 1.800 ml de agua (hervida) desgasificada intercambiada iónicamente; (b) ajustando el pH hasta 4,50 \pm 0,05 con HCl 1M; y (c) diluyendo la solución con agua (hervida) desgasificada intercambiada iónicamente hasta 2.000 ml.

El procedimiento para calcular el peso molecular de la pectina es como sigue: (1) limpiar los viscosímetros; (2) medir el tiempo de salida en los viscosímetros para cada solución de hexametafosfato recién preparada y para cada nuevo día de trabajo en el que se miden las soluciones de pectina e inmediatamente antes de medir la cantidad necesaria de solución de hexametafosfato que es filtrada a través de un filtro de vidrio nº: 3; (3) determinar el sistema de muestra de pectina como sigue: (a) lavar con ácido la pectina; (b) pesar aproximadamente 90 g de solución de hexametafosfato en un vaso de precipitados pesado en vacío con imán; (c) añadir gradualmente 0,1 g de pectina lavada con ácido a 90 g de solución de hexametafosfato en un vaso de precipitados pesado en vacío mientras se agita; (d) calentar la solución hasta 70ºC mientras se agita hasta que la pectina está completamente disuelta; (e) enfriar la solución hasta 25ºC; (f) q.s. (pesar) hasta 100,0 g con solución de hexametafosfato; y (g) filtrar a través de un filtro de vidrio nº: 3; (4) medir el tiempo de salida para cada determinación de peso molecular en dos viscosímetros diferentes; y (5) calcular el peso molecular por separado para cada viscosímetro usando el último tiempo de salida medido para la solución de hexametafosfato en el viscosímetro en cuestión. Si la diferencia entre los dos pesos moleculares calculados es menor de 3.500, el valor medio se calcula redondeando el valor hacia el múltiplo más cercano de 1.000. Si la diferencia entre los dos pesos moleculares calculados es de 3.500 o mayor, limpiar los viscosímetros y medir un nuevo tiempo de salida para la solución de hexametafosfato.

El tiempo de salida es medido mediante la realización del siguiente procedimiento: (1) aclarar el viscosímetro dos veces con la muestra; (2) verter 5,00 ml de la muestra en el viscosímetro y colocarlo en el baño de agua termostático a 25,0ºC \pm 0,3ºC al menos 15 minutos antes de realizar la medida; y (3) medir el tiempo en las dos salidas. Si la diferencia entre los tiempos es mayor de 0,2 segundos al medir la solución de hexametafosfato o de 0,4 segundos al medir las muestras, la medida se repite hasta que haya tres tiempos de salida que no difieran más de 0,2 segundos en la medida de la solución de hexametafosfato o 0,4 segundos en la medida de las muestras. El tiempo de salida que se necesita para otros cálculos es el valor medio de los dos o tres resultados de medición idénticos o casi idénticos anteriormente mencionados.

La viscosidad relativa se calcula como sigue:

n_{r} = (t_{o} - K/t_{o}) / (t_{h} - K/t_{h})

en la que t_{0} y t_{h} son los tiempos de salida para la solución de pectina y la solución de hexametafosfato, respectivamente, en la que K = (Q x.t^{2}_{v})/(Q + (0,226 \cdot L \cdot t_{v}), y en la que Q = volumen del bulbo del viscosímetro en cm^{3}, L = longitud del tubo capilar en cm y t_{v} = tiempo de salida para el agua en segundos.

El peso molecular de la pectina es entonces calculado como sigue:

M = 1,277 . 10^{6} (n_{r}{}^{1/6}-1) g/mol

Además, sin el deseo de quedar vinculados a la teoría, las pectinas CBM de la presente invención tienen un grado de esterificación (GE) del 20 al 50%, preferiblemente, del aproximadamente 22 al 50%, más preferiblemente del aproximadamente 25 al 35%, y lo más preferible del aproximadamente 24 al 40%.

Según lo tratado anteriormente, el término "grado de esterificación" pretende significar el grado hasta el que los grupos de ácido carboxílico libres contenidos en la cadena de ácido poligalacturónico de la pectina han sido esterificados (p.ej., por metilación) o convertidos de otros modos en no ácidos (p.ej., por amidación).

En una realización preferida de la presente invención, la PNSC es desesterificada y amidada con una base de un modo aleatorio para producir pectinas amidadas de bajo metoxilo (pectinas ABM). Sin el deseo de quedar vinculados a la teoría, las pectinas ABM de la presente invención tienen un peso molecular de aproximadamente 60 a 150 kDalton, preferiblemente, de aproximadamente 70 a 120 kDalton, y lo más preferible, de aproximadamente 80 a 120 kDalton.

Además, sin el deseo de quedar vinculados a la teoría, las pectinas ABM de la presente invención tienen un grado de amidación (GA) preferiblemente del aproximadamente 1 al 30%, y lo más preferible del aproximadamente 4 al 21%.

Las pectinas ABM preferidas de la presente invención tienen un GA del aproximadamente 1 al 50%, preferiblemente, del 2 al 40%, más preferiblemente, del aproximadamente 4 al 25%, y lo más preferible, del aproximadamente 6 al 20%.

Según lo tratado anteriormente, la presente invención se dirige a un procedimiento para preparar una pectina de bajo metoxilo que presenta pseudoplasticidad y sustancialmente ninguna separación de fases en una solución acuosa que comprenda al menos un catión polivalente, que comprende tratar un material inicial de pectina que tiene un grado de esterificación de más del aproximadamente 60% para obtener al menos una fracción de pectina no sensible al calcio.

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El procedimiento de la presente invención se prepara (a) tratando un material inicial de pectina que tiene un grado de esterificación de más del aproximadamente 60% con una preparación que contiene cationes para obtener al menos una fracción de pectina no sensible al calcio y una fracción de pectina sensible al calcio; (b) separando la fracción de pectina no sensible al calcio de la fracción de pectina sensible al calcio según lo revelado en los documentos EP 664 300 A1 y EP 656 176 A1 (nº de serie estadounidenses 08/161.635 y 08/890.983 concedida a Glahn), cuyas revelaciones están incorporadas en la presente memoria por referencia; y (c) desesterificar o desesterificar y amidar la fracción de pectina no sensible al calcio para obtener la pectina de bajo metoxilo.

Alternativamente, la pectina no sensible al calcio se prepara (a) tratando un material inicial de pectina que tiene un grado de esterificación de más del aproximadamente 60% con una enzima para obtener la fracción de pectina no sensible al calcio; o (b) volviendo a esterificar la fracción de pectina sensible al calcio para obtener la fracción de pectina no sensible al calcio.

"Material inicial de pectina" pretende significar un producto de pectina obtenido mediante la separación de la pectina de un material vegetal. El material inicial de pectina puede ser preferiblemente obtenido de cáscaras de cítricos, zumos de manzana, sidras de manzana, residuos de manzana, remolachas azucareras, cabezas de girasol, verduras o productos de desecho de plantas seleccionadas de al menos una entre manzanas, remolacha azucarera, girasol y cítricos, y más preferiblemente, de al menos una entre limas, limones, pomelos y naranjas.

El material inicial de pectina puede, por ejemplo, ser el extracto ácido de pectina procedente de la purificación o podría ser torta de pectina húmeda obtenida tras tratar la solución de pectina extraída ácida con alcohol. Además, el material inicial de pectina puede, por ejemplo, ser la pectina seca o parcialmente seca de la torta de pectina procedente de la precipitación, o podría ser el polvo de pectina molido seco producido normalmente por los fabricantes de pectinas.

El material inicial de pectina puede ser tratado con una preparación que contenga cationes. Como se usa en la presente memoria, "preparación que contiene cationes" pretende significar cualquier fuente de cationes libres. Los ejemplos del catión incluyen, pero no se limitan a, iones metálicos derivados de sales seleccionados de al menos uno entre sales de metales alcalinotérreos, sales de metales alcalinos, sales de metales de transición o mezclas de las mismas.

Los ejemplos del ión metálico incluyen, pero no se limitan a, uno o más de los siguientes: calcio, hierro, magnesio, cinc, potasio, sodio, aluminio, manganeso y mezclas de los mismos. Preferiblemente, el ión metálico se selecciona entre uno o más de los siguientes: calcio, hierro, cinc y magnesio. Más preferiblemente, el catión metálico es calcio. Se pueden emplear mezclas de dos o más cationes metálicos. Sin embargo, si se emplea un catión de metal monovalente, es preferible que esté presente un catión de metal di- o trivalente. Cuando se usan tales mezclas, el catión metálico preferido es el calcio.

Los iones metálicos pueden derivar de uno o más de los siguientes: sales de metales alcalinotérreos, sales de metales alcalinos, sales de metales de transición y mezclas de los mismos, con la condición de que tales sales sean razonablemente solubles en el disolvente, p.ej., agua o mezclas de agua/alcohol.

Los ejemplos de sales metálicas que pueden ser usadas en la práctica de la presente invención, con la condición de que sean solubles en el disolvente, incluyen, pero no se limitan a, nitrato de calcio, acetato de calcio, fosfato ácido de calcio, carbonato de calcio, cloruro de calcio, citrato de calcio, dihidrógeno fosfato de calcio, formiato de calcio, gluconato de calcio, glutamato de calcio, glicerato de calcio, glicerofosfato de calcio, glicinato de calcio, hidrógeno fosfato de calcio, hidróxido de calcio, yoduro de calcio, lactato de calcio, lactofosfato de calcio, carbonato de calcio y magnesio, inositol-hexafosfato de calcio y magnesio, fosfato tribásico de calcio, calcio-o-fosfato, propionato de calcio, pirofosfato de calcio, succinato de calcio, sucrato de calcio, sulfito de calcio, tetrafosfato de calcio, acetato de hierro (II), acetato de hierro (III), cloruro de amonio y hierro (III), citrato de amonio y hierro (III), sulfato de amonio y hierro (II), hidróxido de acetato y hierro (II), carbonato de hierro (III), cloruro de hierro (II), cloruro de hierro (III), citrato de colina y hierro, citrato de hierro (II), dextrano de hierro, formiato de hierro (II), formiato de hierro (III), hidrofosfito de hierro (III), lactato de hierro (II), acetato de hierro (II), fosfato de hierro (II), oxalato de potasio y hierro (III), pirofosfato de hierro (III), citrato de sodio y hierro (III), pirofosfato de sodio y hierro (III), sulfato de hierro (II), sulfato de hierro (III), fosfato de amonio y magnesio, sulfato de amonio y magnesio, carbonato de magnesio, cloruro de magnesio, citrato de magnesio, dihidrógeno fosfato de magnesio, formiato de magnesio, hidrógeno fosfato de magnesio, hidrógeno-o-fosfato de magnesio, hidróxido de magnesio, carbonato de hidróxido de magnesio, lactato de magnesio, nitrato de magnesio, oxalato de magnesio, óxido de magnesio, fosfato de magnesio, propionato de magnesio, pirofosfato de magnesio, sulfato de magnesio, acetato de cinc, sulfato de amonio y cinc, carbonato de cinc, cloruro de cinc, citrato de cinc, formiato de cinc, hidrógeno fosfato de cinc, hidróxido de cinc, lactato de cinc, nitrato de cinc, óxido de cinc, fosfato de cinc, fosfato monobásico de cinc, fosfato tribásico de cinc, cinc-o-fosfato, propionato de cinc, pirofosfato de cinc, sulfato de cinc, tartrato de cinc, valerato, cinc-iso-valerato.

Las sales preferidas son sales de calcio tales como nitrato de calcio, cloruro de calcio, hidróxido de calcio, acetato de calcio, propionato de calcio, óxido de calcio, gluconato de calcio, lactato de calcio y carbonato de calcio. La sal de calcio más preferida es el nitrato de calcio.

La preparación que contiene cationes contiene preferiblemente un catión di- o trivalente y, opcionalmente, al menos un disolvente miscible en agua. El disolvente miscible en agua se selecciona entre uno o más de los siguientes: alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico, acetona y acetato de etilo. En condiciones de mezclado o extrusión, el catión polivalente forma una sal de pectinato catiónico insoluble o un gel cuando entra en contacto con la solución de pectina. Hay una porción de la pectina que no forma tal sal insoluble o gel con los cationes polivalentes, sino que se difunde fuera del gel en la solución salina, formando una fase de pectina separada en dicha solución. La pectina puede, por consiguiente, estar separada en dos o más fracciones. La primera fracción contiene pectina que ha reaccionado con el catión formando una matriz de gel insoluble en el disolvente. La primera fracción es sensible al calcio y se denomina fracción de pectina sensible al calcio (PSC). La segunda fracción no forma tal matriz de gel y se difunde fuera del gel y por el líquido circundante. La segunda fracción no es sensible al calcio y se denomina fracción de pectina no sensible al calcio (PNSC).

El catión preferido son iones de calcio en solución acuosa, opcionalmente, mezclados con un disolvente tal como alcohol metílico, alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico, acetona, acetato de etilo y cualquier otro disolvente orgánico que sea miscible con el agua. La cantidad de catión de la solución acuosa es preferiblemente de aproximadamente 500 a 5.000 ppm, más preferiblemente, de aproximadamente 1.000 a 4.000 ppm, y lo más preferible, de aproximadamente 2.500 a 3.500 ppm. Cuando se mezcla con alcohol, se debería tener cuidado para evitar niveles de alcohol que resulten en la precipitación de un compuesto de pectina insoluble. La solución preferida es una mezcla de alcohol y agua, y la más preferida es una mezcla de alcohol isopropílico y agua. La proporción entre el alcohol y el agua es preferiblemente de aproximadamente 1:5 a 1:20, más preferiblemente, de aproximadamente 1:7 a 1:15, y lo más preferible de aproximadamente 1:8 a 1:12.

La concentración de cationes puede ser variada en un intervalo amplio, estando el límite superior determinado por consideraciones económicas y prácticas. El límite superior preferido de la concentración de cationes es de aproximadamente 125 milimoles de catión por litro de medio de reacción (125 mM). Lo que medio de reacción pretende significar es lo que resulta realmente de hacer reaccionar el material inicial de pectina con la preparación que contiene cationes.

Un límite superior más preferido de la concentración de cationes es de aproximadamente 85 mM, en el que la molaridad es por definición una concentración por unidad de volumen (litro). El límite inferior de la concentración de cationes está determinado por la cantidad de catión que proporcionaría el grado deseado de separación en al menos la primera y la segunda fracción. El límite inferior preferido es de aproximadamente catión 5 mM. Un límite inferior más preferido es de aproximadamente catión 12,5 mM, siendo aproximadamente 65 mM el límite inferior más preferido.

El pH del medio de reacción influye en la capacidad de formación de matriz del material inicial de pectina. Si el pH es demasiado bajo, no se forma matriz. El pH del medio de reacción es de al menos aproximadamente 2. El límite inferior es preferiblemente de al menos aproximadamente 3, siendo aproximadamente 4 el más preferido. El límite superior de pH sólo está determinado por la estabilidad del material inicial de pectina bajo la combinación de pH, temperatura y tiempo que esté siendo usada. El límite superior del pH es de aproximadamente 8. El límite superior preferido es de aproximadamente 6, siendo el de aproximadamente 5 el límite superior más preferido.

Según lo indicado anteriormente, el procedimiento según la presente invención comprende tratar material inicial de pectina que tenga un GE de más del aproximadamente 60% para obtener al menos una primera fracción que tenga un mayor grado de sensibilidad al calcio que el material inicial de pectina y una segunda fracción que tenga un menor grado de sensibilidad al calcio que el material inicial de pectina. Preferiblemente, el GE del material inicial de pectina es al menos del aproximadamente 60% y más preferiblemente, al menos del aproximadamente 70%.

La proporción entre la pectina sensible al calcio (PSC) y la suma de PSC y pectina no sensible al calcio (PNSC) se denomina en lo sucesivo proporción de la pectina sensible al calcio (PPSC). Según lo indicado anteriormente, las pectinas según la presente invención tienen una PPSC mayor de aproximadamente 0,60. Las pectinas preferidas tienen una PPSC de al menos aproximadamente 0,65. Una PPSC más preferida es de aproximadamente 0,75, y la PPSC más preferida es de al menos aproximadamente 0,85.

Se puede calcular la sensibilidad al calcio mediante cualquier técnica conocida en la técnica. Preferiblemente, la sensibilidad al calcio puede ser calculada midiendo la sensibilidad al calcio (SC) de la pectina en una solución con goma. Específicamente, se mezclan sal de calcio y pectina a un pH bajo, sin que se produzca una fuerte sedimentación de los iones de calcio y la pectina. Entonces, se inicia la reacción entre la pectina y los iones de calcio mediante la adición de un tampón de acetato de sodio/ácido acético. Los aparatos usados en este cálculo son: (1) agitador magnético de placa (IKA MAG EOA 9); (2) agitador magnético (JK IKA-Combimag REO); (3) vaso de viscosidad de 50 x 110 mm (Holm & Halby); (4) dispensador de 25 ml; (5) pipeta automática de 5 ml; (6) viscosímetro LVT de Brookfield; (7) medidor de pH; (8) balanza técnica; (9) balanza analítica; (10) imanes TRIKA de 42 mm; y (11) baño de enfriamiento (controlado termostáticamente a 25ºC).

Los reactivos usados en este cálculo son (1) HCl 1,000 M; (2) tampón de acetato 1M a pH 4,75 (68,04 g/l de CH_{3}COONa 500 mM y 3H_{2}O, y 28,6 ml/l de CH_{3}COOH 500 mM (100%)); y (3) cloruro de calcio 250 mM (36,7550 g/l de CaCl_{2} y 2H_{2}O). Se debe usar agua intercambiada iónicamente con una conductividad menor de 1,0 uS/cm en todas las soluciones. La solución de pectina contiene 400 g de solución de pectina con 2,4 g de goma pura (sol. al 0,6%). Si la muestra de análisis no es 100% goma (goma pura), se debe corregir la muestra usando la siguiente fórmula (A = % de goma de la muestra):

(0,6 x 400) / A = g de muestra con % A de goma para 400 g de solución.

Los procedimientos para calcular la sensibilidad al calcio son los siguientes: (1) pesar la pectina con un porcentaje de azúcar ajustado hasta 3 decimales; (2) dispersar la pectina en 240 ml de agua intercambiada iónicamente hirviendo en un mezclador de alta cizalla; (3) verter la solución en un vaso de precipitados pesado en vacío con un imán; (4) verter 100 ml más de agua intercambiada iónicamente en el mezclador y añadirlo a la solución; (5) enfriar la solución de pectina hasta aproximadamente 25ºC; (6) ajustar la solución de pectina hasta un pH de 1,5 con HCl 1M; (7) pesar la solución hasta 400 g; (8) pesar 145 g \pm 1 g de solución de pectina en un vaso de viscosidad; (9) poner un imán TRIKA en el vaso; (10) añadir 5 ml de solución de Ca++ 250 mM a la solución de pectina mientras se agita con el agitador magnético de placa de la etapa (1). Agitar durante 2 min.; (11) añadir 25 ml de tampón de acetato 1M con dispensador al vaso mientras se agita con un agitador magnético (JK IKA-Combimag REO) (el pH es de aproximadamente 4,2); (12) por medio del agitador magnético de placa de la etapa (1), agitar durante 2 minutos más; (13) retirar el imán y dejar reposar la solución a 25ºC hasta el día siguiente; y (14) medir la sensibilidad al calcio como la viscosidad en cps con el viscosímetro LVT de Brookfield a 60 rpm y 25ºC (usar el baño de agua controlado termostáticamente).

En una realización preferida de la presente invención, la primera fracción tiene preferiblemente un grado de esterificación de al menos un 1% menos que el grado de esterificación del material inicial, más preferiblemente, de al menos un 3% menos, y lo más preferible, de al menos un 5% menos que el grado de esterificación del material inicial. La segunda fracción tiene preferiblemente un grado de esterificación de al menos un 1% más que el grado de esterificación del material inicial, más preferiblemente, un grado de esterificación de al menos un 3% más, y lo más preferible, de al menos un 7% más que el grado de esterificación del material inicial.

La separación de la primera y la segunda fracción según la presente invención se realiza preferiblemente como una separación en una fase de gel y una fase líquida, respectivamente. La fase de gel es predominantemente el producto de reacción del catión en la preparación que contiene cationes y la fracción sensible al calcio presente en el material inicial de pectina. La fase líquida es predominantemente la fracción de pectina del material inicial que no forma un gel con la preparación que contiene cationes. Se pueden usar diversas técnicas convencionales en la técnica para realizar la etapa de separación. Preferiblemente, la separación se realiza mediante una separación física (filtración) usando una solución de lavado, tal como una mezcla de IPA, agua y catión hasta completar la separación. La composición de la solución de lavado preferida contiene la misma preparación que contiene cationes (incluyendo un disolvente) usada para tratar el material inicial de pectina.

Tras las etapas de lavado, la primera fracción tiene una sensibilidad al calcio (SC) de al menos aproximadamente un 10% más que la sensibilidad al calcio del material inicial. La SC de la primera fracción es preferiblemente de al menos aproximadamente un 25% más que la del material inicial, más preferiblemente, de al menos un aproximadamente 50% más que la del material inicial, y lo más preferible, de al menos un aproximadamente 100% más que la del material inicial.

En una realización preferida de la presente invención, el material inicial de pectina purificado se hace reaccionar con una solución de una sal catiónica bajo condiciones de agitación moderada tal como un mezclado o hilado húmedo, que forme grandes partículas de gel visibles por el ojo humano. Las partículas de gel pueden ser entonces separadas de cualquier modo apropiado del líquido y resuspendidas en líquido fresco o líquido que contenga una concentración baja de PNSC.

Las dos fracciones aisladas, la fracción de gel que contiene PSC y la fracción de solución que contiene PNSC, pueden ser tratadas más a fondo por separado con más disolvente tal como IPA para aislar la pectina del líquido de lavado. Esta etapa también puede ser descrita como una etapa de deshidratación.

Las fracciones de gel que contienen PNSC o la PSC pueden ser tratadas por separado y convertidas en la forma ácida o una sal de un metal monovalente o de amoníaco, tratando las fracciones precipitadas con alcohol con una solución de alcohol ácido que lave los metales polivalentes. Las fracciones pueden ser entonces parcial o completamente neutralizadas mediante el lavado con una solución de alcohol de la sal deseada.

Alternativamente, las fracciones pueden ser acidificadas antes de la precipitación alcohólica y posteriormente lavadas con alcohol ácido. Además, las fracciones pueden ser tratadas con una resina de intercambio iónico que lleve el catión monovalente deseado y posteriormente precipitadas con alcohol.

Ambas fracciones pueden ser deshidratadas, secadas y molidas. La deshidratación como se trata anteriormente es realizada para eliminar el volumen de agua entes de la etapa de secado. Aunque se puede usar cualquier técnica conocida para la deshidratación, las fracciones son preferiblemente tratadas con alcohol. La fase de agua/alcohol formada en la deshidratación es sustancialmente eliminada por decantación, centrifugación o filtración usando cualquier técnica conocida. El secado se realiza mediante técnicas conocidas, p.ej., hornos de presión reducida o atmosférica, hasta obtener un contenido de humedad de menos del aproximadamente 50% en peso, preferiblemente, de menos del 25% en peso. La temperatura de secado se mantiene por debajo de la temperatura a la que la pectina comienza a perder sus propiedades, p.ej., color, peso molecular, etc. Se puede usar cualquier técnica conocida de trituración para triturar el producto de pectina hasta el tamaño de partícula deseado. Lo más preferible es que el producto fino esté en forma de polvo seco, con un contenido de humedad del aproximadamente 12% en peso o menor. La forma de polvo seco pretende significar que el producto sea vertible sin una sedimentación compacta sustancial. El producto final preferido está en forma de polvo fácil de usar.

La PNSC de la presente invención puede ser preferiblemente preparada en un procedimiento continuo, pero también es posible un único lote.

Según lo tratado anteriormente, las pectinas de bajo metoxilo de la presente invención pueden ser preparadas a partir de una PNSC fraccionada según lo revelado en los nº de serie estadounidenses 08/161.635 y 08/890.983 concedidos a Glahn. Alternativamente, la pectina de bajo metoxilo de la presente invención puede ser preparada a partir de una PNSC obtenida por mecanismos distintos al fraccionamiento.

La PNSC de la presente invención se prepara mediante cualquier técnica conocida en la técnica, tal como una re-esterificación de las pectinas sensibles al calcio o mezclas de calcio y pectinas no sensibles al calcio con metanol bien mediante procedimientos químicos o enzimáticos. Además, se pueden usar enzimas para eliminar o cortar las regiones carboxilo o los bloques de grupos carboxilo de la estructura de ácido galacturónico del material inicial de pectina, produciendo así una pectina no sensible al calcio. Los ejemplos de tales enzimas incluyen preferiblemente, pero no se limitan a, poligalacturonasa y pectato liasa.

Otros mecanismos usados para aumentar el nivel relativo de pectina no sensible al calcio en el tejido vegetal antes de su extracción, incluyen técnicas de modificación genética o transgénicas que pueden dirigir la producción específica de pectinas no sensibles al calcio en materias primas comunes de pectina tales como plantas cítricas, o como el resultado de la expresión en plantas hospedadoras tales como la caña de azúcar o el maíz. Finalmente, hay otros mecanismos de extracción que pueden ser usados para aislar selectivamente la pectina no sensible al calcio del tejido vegetal. También se puede conseguir la manipulación del pH concreto o el catión o mezclas de los mismos en la mezcla de extracción, o la selección de una fracción específica de cáscara de cítrico frente a otra, el aislamiento por separado de la PNSC o la PSC.

Según lo tratado, la PNSC puede ser desesterificada para producir las pectinas CBM de la presente invención. Preferiblemente, la PNSC se prepara mediante el mecanismo de fraccionamiento según lo revelado por Glahn. La PNSC es preferiblemente un polvo seco o una solución, lo más preferible es que sea una solución. La concentración de la PNSC en la solución es del aproximadamente 0,5 al 4% en peso, preferiblemente, del aproximadamente 1 al 3% en peso, y lo más preferible, del aproximadamente 1 al 2% en peso.

Preferiblemente, las pectinas CBM de la presente invención pueden ser preparadas cargando una solución de PNSC en el recipiente de un reactor y ajustando la temperatura hasta un intervalo desde aproximadamente 20 a 60ºC, más preferiblemente, desde aproximadamente 30 a 55ºC, y lo más preferible, de aproximadamente 45 a 50ºC. El pH de la solución es ajustado hasta un intervalo de aproximadamente 0,5 a 2,5, preferiblemente, de aproximadamente 0,5 a 1,5, y lo más preferible, de aproximadamente 0,7 a 1,1. El ácido usado para el ajuste del pH puede ser ácido nítrico, clorhídrico o sulfúrico, preferiblemente, ácido nítrico o clorhídrico, y lo más preferible, ácido nítrico. Preferiblemente, se deja progresar la reacción durante aproximadamente 10 a 200 horas, más preferiblemente, durante aproximadamente 15 a 100 horas, y lo más preferible, durante aproximadamente 20 a 75 horas. Para aislar las pectinas de bajo metoxilo de la solución y deshidratar, los extractos acidificados o parcialmente neutralizados son añadidos a 2 volúmenes de IPA al 60% hasta precipitar la pectina. El precipitado es prensado un una prensa de banda para eliminar el exceso de agua e IPA. La torta de filtro prensa de pectina se vuelve a suspender en 2 volúmenes más de IPA y se mezcla. Se puede añadir a esta mezcla una solución de carbonato de sodio (1 kg de carbonato de sodio a 4 litros de agua) en una cantidad suficiente para alcanzar un pH de 5,0 de la mezcla o un pH de la pectina final de 4,5, medido en una solución acuosa al 1%. Se vuelve a prensar con banda la pectina neutralizada. La pectina prensada es secada y molida hasta obtener un polvo.

Además, según lo tratado anteriormente, la PNSC puede ser desesterificada y amidada para producir la pectina ABM de la presente invención. Preferiblemente, la PNSC se prepara mediante el mecanismo de fraccionamiento de Glahn. La PSNC es preferiblemente un polvo seco o una suspensión en alcohol o una torta de filtro prensa alcohólica. Lo más preferible es que la PNSC sea proporcionada como una suspensión en alcohol. La concentración de pectina en la suspensión alcohólica es preferiblemente del aproximadamente 0,5 al 50%, más preferiblemente, del aproximadamente 10 al 40%, y lo más preferible, del aproximadamente 20 al 30%. La composición de la solución alcohólica suspendida es preferiblemente de 40/60 de alcohol con respecto a agua, más preferiblemente de aproximadamente 60/40 alcohol con respecto a agua, y lo más preferible de aproximadamente 70/30 de alcohol con respecto a agua. El alcohol usado es preferiblemente un alcohol metanólico, etanólico o isopropílico, y lo más preferible es que sea un alcohol etanólico o isopropílico. La suspensión es preferiblemente enfriada hasta una temperatura de aproximadamente 1 a 25ºC, más preferiblemente, de aproximadamente 3 a 15ºC, y lo más preferible, de aproximadamente 3 a 10ºC. Se añade NH_{4}OH (agua con amoníaco al 28-29% fabricada por Baker Chemical) a la mezcla. Opcionalmente, se añade NH_{3} (gas) a la mezcla. Es preferible añadir suficiente amoníaco (hidróxido o gas) para aumentar el pH de aproximadamente 8 a 13,5, más preferiblemente, de aproximadamente 9 a 13, y lo más preferible, de aproximadamente 10,5 a 12,5. El pH deseado se mantiene en \pm0,2 unidades de pH añadiendo NH_{4}OH o NH_{3}. Preferiblemente, se deja que la reacción prosiga durante aproximadamente 0,5 a 15 horas, más preferiblemente durante aproximadamente 1 a 10 horas, y lo más preferible, durante aproximadamente 1 a 6 horas, tiempo durante el cual se consume más NH_{4}OH o NH_{3}. La mezcla de reacción es terminada eliminando el líquido de reacción en exceso y añadiendo ácido para descender el pH. Se añade IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (pH ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}) al reactor y se mezcla. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja preferiblemente mezclarse la mezcla durante aproximadamente 0,5 a 5 horas, más preferiblemente, durante aproximadamente 1 a 4 horas, y lo más preferible, durante aproximadamente 2 a 3 horas. La pectina aislada es lavada con IPA/H_{2}O 70/30. Se repite el lavado y el filtrado de la pectina al menos dos veces más con un lavado de IPA/H_{2}O 70/30 fresco. Se seca y se tritura la pectina aislada hasta obtener un polvo.

Según la presente invención, la pectina convencional de bajo metoxilo y la pectina amidada de bajo metoxilo preparadas a partir de PNSC pueden ser usadas en un procedimiento de estabilización de componentes insolubles en sistemas acuosos. "La estabilización de componentes insolubles" puede incluir, pero no se limita a, suspender componentes insolubles. "Los componentes insolubles" se refieren a cualquier materia particulada insoluble tal como pulpas, aceites esenciales, agentes colorantes tales como naturales o de otro tipo, minerales, de plantas y farmacéuticos que tienen la tendencia de separarse en una o más fases en una solución por sedimentación, flotación u otros mecanismos de desestabilización. El ensayo para la separación de fases en el contexto de la presente invención se describe más abajo en el apartado de ejemplos denominado "Determinación de la sedimentación de partículas" que es un ensayo para la separación de fases para la sedimentación de partículas.

"Sistema acuoso" en la presente memoria se refiere a productos alimenticios, cosméticos y farmacéuticos en forma acuosa que contienen una concentración adecuada de cationes polivalentes o a los que se pueden añadir cationes polivalentes. Los ejemplos de productos alimenticios líquidos incluyen, pero no se limitan a, bebidas que contienen frutas, verduras o mezclas de las mismas, sopas, aliños para ensalada y salsas. Las bebidas pueden ser no efervescentes o carbonatadas, consumidas como tales o para ser disueltas, edulcoradas o sin edulcorar, saladas o no saladas, con contenido o sin contenido alcohólico, o combinaciones de las mismas. Los ejemplos de productos cosméticos acuosos incluyen, pero no se limitan a, perfumes, lociones bronceadoras, lociones corporales, desodorantes y antitranspirantes. Los ejemplos de productos farmacéuticos acuosos incluyen, pero no se limitan a, líquidos, extractos, jarabes, suspensiones, licores que contienen ingredientes activos y/o inertes bien en solución o como una suspensión de partículas o en emulsión.

El pH del sistema acuoso en el procedimiento de la presente invención es preferiblemente de 2,5 a 5, y más preferiblemente, de aproximadamente 3 a 5. El sistema acuoso puede tener preferiblemente un contenido de sólidos del aproximadamente 0,1% al 50% en peso.

En una realización de la presente invención, el sistema acuoso es una bebida que puede tener un contenido de sólidos del aproximadamente 0,1% al aproximadamente 50% en peso, un contenido alcohólico de entre el aproximadamente 0% al aproximadamente 5% en volumen, un contenido de sales (NaCl) del aproximadamente 0% al 3%, y un contenido de azúcar del aproximadamente 0,1% al aproximadamente 15%.

La cantidad total de pectina del sistema acuoso puede ser preferiblemente del aproximadamente 0,01% al aproximadamente 0,3% en peso seco, y más preferiblemente, del aproximadamente 0,1% al 0,2% en peso seco.

Además, la pectina de bajo metoxilo de la presente invención también puede ser usada en una composición. La composición contiene la pectina de bajo metoxilo de la presente invención y una solución acuosa.

También según la presente invención, la pectina de bajo metoxilo puede ser usada en un sistema acuoso estabilizado que contenga partículas. El sistema acuoso estabilizado que contiene partículas incluye la pectina de bajo metoxilo de la presente invención y cationes polivalentes.

La pectina de bajo metoxilo de la presente invención tiene una viscosidad baja y propiedades de fluidificación por cizalla, no presentando así una percepción organoléptica no deseada (un gusto pituitoso o viscoso). La pectina de la presente invención tampoco sufre sinéresis (separación de fases) al ser almacenada ni forma una fase separada de gel en presencia de niveles relativamente elevados de policationes tales como iones de magnesio y calcio.

Cuando se añade la pectina de bajo metoxilo de la presente invención a un sistema acuoso, proporciona una suspensión de partículas en el sistema acuoso. Al mismo tiempo, proporciona cambios mínimos en la reología durante un almacenamiento de larga duración. La evaluación reológica de las soluciones de pectina y las bebidas puede ser llevada a cabo usando un Rotovisco RV 20 de Haake y un interfaz informático Rheocontroller RC 20 o dispositivos similares en la técnica, tales como el programa Rotational (Steady Shear).

La suspensión de partículas en sistemas fluidos o acuosos es el resultado de un comportamiento viscoso o de tensión de fluencia. El comportamiento de tensión de fluencia puede ser usado para definir la reología de un fluido, p.ej., la suspensión de partículas en sistemas acuosos por medio de una red de gel débil. Se puede usar la ley de Stokes para calcular la velocidad de sedimentación de las partículas en los fluidos viscosos. En la presente invención, la sedimentación de las partículas se evita mediante la formación de una red de gel débil que mantiene las partículas suspendidas. Los factores que afectan a la reología de las pectinas en solución incluyen el pH, los sólidos solubles, la concentración de calcio, el tipo de pectina, la temperatura, la densidad del fluido, la densidad de las partículas y la geometría de las partículas. En un conjunto establecido de condiciones, el comportamiento reológico asociado con un sistema acuoso puede ser medido y calculado.

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La tensión de fluencia (\tau) que representa una respuesta elástica puede ser definida con dos ecuaciones:

\tau = \frac{r \ g (P_{F} - P_{L})}{3}

derivada de la Ley de Stokes para la sedimentación de partículas, en la que

r = radio de la partícula

g = constante gravitacional (980 cm/s^{2})

P_{F} = densidad de la partícula

P_{L} = densidad del líquido

y la ecuación:

\tau = G' \cdot Y_{c}

G' = Módulo elástico, independiente de la tensión

Y_{c} = tensión crítica, en la que la red comienza a perder su estructura, y G' comienza a disminuir (pérdida de propiedades viscoelásticas).

Por lo tanto, cuando

G' \cdot Y_{c} > \frac{r \ p (P_{F} - P_{L}),}{3}

se cumplen las condiciones para que las partículas puedan permanecer suspendidas en el sistema.

G' e Y_{c} se miden usando un reómetro de tensión controlada o de velocidad controlada, y realizando un barrido de tensión dinámica (par un conjunto dado de condiciones) a una frecuencia constante. Para un sistema que muestra un comportamiento de tensión de fluencia, G'' (módulo viscoso) es menor que G' en la región lineal, independiente de la tensión. Una vez que la estructura ha sido deformada a una tensión crítica, G'' aumenta a medida que cambian las propiedades viscoelásticas y el sistema muestra una tendencia al comportamiento viscoso (G'' es mayor que G').

La figura 1 ilustra que es posible determinar el punto de fluencia a partir de la representación lineal de la tensión (Pa) como función de la velocidad de cizalla (s^{-1}) mediante el método de extrapolación de Bingham. El punto de fluencia es la tensión de extrapolación a una velocidad de cizalla de cero. Este límite representa el comportamiento de un sistema acuoso en reposo. La pendiente de la curva de la tensión lineal - velocidad de cizalla es la viscosidad del fluido (Pa . s).

Para los sistemas que muestran un comportamiento viscoso, se puede usar la ley de Stokes para calcular las fuerzas que actúan sobre una partícula de un sistema líquido en un conjunto determinado de condiciones experimentales.

La ley de Stokes define un coeficiente de fricción para esferas como:

F = 6 \ \pi \ r \ \eta \ v

r = radio de la partícula

\eta = viscosidad del líquido

v = velocidad

Ésta se usa para calcular la resistencia viscosa encontrada por una esfera que se mueve por un líquido.

Las fuerzas gravitacionales actúan sobre una partícula para empujarla hacia abajo por el líquido, siendo:

F = \ ^{4}/_{3} \ \pi \ r^{3} (P_{F} - P_{L})g

r = radio de la partícula

P_{F} = densidad de la partícula

P_{L} = densidad del líquido

g = constante gravitacional

Cuando la resistencia viscosa es igual a las fuerzas gravitacionales, la partícula cae a una velocidad constante.

6 \ \pi \ r \ \eta \ v = \ ^{4}/_{3} \ \pi \ r^{3} \ (P_{F} - P_{L}) \ g

Despejando la velocidad, se puede calcular la velocidad de sedimentación para una partícula.

v = \frac{218 \ r^{2} \ (P_{F} - P_{L})}{\eta}

Ésta está influida por el radio de la partícula y la viscosidad del líquido.

La viscosidad necesaria para que una partícula se sedimente a una velocidad tolerable puede ser determinada mediante la siguiente fórmula:

\eta = \frac{218 \ r^{2} \ (P_{F} - P_{L})}{v}

Idealmente, el comportamiento reológico más deseado para la estabilización de partículas en solución es la pseudoplasticidad. En este caso, la solución se caracteriza por una viscosidad extremadamente elevada "en reposo" (en condiciones de cizalla cero) y una viscosidad baja cuando se aplica cizalla. En otras palabras, la solución es "fluidizante por cizalla". Además, es importante que tal solución sea capaz de recuperar la viscosidad o recuperarse muy rápidamente cuando se elimine la cizalla. Se dice que tales soluciones son no tixotrópicas. Esto se ilustra en la figura 2.

Sin mayor elaboración, se cree que cualquier experto en la técnica puede, usando la anterior descripción, utilizar la presente invención en toda su amplitud.

Por lo tanto, las siguientes realizaciones específicas preferidas serán construidas meramente como ejemplos y no serán consideradas restricciones de lo que resta de revelación de ningún modo en absoluto.

Ejemplos

Los ejemplos 1-39 proporcionados a continuación ilustran las diferentes propiedades físicas y la reología de diferentes potenciadores de la suspensión, incluyendo la PBM de la presente invención. A continuación, se muestran los procedimientos para determinar las propiedades físicas y la reología de los potenciadores de la suspensión en los ejemplos 1-39.

Procedimientos analíticos Procedimiento para determinar la PPSC (proporción de la PSC y de la PNSC en la muestra de pectina)

Se pesa una muestra de pectina de 0,2 g redondeando al mg más próximo (en un tubo de centrífuga de 50 ml previamente pesado en vacío que se pesa redondeando al mg más cercano) y se disuelve en 10 g de agua desmineralizada mediante el calentamiento del tubo hasta 70ºC. Se enfría la solución hasta aproximadamente 20ºC. Esto se hace por duplicado. Se ajusta el pH de cada solución hasta 4,0.

Se determina la cantidad total de pectina en la solución añadiendo 20 ml de alcohol isopropílico al 80% a uno de los tubos para hacer precipitar la pectina. Se recoge el precipitado mediante centrifugación a 30.000 G durante 30 minutos, se lava dos veces con alcohol isopropílico al 60% siguiendo cada lavado con centrifugación, se seca a 60ºC durante una noche al vacío y se pesa redondeando al mg más cercano. Se calcula la cantidad de pectina precipitada y se divide entre el peso inicial de pectina añadida al tubo en concreto. Esta relación es denominada el valor A de la pectina.

Se añaden 10 ml de la siguiente solución (que contiene calcio 60 mM e IPA al 16%) al resto de la muestra de 10 ml de solución de pectina en un tubo de centrífuga pesado en vacío:

387 g de agua desmineralizada

99 g de alcohol isopropílico al 80% (IPA)

4,4 g de CaCl_{2}, 2H_{2}O

Al mezclar las dos soluciones, se produce un contenido de Ca de 30 mM e IPA al 80%. Se deja la suspensión de partículas de gel formada durante 24 horas con agitación ocasional. Se separan las partículas de gel de la fase líquida mediante centrifugación a 30.000 G durante 30 minutos. Se dejan las partículas de gel en el tubo tras decantar o se pasa la fase líquida por un sifón.

Se lavan las partículas de gel dos veces en cantidades iguales de una solución que contiene Ca 30 mM e IPA al 80%, aplicando un vórtice y dejando que el lavado se equilibre. El tiempo de equilibrado es de 24 horas para cada lavado. Tras cada lavado, las partículas de gel se separan usando centrifugación a 30.000 G durante 30 minutos. La solución de lavado para esta etapa puede ser preparada diluyendo un alícuota de la solución de calcio 60 mM-IPA al 16% con un volumen igual de agua.

Entonces se pesa la cantidad total de fase de gel lavada tras decantar la fase líquida. Se determina la cantidad de pectina de la fase de gel mezclando la fase de gel, pesada redondeando hasta el segundo decimal, con dos veces su valor de IPA al 80%, y luego se lava dos veces en IPA al 60%. Se recoge el precipitado por centrifugación a 30.000 G durante 30 minutos tras cada lavado. Luego se seca la muestra a 60ºC durante una noche al vacío y se pesa redondeando hasta el mg más cercano. Se determina la cantidad normalizada de PSC dividiendo esta cantidad de pectina entre la cantidad original de pectina pesada en el tubo de centrífuga. Esto es denominado valor B.

La proporción de la PSC se calcula según la fórmula : PPSC = B/A

La proporción de la PNSC se obtiene restando el valor de PPSC a 1.

Determinación de la sensibilidad al calcio de una muestra de pectina

El siguiente procedimiento se usa para determinar la sensibilidad al calcio de una muestra de pectina. Los reactivos usados en este cálculo son (1) HCl 1,000 M; (2) tampón de acetato 1M a pH 4,75 (68,04 g/l de CH_{3}COONa 500 mM y 3H_{2}O, y 28,6 ml de CH_{3}COOH 500 mM (100%)); y (3) cloruro de calcio 250 mM (36,7550 g/l de CaCl_{2} y 2H_{2}O). Se debe usar agua intercambiada iónicamente con una conductividad menor de 1,0 uS/cm en todas las soluciones. La solución de pectina contiene 400 g de solución de pectina con 2,4 g de goma pura (sol. al 0,6%). Si la muestra de análisis no es 100% goma (goma pura), es necesario corregir la muestra usando la siguiente fórmula (A = % de goma de la muestra):

(0,6 x 400) / A = g de muestra con % A de goma para 400 g de solución.

Los procedimientos para calcular la sensibilidad al calcio son los siguientes: (1) pesar la pectina con el porcentaje de azúcar ajustado hasta 3 decimales; (2) dispersar la pectina en 240 ml de agua intercambiada iónicamente hirviendo en un mezclador de alta cizalla; (3) verter la solución en un tubo de precipitado pesado en vacío con un imán; (4) verter 100 ml más de agua intercambiada iónicamente en el mezclador y añadir a la solución; (5) enfriar la solución de pectina hasta aproximadamente 25ºC; (6) ajustar la solución de pectina hasta un pH de 1,5 con HCl 1M; (7) pesar la solución hasta 400 g; (8) pesar 145 g \pm 1 g de solución de pectina en un vaso de viscosidad; (9) colocar un imán TRIKA en el vaso; (10) añadir 5 ml de solución de Ca++ 250 mM a la solución de pectina mientras se agita con el agitador magnético de placa de la etapa (1). Agitar durante 2 min; (11) añadir 25 ml de tampón de acetato 1M con un dispensador al vaso mientras se agita con un agitador magnético (JK IKA-Combimag REO) (el pH es de aproximadamente 4,2); (12) por medio del agitador magnético de placa de la etapa (1), agitar durante 2 minutos más; (13) retirar el imán y dejar la solución en reposo a 25ºC hasta el día siguiente; y (14) medir la sensibilidad al calcio como la viscosidad en cps con un viscosímetro LVT de Brookfield a 60 rpm y 25ºC (usar el baño de agua controlado termostáticamente).

Determinación del grado de esterificación y ácido galacturónico en la pectina sin amida

Es posible determinar el grado de esterificación (GE) y el ácido galacturónico (AG) de la pectina sin amida como se presenta a continuación. Este procedimiento es una modificación del procedimiento del Códice de Sustancias Químicas en Alimentos y la Organización de Alimentación y Agricultura de Naciones Unidas/Organización Mundial de la Salud para determinar el % de GE y el % de AG en pectina que no contiene amida y éster de acetato.

Los aparatos necesarios para realizar este procedimiento incluyen: una balanza analítica; un vaso de precipitados de vidrio (250 ml; 5 PCS); un tubo graduado (100 ml); una bomba de vacío; un frasco de aspiración; un filtro de vidrio crisol nº: 1 (embudo Büchner y papel filtro); un cronómetro; un tubo de ensayo; un armario secador a 105ºC; un desecador; un agitador magnético e imanes; una bureta (10 ml), exactitud \pm 0,05 ml); pipetas (20 ml: 2 PCS, 10 ml: 1 pieza.); y un medidor de pH/autobureta de fenolftaleína.

Las sustancias químicas necesarias en este procedimiento incluyen: agua libre de dióxido de carbono; isopropanol (IPA) al 60% y al 100%; clorhidrato (HCl) al 37% humeante y 0,5N; hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 N y 0,5N (corregido hasta cuatro decimales, p.ej., 0,1002); nitrato de plata 9 0,1N (AgNO_{3}); ácido nítrico 3N (NHO_{3}); un indicador, fenolftaleína al 0,1% (indicador).

\newpage

A continuación, se presentan los procedimientos para determinar el GE y el AG. Se pesan 2.000 g de pectina en un vaso de precipitados de vidrio de 250 ml. Se añaden 100 ml de alcohol ácido y se agitan en un agitador magnético durante 10 minutos. Se seca intensamente el filtrado y se pesa el filtro de vidrio crisol. Se aclara completamente el vaso de precipitados con 6 x 15 ml de alcohol ácido. Se lava el IPA al 60% hasta que el filtrado queda libre de cloruro (aproximadamente 500 ml). El análisis del cloruro se lleva a cabo transfiriendo aproximadamente 10 ml de filtrado a un tubo de ensayo, añadiendo aproximadamente 3 ml de HNO_{3} 3N y añadiendo una cuantas gotas de AgNO_{3}. El filtrado queda libre de cloruro si la solución está clara, de lo contrario, se produce una precipitación del cloruro de plata. Entonces se lavan 20 ml de IPA al 100%. Se seca la muestra durante 2 horas y media a 105ºC. Se pesa el crisol tras secar y enfriar en un desecador. Se pesan exactamente 0,4000 g de muestra en un vaso de precipitados de vidrio de 250 ml. (Se pesan dos muestras para una determinación doble). Se empapa la pectina con aproximadamente 2 ml de IPA al 100% y se añaden aproximadamente 100 ml de agua libre de dióxido de carbono mientras se agita en un agitador magnético.

Entonces se valora la muestra, bien por medio de un indicador o usando un medidor de pH/autobureta. Si se usa un indicador, se continúa el procedimiento llevándolo a cabo como sigue: se añaden 5 gotas de indicador de fenolftaleína y se valora con NaOH 0,1N hasta que cambia de color (registrado como valor V_{1}); se añaden 20,00 ml de NaOH 0,5N mientras se agita; y se deja reposar la solución durante exactamente 15 min. Mientras está en reposo, la muestra debe estar cubierta con una lámina de metal. Entonces se añaden 20,00 ml de HCl 0,5N y se agita en un agitador magnético hasta que desaparece el color. Se añaden 3 gotas de fenolftaleína y se valora con NaOH 0,1N hasta el cambio de color (registrado como valor V_{2}). Entonces se lleva a cabo el test ciego (doble determinación) como sigue: se añaden 5 gotas de fenolftaleína a 100 ml de agua libre de dióxido de carbono y se valora en un vaso de precipitados de vidrio de 250 ml con NaOH 0,1N hasta que cambia el color (1-2 gotas); luego se añaden 20,00 ml de NaOH 0,5N y se deja reposar la muestra sin tocar durante exactamente 15 minutos. Mientras está en reposo, la muestra debe estar cubierta por una lámina de metal. Entonces se añaden 20,00 ml de HCl 0,5N y se añaden 3 gotas de fenolftaleína, y se valora hasta el cambio de color con NaOH 0,1N. La cantidad de NaOH 0,1N usada se registra como B_{1}. La cantidad máxima permitida para la valoración es de 1 ml de NaOH 0,1N. Si se valora con más de 1 ml, se debe diluir HCl 0,5 N con una cantidad pequeña de agua desionizada. Si la muestra presenta un cambio de color con la adición de HCl 0,5N, se debe diluir NaOH 0,5N con una pequeña cantidad de agua desionizada. La cantidad máxima de agua permitida para ser usada es entre 0,52 y 0,48N.

Si se usa un medidor de pH/una autobureta, se continúa el procedimiento llevándolo a cabo como sigue: se valora cada muestra con NaOH 0,1N hasta un pH 8,5 (y se registra el resultado como el valor V_{1}); luego se añaden 20,00 ml de NaOH 0,5N y se deja reposar la muestra sin tocar durante 15 minutos exactamente. Mientras está en reposo, la muestra debe estar cubierta por una lámina de metal. Se añaden 20,00 ml de HCl 0,5N y se agita en un agitador magnético hasta que el pH es constante. Entonces se valora la muestra con NaOH 1N hasta un pH 8,5. (El resultado se registra como el valor V_{2}). El test ciego (doble determinación) es llevado a cabo como sigue: se valoran 100 ml de agua libre de dióxido de carbono hasta un pH 8,5 con NaOH 0,1N (1-2 gotas); se añaden 20,00 ml de NaOH 0,5N; y se deja la muestra del test ciego sin tocar durante exactamente 15 minutos. Mientras está en reposo, la muestra debe estar cubierta por una lámina de metal. Se añaden 20,00 ml de HCl 0,5N y se agita en un agitador magnético hasta que el pH es constante. Entonces se valora la muestra hasta un pH 8,5 con NaOH 0,1N. La cantidad de NaOH 0,1N usada se registra como B_{1}. La cantidad máxima permitida para la valoración es de 1 ml de NaOH 0,1N. Si se realiza la valoración con más de 1 ml, se debe diluir HCl 0,5N con una pequeña cantidad de agua desionizada. Si el pH no desciende a menos de 8,5 al añadir HCl 0,5N, se debe diluir NaOH 0,5N con una pequeña cantidad de agua desionizada. La cantidad máxima de agua que se permite usar en la dilución es de entre 0,52 y
0,48N.

El grado de esterificación (GE), el grado de ácido libre (GAL) y el grado de ácido galacturónico (AG) se calculan mediante las siguientes fórmulas:

\vskip1.000000\baselineskip

V_{t} = V_{1} + (V_{2} - B_{1})

% GE (Grado de Esterificación) = \frac{(V_{2} - B_{1}) \ x \ 100}{V_{1}}

% GAL (Grado de Ácido Libre) = 100 - % GE

% AG* (Grado de Ácido Galacturónico) = \frac{194,1 \ x \ Vt \ x \ N \ x \ 100}{400}

\vskip1.000000\baselineskip

El porcentaje de AG se determina en una base de ceniza libre de humedad. El valor 194,1 es el peso molecular para el AG. "N" es la normalidad corregida para NaOH 0,1N usada para la valoración (p.ej., 0,1002N). El valor 400 se refiere al peso en mg de la muestra lavada y seca para la valoración.

Determinación del peso molecular mediante la viscosidad relativa

El procedimiento para calcular el peso molecular de la pectina es el siguiente: (1) limpiar los viscosímetros; (2) medir el tiempo de salida en los viscosímetros para cada solución de hexametafosfato recién preparada y para cada nuevo día de trabajo en el que las soluciones de pectina estén siendo medidas, e inmediatamente antes de realizar la medición, se filtra la cantidad necesaria de solución de hexametafosfato a través de un filtro de vidrio nº: 3; (3) determinar el sistema de muestra de pectina como sigue: (a) lavar con ácido la pectina; (b) pesar aproximadamente 90 g de solución de hexametafosfato en un vaso de precipitado pesado en vacío con un imán; (c) añadir gradualmente 0,1 g de pectina lavada con ácido a 90 g de solución de hexametafosfato en un vaso de precipitados pesado en vacío mientras se agita; (d) calentar la solución hasta 70ºC mientras se agita hasta que la pectina está completamente disuelta; (e) enfriar la solución hasta 25ºC; q.s. (pesar) hasta 100,0 g con solución de hexametafosfato; y (g) filtrar a través de un filtro de vidrio nº: 3; (4) medir el tiempo de salida para cada determinación de peso molecular en dos viscosímetros distintos; y (5) calcular el peso molecular por separado para cada viscosímetro usando el último tiempo de salida medido para la solución de hexametafosfato en el viscosímetro en cuestión. Si la diferencia entre los dos pesos moleculares calculados es menor de 3.500, se calcula el valor medio redondeando el valor al múltiplo más cercano de 1.000. Si la diferencia entre los dos pesos moleculares calculados es de 3.500 o más, limpiar los viscosímetros y medir un nuevo tiempo de salida para la solución de hexametafosfato.

El tiempo de salida se mide mediante la realización del siguiente procedimiento: (1) aclarar el viscosímetro dos veces con la muestra; (2) verter 5,00 ml de muestra en el viscosímetro y colocarlo en el baño termostático de agua a 25ºC \pm 0,3ºC al menos 15 minutos antes de realizar la medición; y (3) medir el tiempo en las dos salidas. Si la diferencia entre los tiempos es mayor de 0,2 segundos al medir la solución de hexametafosfato o de 0,4 segundos al mediar las muestras, se repite la medición hasta que haya tres tiempos de salida que se diferencien en no más de 0,2 segundos al medir la solución de hexametafosfato o 0,4 segundos al medir las muestras. El tiempo de salida que se necesita para los siguientes cálculos es el valor medio de los dos o tres resultados de la medición idénticos o casi idénticos anteriormente mencionados.

La viscosidad relativa se calcula con la siguiente fórmula:

n_{r} = (t_{0} - K/t_{0}) / (t_{h} - K/t_{h})

en la que t_{0} y t_{h} son los tiempos de salida para la solución de pectina y la solución de hexametafosfato, respectivamente, siendo K = (Q x t^{2}_{v})/(Q + (0,226 \cdot L \cdot t_{v}), y siendo Q = volumen del bulbo del viscosímetro en cm^{3}, L = longitud del tubo capilar en cm y t_{v} = tiempo de salida para el agua en segundos.

El peso molecular de la pectina se calcula entonces con la siguiente fórmula:

M = 1,277 \cdot 10^{6} \ (n_{r}{}^{1/6} - 1) \ g/mol

Determinación de la sedimentación de partículas

La sedimentación de partículas se evalúa colocando muestras de bebidas basadas en zumo comercialmente disponibles que contienen partículas insolubles a las que se añaden pectinas de prueba en tubos con tapa de rosca alta que tienen diámetros exteriores (DE) de 16 mm. Los ejemplos de tales bebidas incluyen Frutopia Strawberry Passion, Libby Juicy Juice, Ocean Spray Orange Juice, Ocean Spray Ruby Red Grapefruit Juice, Sample Island Cocktail y Tropicana Twister.

Se preparan las soluciones de las pectinas de prueba (2% p/p) y se añaden a las bebidas hasta alcanzar una concentración final de 0,1% en peso. Se dejan reposar los tubos refrigerados a 3ºC durante cuatro semanas. En ese momento, se mide la altura de la columna de líquido claro por encima de la suspensión de partículas. Se calcula un porcentaje de sedimentación dividiendo la altura de la capa clara (H_{c}) entre la altura total (H_{T}) del líquido en el tubo (capa clara + pulpa suspendida) como se muestra a continuación:

(H_{c} / H_{T}) x 100

Preparación de una bebida sintética

Se usa la siguiente fórmula para preparar muestras para experimentos reológicos y de suspensión de pulpa. Los ingredientes se enumeran por orden de adición.

TABLA A

Ingrediente	Cantidad
Agua desionizada	166,97 g
Pectina o xantana de prueba	0,2 g
Sacarosa	24 g
Calcio ^{(1)}	8,33 ml
Ácido cítrico ^{(2)}	0,5 g

En la tabla A, (1) se refiere a una solución madre de 6.000 ppm preparada con CaCl_{2} * 2H_{2}O y (2) se refiere a una solución madre de ácido cítrico al 50%.

El procedimiento para preparar la bebida sintética incluye calentar agua hasta 90ºC; añadir pectina lentamente al agua caliente mientras se mezcla con un mezclador Silverson; añadir azúcar a la mezcla mientras se agita; y añadir solución de calcio a la mezcla mientras se mezcla; ajustar el pH de la solución hasta 3,0 con más ácido cítrico según se necesite; verter la solución caliente en un recipiente adecuado; enfriar la solución hasta la temperatura ambiente; y refrigerar según lo necesario.

Determinación de la viscosidad y el punto de fluencia (evaluación reológica)

Se usa una solución de bebida sintética para determinar la viscosidad y el punto de fluencia (propiedades reológicas) de la pectina en solución.

La evaluación reológica de las pectinas en un sistema de bebida sintética se realiza usando el Rotovisco RV 20 de Haake y un interfaz informático Rheocontroller RC 20. Para estas muestras, se usa el programa Rotational (Steady Shear).

El programa es una curva de tiempo-flujo lineal (tau/D), que recorre hacia arriba y hacia abajo la velocidad de cizalla a lo largo de un intervalo de tiempo definido. En este programa, se definen la velocidad de cizalla que se alcanza a lo largo de un intervalo de tiempo y el número de puntos de datos que se recogen. La pendiente de la curva corresponde a la diferencia de la velocidad de cizalla dividida entre el tiempo.

A continuación, se enumeran los parámetros del programa de curva de flujo:

Tipo de segmento	Velocidad de cizalla (1/s)	Tiempo (s)	Temp. (ºC)	Puntos de datos
Inicio	0,00	30	25	5
Tau/D	0,5	30	25	5
Tau/D	1,0	30	25	5
Tau/D	5,0	30	25	5
Tau/D	10,0	30	25	5
Tau/D	50,0	30	25	5
Tau/D	100,0	30	25	5
Tau/D	200,0	30	25	5
Tau/D	300,0	30	25	5
Tau/t (tiempo)	300,0	30	25	0
Tau/D	200,0	30	25	5

(Continuación)

Tipo de segmento	Velocidad de cizalla (1/s)	Tiempo (s)	Temp. (ºC)	Puntos de datos
Tau/D	100,0	30	25	5
Tau/D	50,0	30	25	5
Tau/D	10,0	30	25	5
Tau/D	5,0	30	25	5
Tau/D	1,0	30	25	5
Tau/D	0,5	30	25	5
Tau/D	0,0	30	25	5

La velocidad de cizalla es elevada hasta 300 1/s a lo largo de intervalos fijos de tiempo. Entonces se somete la muestra a 300 1/s de cizalla durante 30 segundos y se desciende usando los mismos intervalos.

El trazado lineal de la tensión frente a la velocidad de alargamiento permite realizar la extrapolación hasta el intercepto y, y obtener un valor de punto de fluencia o de tensión de fluencia que luego puede ser usado para satisfacer la ecuación de tensión de fluencia para la suspensión de partículas. La viscosidad se calcula a partir de la ecuación:

\eta = \tau / Y

Una regresión de Bingham es una regresión lineal con la ecuación:

J = J_{0} + eta \cdot Y (y =mx + b)

Los valores de J_{0} (punto de fluencia) y eta (pendiente) son necesarios para la interpretación de los datos.

Cuando se representa la tensión (Pa) como una función de la velocidad de cizalla (1/s), se obtiene una gráfica como la mostrada en la figura 1. A partir de estos datos, se pueden determinar tanto el punto de fluencia (tensión extrapolada a una velocidad de cizalla cero) como la viscosidad a cualquier velocidad de cizalla deseada (la pendiente de la curva a la velocidad de cizalla indicada, es decir, Pa s).

Ejemplo 1

Ejemplo de control

En este ejemplo, se extrae pectina de piel de limón y luego se fracciona la pectina para obtener un precursor de PNSC.

Se añaden 10 kg de piel de limón seca (Argentina) a un reactor de tanque agitado de 500 litros. Luego se añaden 500 litros de agua desionizada a la piel del reactor. Se añaden además 0,8 litros de ácido nítrico (HNO_{3} al 62% en peso, Olin Corp., Chemicals Group, Norwalk, CT 06856, EE.UU.) al reactor hasta alcanzar un pH de 0,9 a 1,2.

Se extrae la pectina de la mezcla de piel de limón calentando la mezcla con una ligera agitación hasta 70ºC durante 3 horas. Luego se filtra la mezcla de extracción usando una filtración al vacío seguida por una filtración de refinamiento al vacío usando Celite (Celite Corp., c/o World Minerals Inc. Lompoc, CA 93438 EE.UU.).

Se evapora el filtrado usando un evaporador de lámina limpio para aumentar la concentración de pectina en la solución hasta aproximadamente 1,6% p/p. Se ajusta el pH del filtrado claro hasta 4,0 mediante la adición de una solución de carbonato de sodio (Na_{2}CO_{3}, CERAC, Inc. Milwaukee, WI 53201 1178 EE.UU.).

Entonces se añaden 1.000 kg de zumo espeso de pectina al 1,6% con 1.500 kg de solución de IPA/calcio para producir una composición de mezcla de pectina al 0,9% (p/p), IPA al 6,8% (p/p) y 2.000 ppm de calcio a un pH 4,0. Se deja que esta mezcla se gelifique. Se separan las partículas de gel de la porción líquida usando cribas que retienen el gel pero que permiten el paso del líquido. La fase de gel contiene la fracción de PSC. La fase de líquido contiene la fracción de PNSC deseada. Los geles son lavados sobre una serie de 4 cribas con mezcla de IPA/calcio de una forma a contracorriente. Una vez completado el lavado, se concentra la fase líquida mediante evaporación, y se separa el calcio mediante intercambio iónico. Opcionalmente, se aísla el precursor de PNSC seco mediante la precipitación con 2 volúmenes de IPA al 60%. En este caso, la pectina es prensada con correas. La pectina prensada es secada y
triturada.

Mediante el uso de técnicas conocidas en la técnica, se calculan el peso molecular, el grado de esterificación, la sensibilidad al calcio, la proporción de sensibilidad al calcio, a distribución de carboxilos de la pectina inicial, la fracción de PSC y la fracción de PNSC. En la siguiente tabla 1, se muestran los resultados de este ejemplo.

TABLA 1

	Pectina inicial	PSC	PNSC
Peso molecular (1.000 Dalton)	115-130	125-140	100-115
Grado de esterificación (%)	68-72	65-68	75-77
Sensibilidad al calcio (cps)	150-300	600-1.000	<10
Proporción de pectina sensible al calcio	60	95+	<5
distribución de carboxilos	Mezcla	En bloques	Aleatoria

Los ejemplos 2 a 19 proporcionados a continuación ilustran las diferentes propiedades físicas y la reología de los diferentes potenciadores de la suspensión y de la PBM de la presente invención. Específicamente, el ejemplo 2 está dirigido a la xantana. Los ejemplo 3 y 4 están dirigidos a los ejemplos control preparados mediante la extracción de la pectina de la piel de limón y luego el fraccionamiento de la pectina para obtener precursor de PNSC. Los ejemplos 5 a 14 ilustran la preparación de la pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención mediante la desesterificación y la amidación con amoníaco. Los ejemplos 11 a 14 están dirigidos a pectinas amidadas (preparadas mediante la desesterificación y la amidación) conocidas en la técnica. Los ejemplos 15 y 16 ilustran la preparación de la pectina de bajo metoxilo de la presente invención mediante la desesterificación de la PNSC con ácido. Los ejemplos 17 a 19 están dirigidos a pectinas convencionales (preparadas mediante desesterificación) conocidas en la técnica.

El grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad a diferentes niveles de los productos resultantes de los ejemplos 2 a 19, así como el ejemplo 1 (ejemplo de control) son determinados mediante el uso de técnicas conocidas en la técnica. La evaluación reológica de los ejemplos 1 a 19 es llevada a cabo usando un Rotovisco RV 20 de Haake y un interfaz informático Rheocontroller RC 20, es decir, el programa Rotational (Steady Shear). En la tabla 2 que figura más adelante, se muestran los resultados de los ejemplos 1 a 19.

Ejemplo 2

Xantana

Ejemplo comparativo

Se obtuvo xantana Keltrol®, fabricada por NutraSweet Company (500 W. Madison, Suite 3180, Chicago, IL 60661) y se usó en este ejemplo para evaluar la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la xantana.

Ejemplo 3

Ejemplo de control

Este ejemplo se prepara usando los mismos procedimientos descritos en el ejemplo 1 para obtener el precursor de PNSC. Específicamente, se añaden 10 kg de piel de limón seca (Argentina) a un reactor de tanque agitado de 500 litros. Luego se añaden 500 litros de agua desionizada a la piel del reactor. Se añaden además 0,8 litros de ácido nítrico (HNO_{3} al 62% en peso, Olin Corp., Chemicals Group, Norwalk, CT 06856, EE.UU.) al reactor hasta alcanzar un pH de 0,9 a 1,2.

Se extrae la pectina de la mezcla de piel de limón calentando la mezcla con una ligera agitación hasta 70ºC durante 3 horas. Luego se filtra la mezcla de extracción usando una filtración al vacío seguida por una filtración de refinamiento al vacío usando Celite (Celite Corp., c/o World Minerals Inc. Lompoc, CA 93438 EE.UU.).

Se evapora el filtrado usando un evaporador de lámina limpio para aumentar la concentración de pectina en la solución hasta aproximadamente 1,6% p/p. Se ajusta el pH del filtrado claro hasta 4,0 mediante la adición de una solución de carbonato de sodio (Na_{2}CO_{3}, CERAC, Inc. Milwaukee, WI 53201 1178 EE.UU.).

Entonces se añaden 1.000 kg de zumo espeso de pectina al 1,6% con 1.500 kg de solución de IPA/calcio para producir una composición de mezcla de pectina al 0,9% (p/p), IPA al 6,8% (p/p) y 2.000 ppm de calcio a un pH 4,0. Se deja que esta mezcla se gelifique. Se separan las partículas de gel de la porción líquida usando cribas que retienen el gel pero que permiten el paso del líquido. La fase de gel contiene la fracción de PSC. La fase de líquido contiene la fracción de PNSC deseada. Los geles son lavados sobre una serie de 4 cribas con mezcla de IPA/calcio de una forma a contracorriente. Una vez completado el lavado, se concentra la fase líquida mediante evaporación y se separa el calcio mediante intercambio iónico. Opcionalmente, se aísla el precursor de PNSC seco mediante la precipitación con 2 volúmenes de IPA al 60%. En este caso, la pectina es prensada con correas. La pectina prensada es secada y triturada.

Ejemplo 4

Ejemplo de control

Este ejemplo se prepara usando los mismos procedimientos descritos en el ejemplo 1 para obtener el precursor de PNSC.

Se añaden 10 kg de piel de limón seca (Argentina) a un reactor de tanque agitado de 500 litros. Luego se añaden 500 litros de agua desionizada a la piel del reactor. Se añaden además 0,8 litros de ácido nítrico (HNO_{3} al 62% en peso, Olin Corp., Chemicals Group, Norwalk, CT 06856, EE.UU.) al reactor hasta alcanzar un pH de 0,9 a 1,2.

Se extrae la pectina de la mezcla de piel de limón calentando la mezcla con una ligera agitación hasta 70ºC durante 3 horas. Luego se filtra la mezcla de extracción usando una filtración al vacío seguida por una filtración de refinamiento al vacío usando Celite (Celite Corp., c/o World Minerals Inc. Lompoc, CA 93438 EE.UU.).

Se evapora el filtrado usando un evaporador de lámina limpio para aumentar la concentración de pectina en la solución hasta aproximadamente 1,6% p/p. Se ajusta el pH del filtrado claro hasta 4,0 mediante la adición de una solución de carbonato de sodio (Na_{2}CO_{3}, CERAC, Inc. Milwaukee, WI 53201 1178 EE.UU.).

Entonces se añaden 1.000 kg de zumo espeso de pectina al 1,6% con 1.500 kg de solución de IPA/calcio para producir una composición de mezcla de pectina al 0,9% (p/p), IPA al 6,8% (p/p) y 2.000 ppm de calcio a un pH 4,0. Se deja que esta mezcla se gelifique. Se separan las partículas de gel de la porción líquida usando cribas que retienen el gel pero que permiten el paso del líquido. La fase de gel contiene la fracción de PSC. La fase de líquido contiene la fracción de PNSC deseada. Los geles son lavados sobre una serie de 4 cribas con mezcla de IPA/calcio de una forma a contracorriente. Una vez completado el lavado, se concentra la fase líquida mediante evaporación y se separa el calcio mediante intercambio iónico. Opcionalmente, se aísla el precursor de PNSC seco mediante la precipitación con 2 volúmenes de IPA al 60%. En este caso, la pectina es prensada con correas. La pectina prensada es secada y triturada.

Ejemplo 5

Referencia

Pectina amidada de bajo metoxilo preparada mediante desesterificación y amidación

Se suspenden 200 g del precursor de PNSC seco del ejemplo 1 en 1 litro de IPA/H_{2}O al 70/30 con mezclado. Se enfría la mezcla hasta 5ºC usando un termómetro colocado en la mezcla de reacción. Se añaden 140 gramos de NH_{4}OH (agua con amoníaco, más fuerte, Baker Chemical, 28-29%) en un lote. Se deja que el pH se estabilice durante 5 minutos. El pH es 12,1. Se coloca el controlador de pH para mantener el pH en \pm0,2 unidades de pH de este pH mediante la adición controlada de NH_{4}OH. Se deja que la reacción prosiga durante 1 hora, tiempo durante el que se consumen 4,5 gramos más de NH_{4}OH. Diez minutos antes de finalizar la reacción, se apaga el agitador para dejar que la pectina se sedimente. Se elimina la capa de sobrenadante con un aspirador.

Se añade 1 litro de IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (el pH del IPA/H_{2}O 60/40 es ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}, Baker Chemical, 69-70%) al reactor y se reinicia el agitador. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja mezclar durante 1 hora. Se separa la mezcla con un aspirador. Se filtra la mezcla sobre un filtro de material sinterizado grueso. Se lava la pectina sobre el filtro con 300-500 ml de IPA/H_{2}O 70/30 durante 15 minutos, agitando ocasionalmente (IPA al 99%, HCl East Falls Corporation). Se filtra sobre un filtro de material sinterizado grueso.

Se repiten las etapas de lavado y filtrado de la pectina dos veces más con un lavado fresco de IPA/H_{2}O 70/30. Se agita cada lavado sobre el filtro ocasionalmente durante 5 minutos. Se separa la pectina de la placa de evaporación de vidrio (no bandeja de aluminio). Se seca la pectina durante una noche a 50ºC o durante un fin de semana a temperatura ambiente en la campana seguida de 50ºC durante 3 horas.

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Ejemplo 6

Referencia

Pectina amidada de bajo metoxilo preparada mediante desesterificación y amidación

Se suspenden 200 g del precursor de PNSC seco del ejemplo 1 en 1 litro de IPA/H_{2}O al 70/30 con mezclado. Se enfría la mezcla hasta 5ºC usando un termómetro colocado en la mezcla de reacción. Se añaden 140 gramos de NH_{4}OH (agua con amoníaco, más fuerte, Baker Chemical, 28-29%) en un lote. Se deja que el pH se estabilice durante 5 minutos. El pH es 12,1. Se coloca el controlador de pH para mantener el pH en \pm0,2 unidades de pH de este pH mediante la adición controlada de NH_{4}OH. Se deja que la reacción continúe durante 1 hora, tiempo durante el que se consumen 38,2 gramos más de NH_{4}OH. Diez minutos antes de finalizar la reacción, se apaga el agitador para dejar que la pectina se sedimente. Se elimina la capa de sobrenadante con un aspirador.

Se añade 1 litro de IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (el pH del IPA/H_{2}O 60/40 es ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}, Baker Chemical, 69-70%) al reactor y se reinicia el agitador. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja mezclar durante 1 hora. Se separa la mezcla con un aspirador. Se filtra la mezcla sobre un filtro de material sinterizado grueso. Se lava la pectina sobre el filtro con 300-500 ml de IPA/H_{2}O 70/30 durante 15 minutos, agitando ocasionalmente (IPA al 99%, HCl East Falls Corporation). Se filtra sobre un filtro de material sinterizado grueso.

Se repiten las etapas de lavado y filtrado de la pectina dos veces más con un lavado fresco de IPA/H_{2}O 70/30. Se agita cada lavado sobre el filtro ocasionalmente durante 5 minutos. Se separa la pectina de la placa de evaporación de vidrio (no bandeja de aluminio). Se seca la pectina durante una noche a 50ºC o durante un fin de semana a temperatura ambiente en la campana seguida de 50ºC durante 3 horas.

Ejemplo 7

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada mediante desesterificación y amidación

Se suspenden 200 g del precursor de PNSC seco del ejemplo 1 en 1 litro de IPA/H_{2}O al 70/30 con mezclado. Se enfría la mezcla hasta 5ºC usando un termómetro colocado en la mezcla de reacción. Se añaden 140 gramos de NH_{4}OH (agua con amoníaco, más fuerte, Baker Chemical, 28-29%) en un lote. Se deja que el pH se estabilice durante 5 minutos. El pH es 12,1. Se coloca el controlador de pH para mantener el pH en \pm0,2 unidades de pH de este pH mediante la adición controlada de NH_{4}OH. Se deja que la reacción prosiga durante 1 hora, tiempo durante el que se consumen 3,0 gramos más de NH_{4}OH. Diez minutos antes de finalizar la reacción, se apaga el agitador para dejar que la pectina se sedimente. Se elimina la capa de sobrenadante con un aspirador.

Se añade 1 litro de IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (el pH del IPA/H_{2}O 60/40 es ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}, Baker Chemical, 69-70%) al reactor y se reinicia el agitador. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja mezclar durante 1 hora. Se separa la mezcla con un aspirador. Se filtra la mezcla sobre un filtro de material sinterizado grueso. Se lava la pectina sobre el filtro con 300-500 ml de IPA/H_{2}O 70/30 durante 15 minutos, agitando ocasionalmente (IPA al 99%, HCl East Falls Corporation). Se filtra sobre un filtro de material sinterizado grueso.

Se repiten las etapas de lavado y filtrado de la pectina dos veces más con un lavado fresco de IPA/H_{2}O 70/30. Se agita cada lavado sobre el filtro ocasionalmente durante 5 minutos. Se separa la pectina de la placa de evaporación de vidrio (no bandeja de aluminio). Se seca la pectina durante una noche a 50ºC o durante un fin de semana a temperatura ambiente en la campana seguida de 50ºC durante 3 horas.

Ejemplo 8

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada mediante desesterificación y amidación

Se suspenden 200 g del precursor de PNSC seco del ejemplo 1 en 1 litro de IPA/H_{2}O al 70/30 con mezclado. Se enfría la mezcla hasta 5ºC usando un termómetro colocado en la mezcla de reacción. Se añaden 180 gramos de NH_{4}OH (agua con amoníaco, más fuerte, Baker Chemical, 28-29%) en un lote. Se deja que el pH se estabilice durante 5 minutos. El pH es 11,95. Se coloca el controlador de pH para mantener el pH en \pm0,2 unidades de pH mediante la adición controlada de NH_{4}OH. Se deja la reacción continuar durante 3 horas tiempo durante el que se consumen 54,7 gramos más de NH_{4}OH. Diez minutos antes de finalizar la reacción, se apaga el agitador para dejar que la pectina se sedimente. Se elimina la capa de sobrenadante con un aspirador.

Se añade 1 litro de IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (el pH del IPA/H_{2}O 60/40 es ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}, Baker Chemical, 69-70%) al reactor y se reinicia el agitador. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja mezclar durante 1 hora. Se separa la mezcla con un aspirador. Se filtra la mezcla sobre un filtro de material sinterizado grueso. Se lava la pectina sobre el filtro con 300-500 ml de IPA/H_{2}O 70/30 durante 15 minutos, agitando ocasionalmente (IPA al 99%, HCl East Falls Corporation). Se filtra sobre un filtro de material sinterizado grueso.

Se repiten las etapas de lavado y filtrado de la pectina dos veces más con un lavado fresco de IPA/H_{2}O 70/30. Se agita cada lavado sobre el filtro ocasionalmente durante 5 minutos. Se separa la pectina de la placa de evaporación de vidrio (no bandeja de aluminio). Se seca la pectina durante una noche a 50ºC o durante un fin de semana a temperatura ambiente en la campana seguida de 50ºC durante 3 horas.

Ejemplo 9

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada mediante desesterificación y amidación

Se suspenden 200 g del precursor de PNSC seco del ejemplo 1 en 1 litro de IPA/H_{2}O al 70/30 con mezclado. Se enfría la mezcla hasta 5ºC usando un termómetro colocado en la mezcla de reacción. Se añaden 160 gramos de NH_{4}OH (agua con amoníaco, más fuerte, Baker Chemical, 28-29%) en un lote. Se deja que el pH se estabilice durante 5 minutos hasta un pH 11,45. Se coloca el controlador de pH para mantener el pH en \pm0,2 unidades de pH mediante la adición controlada de NH_{4}OH. Se deja que la reacción prosiga durante 4 horas, tiempo durante el que se consumen 1.044 gramos más de NH_{4}OH. Diez minutos antes de finalizar la reacción, se apaga el agitador para dejar que la pectina se sedimente. Se elimina la capa de sobrenadante con un aspirador.

Se añade 1 litro de IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (el pH del IPA/H_{2}O 60/40 es ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}, Baker Chemical, 69-70%) al reactor y se reinicia el agitador. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja mezclar durante 1 hora. Se separa la mezcla con un aspirador. Se filtra la mezcla sobre un filtro de material sinterizado grueso. Se lava la pectina sobre el filtro con 300-500 ml de IPA/H_{2}O 70/30 durante 15 minutos, agitando ocasionalmente (IPA al 99%, HCl East Falls Corporation). Se filtra sobre un filtro de material sinterizado grueso.

Se repiten las etapas de lavado y filtrado de la pectina dos veces más con un lavado fresco de IPA/H_{2}O 70/30. Se agita cada lavado sobre el filtro ocasionalmente durante 5 minutos. Se separa la pectina de la placa de evaporación de vidrio (no bandeja de aluminio). Se seca la pectina durante una noche a 50ºC o durante un fin de semana a temperatura ambiente en la campana seguida de 50ºC durante 3 horas.

Ejemplo 10

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada mediante desesterificación y amidación

Se suspenden 200 g del precursor de PNSC seco del ejemplo 1 en 1 litro de IPA/H_{2}O al 70/30 con mezclado. Se enfría la mezcla hasta 5ºC usando un termómetro colocado en la mezcla de reacción. Se añaden 180 gramos de NH_{4}OH (agua con amoníaco, más fuerte, Baker Chemical, 28-29%) en un lote. Se deja que el pH se estabilice durante 5 minutos hasta un pH 11,45. Se coloca el controlador de pH para mantener el pH en \pm0,2 unidades de pH mediante la adición controlada de NH_{4}OH. Se deja que la reacción prosiga durante 3 horas, tiempo durante el que se consumen 36,4 gramos más de NH_{4}OH. Diez minutos antes de finalizar la reacción, se apaga el agitador para dejar que la pectina se sedimente. Se elimina la capa de sobrenadante con un aspirador.

Se añade 1 litro de IPA/H_{2}O 60/40 acidificado (el pH del IPA/H_{2}O 60/40 es ajustado hasta 1,5-2,0 con HNO_{3}, Baker Chemical, 69-70%) al reactor y se reinicia el agitador. Se añade más HNO_{3} hasta ajustar el pH a 3,3-3,6. Se deja mezclar durante 1 hora. Se separa la mezcla con un aspirador. Se filtra la mezcla sobre un filtro de material sinterizado grueso. Se lava la pectina sobre el filtro con 300-500 ml de IPA/H_{2}O 70/30 durante 15 minutos, agitando ocasionalmente (IPA al 99%, HCl East Falls Corporation). Se filtra sobre un filtro de material sinterizado grueso.

Se repiten las etapas de lavado y filtrado de la pectina dos veces más con un lavado fresco de IPA/H_{2}O 70/30. Se agita cada lavado sobre el filtro ocasionalmente durante 5 minutos. Se separa la pectina de la placa de evaporación de vidrio (no bandeja de aluminio). Se seca la pectina durante una noche a 50ºC o durante un fin de semana a temperatura ambiente en la campana seguida de 50ºC durante 3 horas.

Ejemplo 11

Pectina amidada de bajo metoxilo conocida en la técnica preparada mediante desesterificación y amidación

En este ejemplo, se usa pectina ABM, pectina Genu del tipo TM 101AS fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

Ejemplo 12

Pectina amidada de bajo metoxilo conocida en la técnica preparada mediante desesterificación y amidación

En este ejemplo, se usa pectina ABM, pectina Genu del tipo TM 102AS fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

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Ejemplo 13

Pectina amidada de bajo metoxilo conocida en la técnica preparada mediante desesterificación y amidación

En este ejemplo, se usa pectina ABM, pectina Genu del tipo TM 103AS fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

Ejemplo 14

Pectina amidada de bajo metoxilo conocida en la técnica preparada mediante desesterificación y amidación

En este ejemplo, se usa pectina ABM, pectina Genu del tipo TM 104AS fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

Ejemplo 15

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención preparada mediante desesterificación

Se disuelven 200 gramos de precursor de PNSC seca del ejemplo 1 en 10 litros de agua. Se ajusta la temperatura de la solución de pectina hasta 50ºC. Se mantiene esta temperatura durante el transcurso de la reacción. Se ajusta el pH de la solución de pectina hasta 1,0 mediante la adición de ácido nítrico (HNO_{3} al 62% en peso fabricado por Olin Corp., Chemicals Group, Norwalk, CT). Se mantiene esta solución a 50ºC durante 10 horas. No se añade más ácido durante el transcurso de la reacción.

Entonces se aísla la pectina de bajo metoxilo de la solución añadiendo la solución de pectina a 20 litros de alcohol isopropílico al 60% (IPA). Se prensa el precipitado de pectina en una prensa de banda para eliminar el exceso de agua y de IPA. Se vuelve a suspender la torta de filtro prensa de pectina en 20 litros más de IPA y se mezcla. Se añade a esta mezcla una solución de 1 kg de carbonato de sodio (Na_{2}CO_{3} fabricado por Cerac Inc., Milwaukee, WI) en 4 partes de agua en una cantidad suficiente para alcanzar un pH de la mezcla de 5,0 o un pH de la pectina final de 3,5 medido en una solución acuosa al 1%. Se prensa con correas entonces la pectina neutralizada. Se seca y se tritura hasta obtener un polvo la pectina prensada.

Ejemplo 16

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención preparada mediante desesterificación

Este ejemplo se prepara usando el mismo procedimiento descrito en el ejemplo 15, a excepción de que la solución se mantiene a 50ºC durante 15 horas, en lugar de 10 horas.

Ejemplo 17

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) conocida en la técnica preparada mediante desesterificación

En este ejemplo, se usa pectina CBM, pectina Genu del tipo LM 12 CG fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

Ejemplo 18

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) conocida en la técnica preparada mediante desesterificación

En este ejemplo, se usa pectina CBM, pectina Genu del tipo LM 18 CG fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

Ejemplo 19

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) conocida en la técnica preparada mediante desesterificación

En este ejemplo, se usa pectina CBM, pectina Genu del tipo LM 22 CG fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación, el peso molecular, la separación de fases, la sedimentación de partículas y la viscosidad de la pectina ABM.

TABLA 2

1

Según se muestra en la tabla 2, las pectinas amidadas de bajo metoxilo y las pectinas convencionales de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención tienen propiedades y reología similares a la xantana. Diversos tipos de pectinas ABM y CBM disponibles comercialmente muestran un comportamiento reológico que concuerda con la diana idealizada y la xantana, pero resultan en una separación de fases, una concentración de gel o forman una masa de gel débil.

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Además, las figuras 3 y 4 ilustran el comportamiento reológico observado para las pectinas de bajo metoxilo de la presente invención (ejemplos 15 y 16). Como se muestra, las figuras 3 y 4 presentan un comportamiento pseudoplástico clásico similar al comportamiento idealizado descrito en la figura 2. La pectina de prueba mostrada en la figura 4, sin embargo, muestra cierta tixotropía o recuperación de la estructura dependiente del tiempo. A modo de comparación, en la figura 5, se muestra el perfil reológico de la xantana.

La separación de fases en los sistemas de bebidas de prueba aumenta a medida que aumenta el grado de esterificación de los tipos amidados. Sin embargo, según lo mostrado en la figura 2, se requiere un contenido en éster de aproximadamente el 40% antes de que las pectinas comiencen a estabilizar las partículas en los sistemas de bebidas de prueba (reología diana con poca o ninguna concentración de gel observable). La reología diana es evaluada a partir de evaluaciones reológicas de las pectinas de un sistema de bebida sintética con dos niveles de calcio añadido (150 y 300 ppm). Una correlación fuerte con la reología idealizada mostrada en la figura 2 es puntuada con +++, mientras que las muestras que presentan un comportamiento reológico lejos de la reología idealizada son puntuadas con - o - -.
Esta evaluación se realiza para rastrear de forma rápida numerosas muestras de pectina de prueba antes de realizar evaluaciones más rigurosas.

Los ejemplos 20 a 24 proporcionados a continuación ilustran el diferente punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla de la PBM de la presente invención y la xantana. El punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla son medidas usando cualquier técnica conocida en la técnica. Los resultados de los ejemplos 20 a 24 se muestran en la tabla 3 que figura más adelante.

Ejemplo 20

Pectina de bajo metoxilo de la presente invención preparada por desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo es la preparada usando los mismos procedimientos descritos en el ejemplo 15 anterior.

Esta pectina de bajo metoxilo se usa para evaluar el punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla de la pectina.

Ejemplo 21

Pectina de bajo metoxilo de la presente invención preparada por desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo es la preparada usando los mismos procedimientos descritos en el ejemplo 16 anterior.

Esta pectina de bajo metoxilo se usa para evaluar el punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla de la pectina.

Ejemplo 22

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada por desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo es la preparada usando los mismos procedimientos descritos en el ejemplo 7 anterior.

Esta pectina amidada de bajo metoxilo se usa para evaluar el punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla de la pectina.

Ejemplo 23

Referencia

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención Preparada por desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo es la preparada usando los mismos procedimientos descritos en el ejemplo 6 anterior.

Esta pectina amidada de bajo metoxilo se usa para evaluar el punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla de la pectina.

Ejemplo 24

Xantana

La xantana usada en este ejemplo es la misma xantana usada en el ejemplo 2 anterior, Keltrol fabricada por NutraSweet Company (Chicago, IL).

Esta xantana se usa para evaluar el punto de fluencia y la viscosidad a baja cizalla de la xantana.

TABLA 3 Datos del punto de fluencia

Nº de ejemplo	Punto de fluencia (Pa)	Viscosidad a baja cizalla* (cps)
20	0,38	1.200
21	0,21	1.800
22	0,03	400
23	0,03	400
24	0,65	800
*medida a 0,04 s^{-1}

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La tabla 3 anterior ilustra los datos de punto de fluencia determinados mediante el procedimiento de extrapolación de Bingham. Como puede observarse, los dos tipos de pectina convencional tienen puntos de fluencia más elevados y viscosidad a baja cizalla más elevada que los tipos amidados preparados. De forma interesante, todas las muestras de pectina tienen puntos de fluencia menores que las muestras control de xantana analizadas, mientras que la xantana tiene una viscosidad a baja cizalla que cae entre las pectinas convencionales y las pectinas amidadas. Esto puede explicar en parte la mejor percepción organoléptica que las muestras de pectina tienen en las aplicaciones en bebidas en comparación con la xantana.

Los ejemplos 25 a 34 proporcionados a continuación ilustran el diferente grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de las bebidas que contienen potenciadores de la suspensión conocidos en la técnica y la PBM de la presente invención. El grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas son medidos mediante cualquier técnica conocida en la técnica. Los resultados de los ejemplos 25 a 34 se muestran en la tabla 5 que figura a continuación.

En los ejemplos 25 a 34, la sedimentación de partículas es evaluada colocando muestras de bebidas, a las que se han añadido pectinas de prueba, en tubos con tapa de rosca de 15 cm. Los tubos son dejados reposar con refrigeración durante cuatro semanas. En ese momento, se mide la altura de la columna de líquido claro por encima de la capa de suspensión de partículas. Se calcula un porcentaje de sedimentación de partículas dividiendo la altura de la capa clara entre la altura total del líquido en el tubo (capa clara + pulpa suspendida).

En la tabla 4 que figura a continuación, se muestran los ingredientes usados para preparar las bebidas.

\vskip1.000000\baselineskip

TABLA 4

Ingrediente	Cantidad (g o ml)
Agua desionizada	166,97 g
Pectina de prueba o xantana	0,2 g
Sacarosa	24 g
Calcio ^{(1)}	8,33 ml
Ácido cítrico ^{(2)}	0,5 g
1. solución madre de 6.000 ppm preparada con CaCl_{2}*2H_{2}O
2. solución madre de ácido cítrico al 50%

A continuación, se describe el procedimiento para preparar la bebida sintética.

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Se calienta agua hasta 90ºC. Se añade pectina lentamente al agua caliente mientras se mezcla con un mezclador Silverson. Se añade azúcar a la mezcla mientras se agita. Se añade solución de calcio a la mezcla mientras se agita. Se ajusta el pH de la solución hasta 3,0 con más ácido cítrico según lo necesario. Se vierte la solución caliente en un recipiente adecuado. Se enfría hasta la temperatura ambiente. Se refrigera según lo necesario.

La sedimentación de partículas es evaluada colocando las muestras de bebidas basadas en zumo disponibles comercialmente, a las que se añaden las pectinas de prueba, en tubos con tapa de rosca de 15 cm. Los ejemplos de tales bebidas que contienen partículas insolubles incluyen Frutopia Strawberry Passion, Libby Juicy Juice, Ocean Spray Orange Juice, Ocean Spray Ruby Red Grapefruit Juice, Sample Island Cocktail y Tropicana Twister.

Se preparan las soluciones de las pectinas de prueba y se añaden a las bebidas hasta alcanzar una concentración final de 0,1% en peso. Se dejan reposar los tubos refrigerados durante cuatro semanas. En ese momento, se mide la altura de la columna de líquido claro por encima de la suspensión de partículas/capa de separación de fases. Se calcula un porcentaje de concentración dividiendo la altura de la capa clara entre la altura total del líquido en el tubo (capa clara + pulpa suspendida).

Ejemplo 25

Ejemplo control

La PNSC usada en este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 1 anterior.

La PNSC de usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y el efecto de prevenir la sedimentación de partículas de la PNSC.

Ejemplo 26

Xantana

La xantana usada en este ejemplo es la misma xantana usada en el ejemplo 2 anterior, Keltrol fabricada por NutraSweet Company (Chicago, IL).

La xantana de usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la xantana.

Ejemplo 27

Referencia

Pectina amidada de bajo metoxilo preparada mediante desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 6 anterior.

La pectina amidada de bajo metoxilo de usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

Ejemplo 28

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada mediante desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 7 anterior.

La pectina amidada de bajo metoxilo de usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

Ejemplo 29

Pectina amidada de bajo metoxilo conocida en la técnica preparada mediante desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 14 anterior.

Esta pectina amidada de bajo metoxilo, pectina Genu de tipo LM 104AS, fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), se usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

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Ejemplo 30

Pectina amidada de bajo metoxilo conocida en la técnica Preparada mediante desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 11 anterior.

Esta pectina amidada de bajo metoxilo, pectina Genu de tipo LM 101AS, fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), se usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

Ejemplo 31

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención preparada mediante desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 15 anterior.

Esta pectina convencional de bajo metoxilo se usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

Ejemplo 32

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención preparada mediante desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 16 anterior.

Esta pectina de bajo metoxilo se usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

Ejemplo 33

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) conocida en la técnica preparada mediante desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 18 anterior.

Esta pectina de bajo metoxilo, pectina Genu de tipo LM 18 CG, fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), se usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

Ejemplo 34

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) conocida en la técnica preparada mediante desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 19 anterior.

Esta pectina de bajo metoxilo, pectina Genu de tipo LM 12 CG, fabricada por Hercules Incorporated (Wilmington, DE), se usa para evaluar el grado de esterificación, el grado de amidación y la sedimentación de partículas de la pectina.

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TABLA 5

Nº de ejemplo	GE (%)	GA (%)	Sedimentación de partículas (%)
25		n/d	91,2
26	n/d	n/d	0
27	51,3	20,8	3,0
28	40,9	4,7	10,3
29	30,0	20,0	64,9
30	35,0	25,0	45,8

TABLA 5 (continuación)

Nº de ejemplo	GE (%)	GA (%)	Sedimentación de partículas (%)
31	40,2	0,0	7,0
32	23,5	0,0	17,5
33	40,0	0,0	70,2
34	30,0	0,0	40,4

Según lo observado en la tabla 5, las pectinas de la presente invención son bastante superiores a los tipos de pectina comerciales estándar evaluados con valores de GE y GA similares. Además, las pectinas de la presente invención se aproximan al valor de la xantana, para la que sustancialmente no hay una sedimentación de partículas observable.

Los ejemplos 35 a 39 que se proporcionan a continuación ilustran la diferente viscosidad a diversas velocidades de cizalla de la PBM de la presente invención y de la xantana. La viscosidad se mide según lo descrito anteriormente en el apartado de ejemplos. Los resultados de los ejemplos 35 a 39 son mostrados en la tabla 6 que figura más abajo.

Ejemplo 35

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención preparada mediante desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 15 anterior.

Esta pectina de bajo metoxilo se usa para evaluar la viscosidad a diversas velocidades de cizalla según lo mostrado en la tabla 6.

Ejemplo 36

Pectina convencional de bajo metoxilo (CBM) de la presente invención preparada mediante desesterificación

La pectina de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 16 anterior.

Se evalúa la viscosidad de la pectina de bajo metoxilo a diversas velocidades de cizalla según lo mostrado en la tabla 6.

Ejemplo 37

Pectina amidada de bajo metoxilo de la presente invención preparada mediante desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 7 anterior.

Esta pectina amidada de bajo metoxilo se usa para evaluar la viscosidad a diversas velocidades de cizalla según lo mostrado en la tabla 6.

Ejemplo 38

Referencia

Pectina amidada de bajo metoxilo preparada mediante desesterificación y amidación

La pectina amidada de bajo metoxilo de este ejemplo se prepara usando los procedimientos del ejemplo 6 anterior.

Esta pectina amidada de bajo metoxilo se usa para evaluar la viscosidad a diversas velocidades de cizalla según lo mostrado en la tabla 6.

Ejemplo 39

Xantana

La xantana de este ejemplo es la misma xantana usada en el ejemplo 2 anterior, Keltrol fabricada por NutraSweet Company (Chicago, IL).

Esta xantana se usa para evaluar la viscosidad a diversas velocidades de cizalla según lo mostrado en la tabla 6.

TABLA 6

Muestra	Velocidad de cizalla = 50 s^{-1}	Velocidad de cizalla = 100 s^{-1}
	Viscosidad (cps)	% de reducción en	Viscosidad (cps)	% de reducción en
		comparación con la		comparación con la
		xantana		xantana
35 (CBM)	10,0	23,1	7,0	46,1
36 (CBM)	7,5	42,3	5,5	57,7
37 (ABM)	3,0	76,9	2,5	80,8
38 (ABM)	2,5	80,8	2,0	84,5
39 (Xantana)	13,0	n/d	9,0	n/d

Además, según lo observado en la tabla 6, las velocidades de cizalla a las que las pectinas de la presente invención cubren el intervalo de 50 a 100 s^{-1}, están normalmente asociadas con la acción mecánica de comer, masticar, beber y tragar.

En la figura 6, se representa una gráfica común de viscosidad frente a velocidad de cizalla, indicándose las de 50 a 100 s^{-1}.

Los datos de la tabla 6 anterior muestran que las pectinas de la presente invención tienen una viscosidad del 23,1% al 80,8% menor que la xantana a

50 s^{-1}, y del 46,1% al 84,5% menor que la xantana a 100 s^{-1}.

Claims (27)

1. Pectina de bajo metoxilo que tiene un grado de esterificación del 20-50% y que presenta pseudoplasticidad (fluidificación por cizalla) y sustancialmente ninguna separación de fases (como máximo un 10%) en solución acuosa que comprende al menos un catión polivalente.

2. Pectina de la reivindicación 1, en la que la cantidad de separación de fases en solución acuosa es como máximo del 3%.

3. Pectina de la reivindicación 1 ó 2 que tiene un peso molecular de 60-150 kDalton.

4. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene una viscosidad de al menos 300 cps a una velocidad de cizalla de 0,04 s^{-1}.

5. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene una viscosidad de al menos 1-20 cps a una velocidad de cizalla de 50 s^{-1}.

6. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene una viscosidad de al menos 1-15 cps a una velocidad de cizalla de 100 s^{-1}.

7. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que está presente en una forma en polvo.

8. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que está presente en una forma acuosa que tiene un pH de 2-6.

9. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene un grado de amidación del 1-30%.

10. Pectina de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que tiene un grado de esterificación del 30-50%.

11. Procedimiento para preparar una pectina de bajo metoxilo según cualquiera de las reivindicaciones 1-10, que comprende:

(a) tratar un material inicial de pectina que tiene un grado de esterificación de \geq 60% con una preparación que contiene cationes para obtener al menos una fracción de pectina no sensible al calcio y una fracción de pectina sensible al calcio;

(b) separar la fracción de pectina no sensible al calcio de la fracción de pectina sensible al calcio; y

(c) desesterificar y, opcionalmente, amidar la fracción de pectina no sensible al calcio para obtener la pectina de bajo metoxilo.

12. Procedimiento de la reivindicación 11, en el que el material inicial de pectina tiene un grado de esterificación de \geq 70%.

13. El procedimiento de la reivindicación 11 ó 12, en el que el material inicial de pectina se obtiene a partir de al menos uno entre pieles de cítricos, zumo de manzana, sidra de manzana, residuos de manzana, remolacha azucarera, cabezas de girasol, verduras o productos de desecho procedentes de plantas seleccionadas de al menos una entre manzanas, remolacha azucarera, girasol y cítricos.

14. Procedimiento de la reivindicación 13, en el que el material inicial de pectina se obtiene a partir de cítricos seleccionados de al menos uno entre lima, limón, pomelo y naranja.

15. Procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en el que la pectina de bajo metoxilo se obtiene en la etapa (c) mediante la desesterificación de pectina no sensible al calcio con un ácido de una forma aleatoria.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que el ácido es al menos uno entre ácido nítrico, ácido clorhídrico y ácido sulfúrico.

17. Procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en el que la pectina de bajo metoxilo se obtiene en la etapa (c) mediante la desesterificación y la amidación de pectina no sensible al calcio.

18. Procedimiento de la reivindicación 17, en el que la pectina no sensible al calcio es desesterificada y amidada con una base de forma aleatoria.

19. Procedimiento de la reivindicación 18, en el que la base es al menos una entre hidróxido de sodio y amoníaco.

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20. Proceso de cualquiera de las reivindicaciones 11-19, en el que la fracción de pectina no sensible al calcio obtenida en la etapa (b) tiene un grado de esterificación del 1-15% mayor que el del material inicial.

21. Sistema acuoso estabilizado que comprende:

(d) al menos una pectina de bajo metoxilo según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 y

(e) al menos un catión polivalente.

22. Sistema acuoso estabilizado de la reivindicación 21, en el que al menos un catión polivalente (c) es seleccionado entre aluminio, hierro, manganeso, calcio y magnesio, y está presente en una cantidad de 10-1.000 ppm.

23. Sistema acuoso estabilizado de la reivindicación 21 ó 22, en el que el catión polivalente (c) es calcio, que está presente en una cantidad de 50-500 ppm.

24. Sistema acuoso estabilizado de cualquiera de las reivindicaciones 21-23 que tiene un pH de 2,5-5.

25. Sistema acuoso estabilizado de cualquiera de las reivindicaciones 21-24, que comprende al menos uno entre un producto alimenticio, un producto cosmético y un producto farmacéutico.

26. Sistema acuoso estabilizado de cualquiera de las reivindicaciones 21-25, en el que la cantidad total de pectina es del 0,01-0,3% en peso seco.

27. Procedimiento para la preparación de un sistema acuoso estabilizado con pH de 2,5 a 5 según cualquiera de las reivindicaciones 21-26, que comprende:

(i) añadir una pectina de bajo metoxilo según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 y, opcionalmente, al menos un catión polivalente a un sistema acuoso que comprende al menos un catión polivalente o

(j) añadir una pectina de bajo metoxilo según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 y al menos un catión polivalente a un sistema acuoso que comprende opcionalmente al menos un catión polivalente.