ES2295118T3 - Procedimiento para la produccion de una forma conformada solida a partir de hidrolizados de almidon con bajo contenido en ed y/o recubierta con estos hidrolizados de almidon. - Google Patents

Procedimiento para la produccion de una forma conformada solida a partir de hidrolizados de almidon con bajo contenido en ed y/o recubierta con estos hidrolizados de almidon. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para producir una forma conformada sólida seleccionada del grupo que consiste en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas y pastillas para chupar, que comprende las etapas de: (1) formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a aproximadamente 5, hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED químicamente derivatizados que tienen un contenido en ED inferior a aproximadamente 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, e hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED hidrogenados que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a aproximadamente 5, y (2) secar dicha composición acuosa hasta obtener un contenido en humedad inferior a aproximadamente el 10% para dar como resultado una composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca, (3) conformar dicha composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED seca para dar como resultado una forma conformada sólida seleccionada del grupo que consiste en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas y pastillas para chupar.

Description

Procedimiento para la producción de una forma conformada sólida a partir de hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED y/o recubierta con estos hidrolizados de almidón.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere a la producción de hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED, que implica fraccionar un hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED superior a 18 usando una membrana de nanofiltración en condiciones de nanofiltración eficaces para dar como resultado un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25; a los productos de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED resultantes; a las combinaciones de tales hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED con otras sustancias; al uso de productos de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tienen un contenido en ED inferior a 25 y una polidispersidad inferior a 5 como aglutinante y/o producto de relleno para sistemas de administración líquidos y sólidos; a la producción de un polvo granulado fluido, sin partículas, ampliado de tales hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED; al uso de tales hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED para recubrir formas sólidas.
Descripción de la técnica relacionada
Las maltodextrinas, un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED con un contenido en equivalentes de dextrosa (ED) no superior a aproximadamente 20, por ejemplo, de 4 a 20, tienen sabor insípido, bajo dulzor y baja higroscopicidad. Tales productos son útiles como bases para la preparación de artículos alimenticios así como para agentes espesantes y como aditivos que tienen características no dulces, de retención de agua, no higroscópicas. Otras aplicaciones incluyen su uso como un vehículo para edulcorantes sintéticos, como complemento de secado por pulverización, como agentes de dispersión, espesantes o esponjantes, como agentes de retención de humedad y como fuente de energía en bebidas deportivas.
La mayor parte de las maltodextrinas disponibles comercialmente en el mercado mundial producidas mediante la tecnología conocida se encuentran en la forma sólida o forma microcristalina debido a la retrogradación o la formación de turbidez o la inestabilidad microbiana en forma líquida. Sin embargo, existe una demanda de una maltodextrina en su forma líquida, que muestra transparencia extrema, baja viscosidad y no desarrollará retrogradación al almacenarse a temperatura ambiente.
Se han producido maltodextrinas líquidas con bajo contenido en ED usando procedimientos convencionales, tales como conversión enzimática, fraccionamiento cromatográfico y fraccionamiento con membranas. Sin embargo, los productos producidos experimentan inconvenientes incluyendo la inestabilidad en forma líquida o alta viscosidad.
Las patentes estadounidenses números 3.974.033 y 3.974.034 dan a conocer métodos para producir una maltodextrina con bajo contenido en ED y mejorar la estabilidad mediante hidrólisis enzimática de almidón oxidado. La maltodextrina se caracteriza por estar libre de turbidez durante un periodo de tiempo largo a alta concentración en sólidos. La maltodextrina se prepara licuando en primer lugar un almidón altamente oxidado con ácido o enzima para obtener un contenido en ED sustancialmente no superior a aproximadamente 7; y, en una etapa posterior, convirtiendo el almidón oxidado y licuado con una preparación de enzima alfa-amilasa bacteriana para conseguir un producto de maltodextrina que tiene un contenido en ED sustancialmente no superior a aproximadamente 20.
La patente estadounidense número 4.298.400 da a conocer otro método de hidrólisis enzimática para producir hidrolizados de almidón líquidos con bajo contenido en ED sin turbidez. El producto, preparado mediante hidrólisis en dos etapas ambas usando alfa-amilasa bacteriana, tiene una razón descriptiva superior a 2,0 y por tanto muestra la propiedad de no turbidez.
La patente estadounidense número 4.840.807 da a conocer un método de fraccionamiento para producir maltodextrinas ramificadas líquidas con bajo contenido en ED. El procedimiento comprende las etapas de hacer reaccionar alfa-amilasa con almidón para producir un hidrolizado de almidón en el intervalo de 10 a 35 ED, y después poner en contacto la disolución sacarificada resultante con un agente filtrante de tipo gel, fraccionando así de manera selectiva la dextrina ramificada y los oligosacáridos lineales. El agente de filtración de tipo gel es una resina de intercambio fónico y el sistema de fraccionamiento es un lecho de movimiento simulado. Los oligosacáridos ramificados obtenidos como resultado tienen un peso molecular medio de desde aproximadamente 800 hasta aproximadamente 16.000 con un contenido en ED correspondiente de desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 1.
Se conoce la separación con membranas para fraccionar polisacáridos de azúcares. Waniska et al. (Journal of Food Science, Vol. 45 (1980), 1259) dan conocer la capacidad de fraccionamiento de tres membranas de ultrafiltración (UF) en comparación con la permeación en gel y la cromatografía para separar oligosacáridos (GP5-20 - "grado de polimerización") del azúcar de peso molecular inferior. Birch et al. (Die Stärke 26. Jahrg. 1974/nº 7, 220) dan a conocer el fraccionamiento de jarabes de glucosa mediante osmosis inversa (OI) lo que ofrece un medio para la fabricación de varios nuevos tipos de jarabes y lo que permite eliminar grupos enteros de azúcares en condiciones seleccionadas. Pueden obtenerse productos en el intervalo de 43-80 ED o 15-43 ED usando combinaciones adecuadas de diferentes membranas. Kearsley et al. (Die Stärke 28. Jahrg. 1976/nº 4, 138) dan a conocer la osmosis inversa (OI) de jarabes de glucosa y operaciones de ultrafiltración (UF) para aislar del jarabe grupos específicos de azúcares, de alto o bajo peso molecular o ambos. Sloan et al. (Preparative Biochemistry, 15(4), 1985, 259-279) dan a conocer la filtración molecular de membranas de ultrafiltración (UF) para concentrar oligosacáridos con grados de polimerización superiores a 10 a partir de hidrolizado de almidón de maíz. No se cree que ninguno de estos procedimientos se haya usado para fabricar una maltodextrina no retrograda que tiene viscosidad baja.
Los relacionados con hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED reconocen la necesidad de un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED mejorado, particularmente en forma líquida, y más particularmente, en combinaciones de los mismos con otras sustancias.
Se conoce bien que con el fin de formar un comprimido aceptable, un aglutinante y/o producto de relleno debe tener varios atributos. De manera ideal, un aglutinante o producto de relleno presentará las siguientes propiedades: (1) ser inerte, no reactividad; (2) alto grado de deformación plástica; (3) bajo módulo elástico; (4) alta densidad de dislocación; (5) ser insípido e inodoro; (6) no ser higroscópico o ser ligeramente higroscópico; (7) ser compatible química y físicamente con otros componentes tales como lubricantes, adyuvantes de flujo y disgregación, colorantes, tintes; (8) rápida desintegración si se desea; (9) sin impedimento ni obstaculización de la biodisponibilidad; (10) estabilidad frente al paso del tiempo; y/o (11) una alta capacidad de cargar/portar principios activos. Estos principios se describen en las solicitudes de patentes estadounidenses: 4.551.177; 5.057.321, 3.873.694, 4.439.453; en los documentos WO99/09959, WO97/48392; EP 0783300; WO99/08659.
Actualmente, existen muchos aglutinantes y productos de relleno disponibles incluyendo vehículos tales como lactosa secada por pulverización, almidón gelatinizado previamente, celulosa microcristalina (MCC), sorbitol, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC). Sin embargo, muchos aglutinantes y productos de relleno tienen inconvenientes bien conocidos. Por ejemplo, se sabe que la lactosa se decolora con el contacto con aminas, fosfatos, lactatos o humedad. MCC requiere una atmósfera de almacenamiento seca para la esponjosidad y para obtener buenos resultados en la formación de comprimidos. Con frecuencia los almidones conducen a la decoloración y alta viscosidad. HPMC y otros productos de celulosa pueden conferir un sabor viscoso, efectos de laxación, alta formación de espuma y aumento de color. En consecuencia, los relacionados con la técnica de formulación de sistemas de administración reconocen la necesidad de aglutinantes y productos de relleno con funcionalidad mejorada y estabilidad frente al paso del tiempo.
Breve sumario de invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para producir un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED, que implica fraccionar un hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED superior a 18 usando una membrana de nanofiltración, preferiblemente seleccionada del grupo que consiste en membranas de teflón, membranas de acero inoxidable, membranas cerámicas y membranas poliméricas; y/o que tiene un límite de peso molecular inferior a 4.000 daltons, en condiciones de nanofiltración eficaces para dar como resultado un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25.
Según la presente invención, tales membranas de nanofiltración comprenden preferiblemente una membrana de material compuesto de películas delgadas, en las que la membrana de material compuesto de películas delgadas se selecciona del grupo que consiste en membranas de poliamida y membranas de polisulfona polisulfonada.
En una realización de la presente invención, el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED comprende un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido que tiene un contenido en ED inferior a aproximadamente 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5. El hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido comprende preferiblemente un contenido en sólidos secos dentro de un intervalo del 50% al 85%, y/o una viscosidad con un contenido en sólidos secos del 70% y a 25ºC inferior a 30.000 mPa.s (30.000 centipoise). Preferiblemente el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido es sustancialmente no retrógrado y estable frente a microorganismos.
La presente invención también implica hidrogenar, y/o derivatizar, y/o secar el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención para dar como resultado un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado, y/o derivatizado, y/o seco.
En consecuencia es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento con membranas de nanofiltración para producir hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a aproximadamente 5, particularmente en su forma líquida, que finalmente están sustancialmente libres de retrogradación, y tienen viscosidad inferior con alto contenido en sólidos secos en comparación con los productos convencionales.
La forma líquida y sus características de baja viscosidad son particularmente adecuadas para el secado, preferiblemente mediante extrusión o secado por pulverización, del líquido para dar como resultado un producto sólido o sustancialmente seco.
La presente invención también se refiere a un procedimiento para producir formas sólidas que comprende las etapas de formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención, en su forma no hidrogenada, o hidrogenada, o derivatizada; secar dicha composición acuosa hasta obtener un contenido en humedad inferior al 10% para dar como resultado una composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca; y conformar dicha composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED seca para dar como resultado una forma sólida.
En una realización de la presente invención, el procedimiento para producir formas sólidas comprende además una etapa de granular (durante y/o después de la etapa de secar) la composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca para dar como resultado una composición granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca. Tal como se usa en el presente documento, la granulación se refiere al procedimiento de aumentar el tamaño de partícula y puede lograrse mediante granulación, aglomeración, compactación u otro medio adecuado.
En otra realización de la presente invención, la composición acuosa comprende además una concentración eficaz de al menos otro componente.
Es aún otro objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para producir una forma sólida recubierta, que comprende las etapas de: formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención en su forma no hidrogenada, o hidrogenada, o derivatizada; y aplicar a la forma sólida dicha composición acuosa con el fin de formar una forma sólida recubierta.
En una realización de la presente invención, la composición acuosa comprende además una concentración eficaz de al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en azúcares; alcoholes de azúcar; polímeros de celulosa tales como celulosa microcristalina, hidroxipropilmetilcelulosa, hidroxietilcelulosa; componentes poliméricos tales como polivinilpirrolidona (PVP) de peso molecular variado desde 20.000 hasta 2.000.000; almidones (modificados y/o gelatinizados previamente), componentes a base de proteínas tales como gelatina y pectina, conservantes, agentes aromatizantes, colorantes.
Es aún otro objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para producir una composición granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca que comprende las etapas de: formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED, en su forma no hidrogenada, o hidrogenada, o derivatizada; secar dicha composición acuosa hasta obtener un contenido en humedad inferior al 10% para dar como resultado una composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca; y granular la composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED para dar como resultado un producto granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seco.
Breve descripción del dibujo
La figura muestra un diagrama de flujo para un procedimiento de nanofiltración según la presente invención.
Descripción detallada de la invención
Lo siguiente es una descripción detallada de la presente invención que pretende reivindicarse:
los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención se producen mediante un procedimiento de filtración con nanomembranas mostrado en la figura 1.
En general, el procedimiento para producir un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED según la presente invención implica fraccionar un hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED superior a 18, y en particular superior a 21, usando una membrana de nanofiltración, preferiblemente seleccionada del grupo que consiste en membranas de teflón, membranas de acero inoxidable, membranas cerámicas y membranas poliméricas, y/o que tiene un límite de peso molecular inferior a 4.000 daltons, en condiciones de nanofiltración eficaces para dar como resultado un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25.
El hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED superior a 18 adecuado para los fines de la presente invención son hidrolizados de almidón que tienen un contenido en ED superior a 18, y en particular superior a 21, y que pueden estar en forma no hidrogenada, hidrogenada, oxidada u otra forma derivatizada, que son eficaces para dar como resultado un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25 tras el fraccionamiento según la presente invención.
Según la presente invención, las membranas de nanofiltración poliméricas se seleccionan preferiblemente del grupo que consiste en membranas de poliamida y membranas de polisulfona polisulfonada.
Para los fines de la presente invención, las membranas de nanofiltración se seleccionan más preferiblemente del grupo que consiste en membranas de poliamida y membranas de polisulfona polisulfonada que tienen un límite de peso molecular dentro del intervalo de 400 a 4.000 daltons, más preferiblemente dentro del intervalo de 800 daltons a 2.500, y lo más preferiblemente de 1.000 daltons. Tales membranas de nanofiltración comprenden preferiblemente una membrana de material compuesto de películas delgadas, en las que una membrana de material compuesto de películas delgadas preferida se selecciona del grupo que consiste en membranas de poliamida y membranas de polisulfona polisulfonada. Ejemplos específicos de membranas de nanofiltración incluyen membranas seleccionadas del grupo que consiste en ASP40 y ASP50 (fabricadas por Advanced Membrane Technology); y GH y GE, (fabricadas por Osmonics/Desal). Las membranas de material compuesto de películas delgadas pueden comprender polisulfona como soporte y poliéster como refuerzo. La configuración de membrana puede seleccionarse del grupo que consiste en láminas planas, tubos y membranas enrolladas en espiral.
El flujo de permeado, definido como L/m^{2}/h (galones por pie cuadrado por día), en procedimientos de nanofiltración según la presente invención varía con la presión. Cuanto mayor sea la presión, mayor es el flujo. Según el procedimiento de la presente invención, la etapa de nanofiltración de la presente invención se hace funcionar a un presión preferiblemente inferior a 4,1x10^{6} Pa (600 psi) y lo más preferiblemente dentro del intervalo de 6,9.10^{5} Pa (100 psi) y 3,45x10^{6} Pa (500 psi). Por el contrario, los procedimientos de osmosis inversa convencionales requieren normalmente de 3,45.10^{6} Pa a 17,25.10^{6} Pa (de 500 a 2.500 psi) de presión de funcionamiento con el fin de obtener un flujo significativo. Según la presente invención, para un flujo de permeado de una alimentación de material de partida de jarabe de maíz que tiene 36 ED y un contenido en sólidos secos del 30% a 50ºC y una presión de 3,31.10^{6} Pa (480 psi) no es inferior a (12 galones por pie cuadrado por día (GPD)). 20,4 1/m^{2}/h.
El flujo de permeado en el procedimiento de nanofiltración también varía con diferentes temperaturas. Un aumento de la temperatura de funcionamiento de 10ºC puede aumentar el flujo en hasta el 100. Sin embargo, a medida que se aumenta la temperatura de funcionamiento, existe un aumento en la tendencia de ciertas a membranas (por ejemplo, poliméricas) a romperse. Como resultado, la etapa de nanofiltración de los procedimientos de la presente invención se hace funcionar a una temperatura tan alta como sea posible para obtener un flujo de permeado máximo sin dañar la estructura o materiales de membrana ni degradar el producto. En consecuencia, la temperatura de funcionamiento de los procedimientos de nanofiltración de la presente invención preferiblemente es inferior a aproximadamente 95°C, más preferiblemente dentro del intervalo de 40°C a 80°C, y lo más preferiblemente a de 45°C a 65°C.
En consecuencia, un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED se fracciona usando una membrana de nanofiltración de este tipo en condiciones de nanofiltración que comprenden una presión inferior a 4,1x10^{6} Pa (600 libras por pulgada cuadrada), preferiblemente siendo la presión inferior a 3,45.10^{6} Pa (500 psi) y una temperatura inferior a 95°C, preferiblemente siendo la temperatura inferior a 80°C.
La etapa de nanofiltración de la presente invención puede hacerse funcionar como una operación discontinua o una operación continua. Una operación discontinua puede hacerse funcionar usando un único elemento de membrana de nanofiltración cerrado o una pluralidad de elementos de membrana de nanofiltración en paralelo o en serie, en la que un hidrolizado de almidón dado como alimentación de material de partida se fracciona a través de un membrana de nanofiltración adecuada a una presión y una temperatura dentro de los intervalos de presión y los intervalos de temperatura descritos previamente, respectivamente, reciclándose de nuevo el material retenido al tanque de alimentación para reducir el contenido en ED del material en el tanque de alimentación y obtener así un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene el valor de ED deseado. En operación continua, el hidrolizado de almidón como alimentación de material de partida puede bombearse a través de una serie de elementos de membrana en configuración en serie o serie-paralelo para obtener el fraccionamiento para reducir el contenido en ED del hidrolizado de almidón y obtener un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un valor de ED
deseado.
En una realización, el procedimiento de la presente invención comprende refinar el hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED superior a 18. Entonces, dicho hidrolizado de almidón se refina antes del fraccionamiento usando membranas de nanofiltración. La etapa de refinado tiene lugar antes de la separación con membranas.
En otra realización, el procedimiento de la presente invención comprende refinar el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED. La etapa de refinado tiene lugar después de la separación con membranas. Obviamente, es posible tener etapas de refinado tanto antes como después de la etapa de separación con membranas.
Para los fines de la presente invención, el refinado comprende más preferiblemente un tratamiento con carbono convencional y un tratamiento de intercambio fónico convencional del material que va a refinarse para decolorar y eliminar las cenizas del material.
En referencia a la figura 1, en el inicio del procedimiento, el material de partida, es decir jarabe de maíz con un 30% de sustancia seca, se transfiere al tanque (1) de alimentación. El material de partida de jarabe de maíz tiene preferiblemente un contenido en ED superior a 18 ED. Se bombea el material de partida como alimentación a través de una bomba (2) de alimentación hasta un elemento de membrana. Se usa una bomba (3) de recirculación para aumentar la velocidad de flujo transversal del líquido. El material de alimentación se somete al fraccionamiento con membranas mediante la permeación de materiales de bajo peso molecular tales como los oligosacáridos inferiores a GP5 a través de una membrana de nanofiltración, que retiene los materiales de alto peso molecular. El permeado (6) de la membrana (5) se saca del sistema. El material (7) retenido de las membranas (5) se recicla (8) de nuevo al tanque (1) de alimentación hasta que el contenido en ED del material (7) retenido alcanza el objetivo, preferiblemente inferior a 20 ED. Puesto que el material (7) retenido se recicla (8) al tanque (1) de alimentación durante el tratamiento discontinuo, el contenido en sustancias secas aumenta. Por tanto, se necesita añadir agua (9) de dilución con el fin de mantener un alto flujo de fraccionamiento de membrana. En el tratamiento continuo, la válvula (10) está siempre cerrada y no existe fluido reciclado de nuevo al tanque.
En una realización de la presente invención, el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED, que se produce, comprende un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido que tiene un contenido en ED inferior a 25. El hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED liquido comprende preferiblemente un contenido en sólidos secos dentro del intervalo del 50% al 85%. El hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido tiene preferiblemente una viscosidad con un contenido en sólidos secos del 70% y a 25ºC inferior a aproximadamente 30.000 mPa.s (centipoise) (cp), medida usando un viscosímetro Brookfield. Para los fines de la presente invención, la viscosidad con un 70% en peso de sólidos secos y a 25ºC está más preferiblemente entre 4.000 mPa.s (cp) y 20.000 mPa.s (cp).
Los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED producidos según la presente invención tienen menor viscosidad que el material convertido de manera convencional con ácidos o enzimas que tiene sustancialmente el mismo contenido en ED. Para el producto con igual contenido en ED, la viscosidad aumenta con una concentración superior de moléculas de cadena larga (por ejemplo oligosacáridos de GP21+). Aunque sin desear limitarse a ninguna teoría particular, la propiedad de menor viscosidad de los productos producidos según la presente invención se atribuye a su menor concentración en peso de GP21+ que era sólo del 11% con 14 ED. Esto es en comparación con la maltodextrina con 14 ED convertida de manera convencional que tiene al menos un 40% de GP21+. En general, una maltodextrina producida mediante una membrana de nanofiltración de 18 ED y un 70% de sustancia seca a 25ºC tiene una viscosidad inferior a aproximadamente 8.000 mPa.s (centipoise). Mientras que la maltodextrina convertida de manera convencional con enzimas del mismo contenido en ED, mismo contenido en sustancia seca y a la misma temperatura tiene una viscosidad de 20.000 MPa\cdots (centipoise) (cp). La baja viscosidad de las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED producidos según la presente invención permite que tales productos se concentren o se evaporen hasta un contenido en sólidos secos del 80%, o superior, sin ninguna dificultad de manejo.
Un alto contenido en sustancia seca, por ejemplo igual o superior al 75%, da como resultado una ventaja adicional de los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención que es la estabilidad microbiana. La actividad en agua de las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED producidos según la presente invención con un contenido en sólidos secos del 75% de concentración en peso es inferior a 0,86 a temperatura ambiente, que bastante estable para el transporte en forma líquida.
El producto de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención tiene preferiblemente un contenido en ED inferior a 25, un índice de polidispersidad inferior a 5, menos del 10% de concentración en peso de mono y disacáridos, y menos del 40% de concentración en peso de oligosacáridos con grado de polimerización superior a 21. Preferiblemente el producto de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED comprende hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido que tiene un contenido en humedad dentro de un intervalo del 50% al 85% y/o una viscosidad con un contenido en sólidos secos del 70% y a 25ºC inferior a 30.000 mPas, preferiblemente estando la viscosidad dentro del intervalo de menos de 30.000 cp mPas, preferiblemente estando la viscosidad dentro del intervalo de 2.000 mPa.s (cp) a 25.000 mPa.s (cp) y más preferiblemente de 4.000 mPa.s (cp) a 20.000 mPa.s (cp).
Según la presente invención los productos de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED preferidos tienen un contenido en ED dentro de un intervalo desde aproximadamente 4 hasta 20; la concentración de mono y disacáridos es inferior al 10% en peso; y la concentración de oligosacáridos que tienen un grado de polimerización superior a 21 es inferior al 35%, y preferiblemente inferior al 30% en peso.
Los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED producidos según la presente invención muestran estabilidad en disolución líquida, baja viscosidad, y siguen estando sustancialmente libres de retrogradación a lo largo de periodos de tiempo prolongados, incluso con alto contenido en sólidos secos, a temperaturas de refrigeración y ambiente. Las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED y de la presente invención normalmente tienen un contenido en ED sustancialmente no superior a 25 para los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED y sustancialmente no superior a 20 para las maltodextrinas. Las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención tienen preferiblemente un contenido en ED dentro del intervalo de 4 a 20. Una maltodextrina típica producida según la presente invención tiene generalmente un contenido en ED dentro del intervalo de 8 a 18.
Tal como se usa en el presente documento, hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED significa un hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED no superior a 25. Maltodextrina es un hidrolizado de almidón que tiene un contenido en ED no superior a 20.
El término "equivalente dextrosa (ED)", denominado en el presente documento, se define como el valor de reducción del material de maltodextrina o hidrolizado de almidón en comparación con el valor de reducción de un peso igual de dextrosa, expresado como porcentaje, en base seca, tal como se mide por el método de School descrito en la enciclopedia de análisis de química industrial, "Encyclopedia of Industrial Chemical Analysis", volumen 11, pág 41-42.
El término "índice de polidispersidad", también denominado como "índice de polimolecularidad", se define como la razón Mw/Mn, en la que Mw es el peso molecular promedio en peso y Mn es el peso molecular promedio en número. Esta razón permite que se caracterice la dispersidad global de los pesos moleculares de una mezcla polimérica. En la práctica, los valores de Mw y Mn pueden determinarse mediante cromatografía de permeación en gel, que es una técnica bien conocida por los expertos en la técnica.
Se pretende que los términos "no retrogrado", "libre de retrogradación" sean sinónimos de "sin turbidez" que se define como que tiene menos de 0,3 de absorbancia, y preferiblemente menos de 0,1 de absorbancia, medida espectrofotométricamente a 600 nm, después del almacenamiento a temperatura ambiente, es decir 23ºC, durante aproximadamente tres (3) meses.
Tal como se usa en el presente documento, los términos "estable", "estabilidad" se refieren a estabilidad microbiana y/o estabilidad física.
Aunque la presente invención se da a conocer usando hidrolizados de almidón de maíz, también denominado como "jarabe de maíz", derivado de maíz con contenido en amilosa convencional como material de partida, pueden usarse jarabes de glucosa y otros hidrolizados de almidón a partir de diversos cereales (por ejemplo, trigo), tubérculos (por ejemplo, patata), u otros tipos (por ejemplo, ceroso) y fuentes de almidón (por ejemplo, endibia).
Los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención tienen una distribución de sacáridos estrecha. En general, el índice de polidispersidad es inferior a 5 y la cantidad de monosacáridos y disacáridos es inferior al 10% en peso y la cantidad de oligosacáridos de polimerización superior a 21 es inferior al 40% en peso, preferiblemente inferior al 35% en peso y más preferiblemente inferior al 30% en peso.
El hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED puede usarse para producir una combinación que comprende hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido que es sustancialmente no retrógrado, con al menos otra sustancia en una razón de combinación predeterminada para dar como resultado una combinación de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED.
La otra sustancia es preferiblemente un hidrato de carbono seleccionado del grupo que consiste en alcoholes de azúcar tales como sorbitol, manitol, xilitol, maltitol, eritritol, isomalt, e hidrolizados de almidón hidrogenados (por ejemplo, jarabes de maltitol), propilenglicol, glicerina, y sacáridos tales como inulina, jarabe de glucosa, jarabe de maltosa y jarabe de fructosa, lactosa, eritrosa, xilosa e isomaltosa. Preferiblemente la combinación de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED producida según esta realización de la presente invención es sustancialmente no retrógrada.
Las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED producidos mediante el procedimiento de fraccionamiento con membranas de nanofiltración de la presente invención pueden mezclarse, agregarse o combinarse de otro modo con tales sustancias para obtener un producto combinado que tiene una actividad en agua y viscosidad inferior que un producto combinado usando maltodextrinas convencionales de sustancialmente el mismo contenido en ED.
El procedimiento de la presente invención también implica secar el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido para dar como resultado un producto sustancialmente seco. Preferiblemente el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED resultante tiene un contenido en humedad inferior al 10% en peso.
Los medios de secado que pueden usarse para los fines de deshidratación del hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED líquido según la presente invención incluyen métodos y aparatos de deshidratación convencionales adecuados para deshidratar líquidos que tienen las características, tales como la viscosidad, similares a las de los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED. Preferiblemente el secado comprende extrusión o secado por pulverización.
El procedimiento de la presente invención también implica hidrogenar el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25 para dar como resultado un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado, comprendiendo preferiblemente el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado líquido o comprendiendo el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado sustancialmente seco.
También puede referirse a una hidrogenación conjunta de una combinación de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED. Preferiblemente, esta hidrogenación conjunta comprende combinar un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED producido mediante nanofiltración según al menos otra sustancia, preferiblemente un hidrato de carbono tal como se definió anteriormente en el presente documento, para formar una combinación de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED; e hidrogenar la combinación de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED para dar como resultado una combinación de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenada.
Para obtener los correspondientes productos hidrogenados, es decir combinaciones e hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED hidrogenados descritos anteriormente, pueden someterse a hidrogenación convencional. Por ejemplo, el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED resultante del fraccionamiento de nanofiltración puede someterse al método de hidrogenación de níquel Raney en condiciones adecuadas para el mismo.
Por tanto, según la presente invención, los productos de maltodextrina e hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED pueden ser líquidos o sustancialmente secos, hidrogenados o no hidrogenados, sustancialmente no retrógrados o retrógrados, y pueden mezclarse o no con un hidrato de carbono u otras sustancias. La forma hidrogenada de la maltodextrina y del hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED puede obtenerse mediante hidrogenación convencional del hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED, a través de la hidrogenación del material de partida de hidrolizado de almidón, o mediante hidrogenación conjunta de una combinación que comprende hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED y otras sustancias, que pueden ser hidratos de carbono.
En referencia ahora a la figura 1, según el procedimiento de la presente invención, un hidrolizado de almidón de maíz convertido de manera convencional, también denominado en el presente documento como "jarabe" y "jarabe de maíz", con un contenido en ED superior a 18 ED, y preferiblemente superior a 21 ED, y en particular dentro de un intervalo de 28 ED a 50 ED, se alimenta en una membrana de nanofiltración, tal como se muestra en la figura 1, para el fraccionamiento. El permeado de la membrana se saca del sistema, y el material retenido se recicla al tanque de alimentación para la concentración adicional. Una vez que el valor de ED del material retenido alcanza un nivel objetivo, que es inferior a 25 ED, preferiblemente dentro de un intervalo de 8 a 20 ED, se abre la válvula (11) en la figura 1 y se cierra la válvula (10). El material retenido se envía hacia el interior de un tanque de almacenamiento como producto. Las temperaturas y presiones de funcionamiento son parámetros importantes del procedimiento. Para los fines de la presente invención, la presión de funcionamiento del sistema se controla para que esté por debajo de 4,1x10^{6} Pa (600 psi), y preferiblemente por debajo de 3,16x10^{6} Pa (500 psi). Para los fines de la presente invención, la temperatura de funcionamiento del sistema se controla para que esté por debajo de 95ºC, y más preferiblemente por debajo de 80ºC. Para los fines de la presente invención, se prefiere un pH de entre 2 y 10; y se prefiere más un pH de entre 3 y 8.
De manera más específica, en el procedimiento de la presente invención, un material de partida convertido con ácidos, tal como los hidrolizados de almidón de maíz (jarabe) con un contenido en ED dentro de un intervalo de 25 ED a aproximadamente 63 ED, pero preferiblemente dentro de un intervalo preferido de 25 ED a 42 ED, se bombea a través de una membrana de nanofiltración para el fraccionamiento a una presión transmembrana inferior a 3,41x10^{6} Pa (500 psi), se retira el permeado del sistema y el material retenido se recicla a la alimentación hasta que el contenido en ED del jarabe se haya reducido hasta un nivel deseado que es inferior a 25 ED, y preferiblemente dentro de un intervalo de 8 a 20.
Para los fines de la presente invención, el contenido en ED del material de partida de hidrolizado de almidón no es inferior a 18 ED, preferiblemente no es inferior a 21 ED, más preferiblemente está dentro de un intervalo de 25 a 63 ED, y lo más preferiblemente está dentro del intervalo de 25 a 42 ED.
Para los fines de la presente invención, el hidrolizado de almidón preferido comprende un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón de maíz, hidrolizado de almidón de trigo, hidrolizado de almidón de tubérculo e hidrolizado de almidón de maíz ceroso, comprendiendo lo más preferiblemente el hidrolizado de almidón jarabe de maíz. El material de partida usado puede ser su correspondiente forma modificada o no modificada, aunque pueden usarse almidones de cualquier fuente de almidón.
Para los fines de la presente invención, el hidrolizado de almidón que comprende un contenido en ED no inferior a 18 ED se prepara mediante un procedimiento de conversión seleccionado del grupo que consiste en conversión de una etapa y conversión de múltiples etapas, seleccionándose preferiblemente el procedimiento de conversión del grupo que consiste en conversión ácida, conversión enzimática y conversión mixta de tanto ácida como enzimática, y lo más preferiblemente comprende conversión ácida y conversión enzima-enzima.
Las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención, o bien en la forma de jarabes o bien en polvo seco, son particularmente adecuados para su uso en productos alimenticios y de bebidas. Las maltodextrinas son especialmente útiles en jarabes con bajo contenido en ED estables.
Las características de las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED producidos según la presente invención hacen que los productos de la invención sean particularmente adecuados para aplicaciones como vehículos para agentes colorantes, agentes aromatizantes, fragancias y esencias y edulcorantes sintéticos; complementos de secado por pulverización para extractos de café y extractos de té; agentes de dispersión, espesantes y esponjantes en cremas sintéticas o blanqueadores de café; componentes que fomentan la retención de humedad en pan, masa para pasteles y carnes; componentes de mezclas para sopas en polvo, mezclas para panadería, mezclas para coberturas, combinaciones y mezclas de especias, polvos de cobertura, condimentos, mezclas para jugo de carne, mezclas para salsas y alimentos lácteos congelados; y en agentes miméticos de grasa. Además, son útiles en la formulación de compuestos tabulados que pueden usarse en productos alimenticios o productos farmacéuticos, agentes antiaglomerantes, productos batidos, cubiertas protectoras, adyuvantes de la aglomeración, alimentos y bebidas bajos o reducidos en calorías. Además, las maltodextrinas y los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención son particularmente adecuados para su uso como componentes de bebidas, componentes alimenticios, componentes de piensos, componentes farmacéuticos, componentes nutracéuticos, componentes cosméticos y componentes industriales.
La presente invención también se refiere a un procedimiento para producir formas sólidas que comprende las etapas de formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención, en su forma no hidrogenada, o hidrogenada, o derivatizada; secar dicha composición acuosa hasta obtener un contenido en humedad inferior a aproximadamente el 10% para dar como resultado una composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca; y conformar dicha composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED seca para dar como resultado una forma sólida.
En una realización de la presente invención, el procedimiento para producir formas sólidas puede comprender una etapa de granular la composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca que puede producirse durante (es decir como en el secado por pulverización) y/o después (es decir aglomeración o compactación por rodillos) del secado para dar como resultado una composición granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca. Preferiblemente, la composición granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca puede comprender un polvo granular que puede comprimirse directamente. La etapa de secado ejecutada en la presente invención puede seleccionarse del grupo que consiste en secado por pulverización, secado en lecho fluidizado, tecnología de flujo rápido, granulación con discos girato-
rios.
La forma sólida de la presente invención puede comprender entonces un producto de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seco de la presente invención y/o un producto granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seco de la presente invención.
En una realización preferida de la presente invención, la composición acuosa que comprende el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención, en su forma no hidrogenada o hidrogenada o derivatizada, tal como se describe en el presente documento, puede comprender además una concentración eficaz de al menos otro componente para dar como resultado una forma sólida de múltiples componentes.
Para el fin de la presente invención, el componente comprende preferiblemente al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en componentes alimenticios, componentes de piensos, componentes de bebidas, componentes cosméticos, componentes farmacéuticos, componentes nutracéuticos y componentes industriales. Otros componentes pueden estar presentes en la forma sólida de la presente invención tales como sustancias específicas (por ejemplo, fumarato ferroso, vitamina C) y/o clases de sustancias (por ejemplo, vitaminas, minerales). El componente puede estar en forma pura, en combinación con otras sustancias, con o sin vehículos.
La proporción de componente que va a incorporarse en la composición acuosa puede variarse dependiendo de la concentración deseada en el producto final.
Según la invención, la forma sólida puede conformarse para dar comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas o pastillas para chupar.
Las formas sólidas, preparadas usando hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED no hidrogenado y/o hidrogenado y/o derivatizado como sustrato para unirse a un principio activo y/o rellenar una matriz de forma sólida tuvieron rendimiento superior o igual cuando se compararon con otros hidrolizados de almidón y aglutinantes/productos de relleno poliméricos. Las formas sólidas de la presente invención son particularmente superiores a las preparadas usando maltodextrinas en polvo, PVP y HPMC, dependiendo del principio activo implicado, o aglutinantes/productos de relleno análogos conocidos o usados previamente en las industrias alimentaría, farmacéutica, nutracéutica y química. El producto de la presente invención puede remplazar fácilmente entonces a otros aglutinantes y productos de relleno en las formulaciones, composiciones y procedimientos que utilizan productos de celulosa, polímeros, goma arábiga y maltodextrinas tradicionales.
Los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención tienen capacidad de unión igual o superior y excelente funcionalidad de plastificación, con resistencia a la tracción aumentada, presión de apelmazamiento reducida y friabilidad de comprimido disminuida en comparación con productos de relleno y aglutinantes celulósicos, maltodextrinas tradicionales poliméricas con 18 ED y goma arábiga. La inertidad y estabilidad química del comprimido frente al paso del tiempo, la compresibilidad, fluidez, plasticidad y elasticidad son características extraordinarias, muy buscadas en los aglutinantes o productos de relleno universales. Estas características mecánicas, químicas y físicas hacen que estos materiales sean aglutinante(s) y producto(s) de relleno económicamente viable(s) y funcionalmente atractivo(s) para la industria alimentaría, química, farmacéutica y nutracéutica.
En particular, el uso de los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención proporciona un amplio intervalo de dureza aceptable y comprimidos químicamente estables, sustancialmente no friables, dependiendo de la matriz de principio activo implicada. Estos efectos se observan tras la aglomeración o granulación de principios activos con dichos hidrolizados de almidón, o incluso justo tras la combinación de principios activos con dichos hidrolizados de almidón, mezclándose la mezcla en polvo sólida completa con lubricantes y formándose comprimidos usando uno de los procedimientos convencionales, tales como la prensa revólver de alta velocidad o incluso la prensa carver.
Los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención también proporcionan comprimidos no friables, duros cuando se producen como polvos aglomerados que pueden comprimirse directamente.
Además, la presente invención también se refiere a un procedimiento para producir una forma sólida recubierta que comprende formar una composición acuosa con un hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED de la presente invención y aplicar a una forma sólida dicha composición acuosa con el fin de formar una forma sólida recubier-
ta.
De manera más específica, el procedimiento según la presente invención implica una primera etapa que consiste en formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED químicamente derivatizado que tiene un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, e hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado que tiene un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5. En una realización preferida, dicha composición acuosa comprende además una concentración eficaz de al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en azúcares, alcoholes de azúcar, polímeros celulósicos tales como celulosa microcristalina, hidroxipropilmetilcelulosa, hidroxietilcelulosa; componente poliméricos tales como polivinilpirrolidona (PVP) de peso molecular variado desde 20.000 hasta 2.000.000; almidones (modificados y/o gelatinizados previamente), material a base de proteína tal como gelatina, lecitina y/o pectina, conservantes, agentes aromatizantes, colorantes. El mezclado puede realizarse por medios adecuados tal como se usan convencionalmente para tal
fin.
La segunda etapa del procedimiento según la invención comprende aplicar a una forma sólida dicha composición acuosa para formar una forma sólida recubierta. La forma sólida que va recubrirse puede consistir en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas, semillas o pastillas para chupar, esférulas, gránulos o partículas.
Finalmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para producir una composición granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca que comprende las etapas de formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tiene un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED químicamente derivatizado que tiene un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, e hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED hidrogenado que tiene un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5; secar dicha composición acuosa hasta obtener un contenido en humedad inferior al 10% para dar como resultado una composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca; y granular la composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED para dar como resultado un producto granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seco.
En una realización preferida, dicha composición acuosa comprende además una concentración eficaz de al menos otro componente. Preferiblemente, dicho otro componente se selecciona del grupo que consiste en componentes alimenticios, componentes de piensos, componentes de bebidas, componentes cosméticos, componentes farmacéuticos, componentes nutracéuticos y componentes industriales.
En una realización preferida de la presente invención, dicho hidrolizado de almidón granular sustancialmente seco puede comprender un polvo granular que puede comprimirse directamente.
Ejemplos
La presente invención se describirá ahora en más detalle por medio de los siguientes ejemplos representativos.
Ejemplo 1
Se bombeó un jarabe de maíz convertido con ácidos que tenía un contenido en ED de aproximadamente 42 y contenido en sólidos secos de aproximadamente el 23,7% en peso, a través de una membrana de nanofiltración para el fraccionamiento usando un procedimiento de nanofiltración de un único pase. Se recicló el material retenido al tanque de alimentación hasta que el contenido en ED se redujo hasta 14,5 ED. Se usó para ejecutar las pruebas una membrana de nanofiltración de material compuesto de películas delgadas, ASP 40, fabricada por Advanced Membrane Technology, Inc., San Diego, California. La membrana ASP 40 tiene las siguientes características:
Material de membrana:
Material compuesto de películas delgadas de polisulfona sulfonada sobre polisulfona con refuerzo de poliéster no tejido
Configuración:
Enrollamiento en espiral de 10,16 cm de diámetro y 101,6 cm de longitud
Área superficial:
Aproximadamente 5,3 m^{2} (4 pulgadas de diámetro y 40 pulgadas de longitud)
Presión de funcionamiento:
Hasta 4,10x10^{6} Pa (600 psi)
Temperatura de funcionamiento:
Hasta 60ºC
Intervalo de pH de funcionamiento:
2-11
Cloro máximo:
200 ppm
Especificación de rechazo:
NaCl = 30-40%, lactosa = 45-65%
Se realizó la preparación del material de partida de hidrolizado de almidón con 42 ED mediante métodos de conversión ácida convencionales. Se terminó el procedimiento de conversión cuando el valor de ED del material de almidón de maíz convertido alcanzó 42. Se clarificó el material de almidón de maíz convertido con ácidos con 42 ED resultante usando una centrifuga para eliminar proteínas y aceites residuales. Tras esto, se llevó a cabo un tratamiento con carbón y un procedimiento de refinado con intercambio fónico para decolorar y eliminar las cenizas del material. Finalmente, se evaporó el material hasta obtener un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 70% en peso.
Se alimentaron en el tanque de alimentación 57 litros (quince galones) de jarabe de maíz convertido con ácidos que tenía un contenido en ED de 42, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 1, y se diluyó hasta obtener un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 23,7% en peso. La línea de tratamiento era un sistema de una única etapa que tenía un elemento de membrana de nanofiltración que tenía un diámetro de 10,16 cm (4 pulgadas). Se llevó a cabo el procedimiento de fraccionamiento como una operación discontinua. Se eliminó el permeado del sistema y se recicló el material retenido de nuevo al tanque de alimentación. Se monitorizó periódicamente el valor de ED. Se añadió periódicamente agua de dilución en el tanque de alimentación para mantener el contenido en sustancias secas del material por debajo de aproximadamente el 50% en peso. Se terminó el reciclado del material retenido cuando el valor de ED del material retenido alcanzó 15 ED. Luego se propagó el material retenido hacia delante y se recogió en un recipiente de almacenamiento como producto. El producto recogido tenía un volumen recogido de 49 litros (13 galones), y un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 50,5% en peso.
Se hizo funcionar la línea de tratamiento a una presión de aproximadamente 32,8x10^{6} Pa (475 psi) y una temperatura de 50ºC. El flujo de permeado era de 34,5 l/m^{2}/h (20,3 GPD) al inicio y de 2,5 l/m^{2}/h (1,5 GPD) al final del fraccionamiento. La maltodextrina resultante está sustancialmente libre de retrogradación, tiene un contenido en ED de 14,5 y el siguiente perfil de hidratos de carbono:
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Componente basándose en el % en peso de SS ("sólidos secos")
100
Se evaporó adicionalmente la maltodextrina descrita anteriormente usando un evaporador a vacío rotatorio de laboratorio para obtener hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED que tenía diferente contenido en sólidos secos. Se evaluaron los productos de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED resultantes en un experimento diseñado en el que las variables y sus intervalos eran: contenido en sólidos secos dentro del intervalo del 65% al 75% en peso; temperatura de almacenamiento dentro del intervalo de 7ºC a 49ºC; contenido en ácido sórbico dentro del intervalo del 0ó al 0,15% en peso; pH dentro de un intervalo de 2,8 a 3,5. Se sometió a prueba el color, la turbidez (representada por la absorbancia a 600 nm), el recuento directo de bacterias, levaduras y mohos al inicio y después de cada mes de almacenamiento. Después de 4 meses de almacenamiento las 28 muestras sometidas a prueba todavía eran transparentes y estaban libres de retrogradación.
El índice de polidispersidad de la maltodextrina resultantes es de 1,59. La viscosidad de la maltodextrina resultante según la presente invención es de 65.500 mPa\cdots (cp) con un 75,3% de sólidos secos y de 7450 mPa\cdots (cp) con un 70% de sólidos secos, que es inferior a la maltodextrina convertida de manera convencional tal como se incluye en la tabla 1 en el ejemplo 6.
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Ejemplo 2
En este ejemplo se usó como material de partida un jarabe de maíz convertido con ácidos con 36 ED. Este material de partida se produjo mediante el mismo procedimiento que en el ejemplo 1 excepto que la conversión terminó cuando el valor de ED del material de jarabe de maíz convertido con ácidos alcanzó aproximadamente 36 ED y no se refinó completamente por intercambio iónico el material convertido.
Se usó el mismo sistema de tratamiento y membrana de nanofiltración que en el ejemplo 1 para producir la muestra en este ejemplo. Se alimentaron 113,5 litros (treinta galones) de jarabe de maíz con 36 ED con un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 80% en peso en el tanque de alimentación, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 1, y se diluyó hasta obtener un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 32,6% en peso. Se realizó el procedimiento de fraccionamiento como una operación discontinua. Se sacó el permeado del sistema de tratamiento y se recicló el material retenido de nuevo al tanque de alimentación. Se monitorizó el valor de ED periódicamente. Se añadió periódicamente agua de dilución en el tanque de alimentación para mantener el contenido en sustancia seca del material por debajo de aproximadamente el 50% en peso. Se terminó el reciclado del material retenido cuando el valor de ED del material retenido alcanzó aproximadamente 18 ED. Luego se propagó el material retenido hacia delante y se recogió en un recipiente de almacenamiento como producto. El producto recogido tenía un volumen total recogido de aproximadamente 37 l (23 galones) y un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 51,3% en
peso.
Las condiciones de funcionamiento incluyeron una presión de aproximadamente 3,3.10^{6} Pa (480 psi) y una temperatura de aproximadamente 50ºC. El flujo de permeado era 13,9 l/m^{2}/h (8,2 GPD) al inicio y 2,5 l/m^{2}/h (1,5 GPD) al final del fraccionamiento. La maltodextrina resultante tiene un contenido en ED de 17,2 y el siguiente perfil de hidratos de carbono:
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1 
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El producto de maltodextrina recogido se evaporó adicionalmente usando un evaporador a vacío rotatorio de laboratorio hasta obtener un contenido en sólidos secos del 70,2% y del 75,5% en peso.
Se almacenaron muestras del producto de maltodextrina con cada uno de estos contenidos en sólidos secos a temperatura ambiente durante 2 meses y se analizaron. Las dos siguieron siendo transparentes y libres de retrogradación.
El índice de polidispersidad de la maltodextrina resultante es de 2,45. La viscosidad de la maltodextrina resultante según la presente invención es de 6930 mPa.s (cp) con un 70% de sólidos secos y a 25ºC.
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Ejemplo 3
Se bombea un jarabe de maíz convertido con ácidos que tiene un contenido en ED de aproximadamente 42 y un contenido en sólidos secos del 43,5% a través de una membrana de nanofiltración para el fraccionamiento usando una planta piloto de nanofiltración de un único pase tal como se muestra en la figura. Se recicla el material retenido hacia el tanque de alimentación hasta que el contenido en ED se ha reducido hasta 14,9. La planta piloto usada para producir productos de muestra se fabrica por Niro, Inc., Hudson, Wisconsin. Se usa una membrana de poliamida de material compuesto de películas delgadas, GH, para ejecutar la prueba y se fabrica por Desalination System, Inc., Vista, California. La membrana GH tiene las siguientes características:
Material de membrana:
Poliamida de material compuesto de películas delgadas
Configuración:
Enrollamiento en espiral con 10,16 cm de diámetro y 101,6 cm de longitud
Área superficial:
Aproximadamente 5,3 m^{2} (4 pulgadas de diámetro y 40 pulgadas de longitud)
Presión de funcionamiento:
Hasta 4,1x10^{6} Pa (600 psi)
Temperatura de funcionamiento:
Hasta 50ºC
Intervalo de pH de funcionamiento:
2-11
Cloro máximo:
20-50 ppm día
Especificación de rechazo:
50% de MgSO_{4} a 150 psi 1,0x10^{6} Pa y 25ºC
El material de alimentación de jarabe de maíz con 42 ED convertido con ácidos en este ejemplo era de almidón de maíz. Se hidrolizó un almidón de maíz que tenía un contenido en sustancia seca dentro del intervalo de aproximadamente el 34 al 40% en peso usando ácido clorhídrico a pH 1,8 y a una temperatura de aproximadamente 128ºC. Se terminó el procedimiento de conversión cuando el valor de ED del material de jarabe de maíz convertido alcanzó aproximadamente 42. Se clarificó el material de jarabe de maíz convertido con ácidos con 42 ED resultante usando una centrifuga para eliminar las proteínas y aceites residuales. Tras esto, se realizó un tratamiento con carbón y procedimientos de refinado por intercambio iónico para decolorar y eliminar las cenizas del material. Finalmente, se evaporó el material hasta obtener un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 80% en
peso.
Se alimentaron 38 litros (10 galones) de jarabe de maíz convertido con ácidos que tenía un contenido en ED de 42 en el tanque de alimentación, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 1, y se diluyó hasta obtener un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 43,5% en peso. El procedimiento era un sistema de una única etapa con un elemento de membrana de nanofiltración que tenía un diámetro de 10,16 cm (4 pulgadas). Se realizó el procedimiento de fraccionamiento como una operación discontinua. Se retiró el permeado del sistema, y se recicló el material retenido de nuevo hacia el tanque de alimentación. Se añadió periódicamente agua de dilución en el tanque de alimentación para mantener el contenido en sustancia seca del material por debajo de aproximadamente el 50% en peso. Se terminó el reciclado del material retenido cuando el valor de ED del material retenido alcanzó aproximadamente 15. El producto recogido tenía un volumen de 30 l (8 galones) y un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 52,55% en peso.
Se hizo funcionar el procedimiento a una presión de aproximadamente 8,3 x 10^{6} Pa (485 psi) y una temperatura de aproximadamente 50ºC. El flujo de permeado era 14,3 l/m^{2}/h (8,43 GPD) al inicio y 2,8 l/m^{2}/h (1,66 GPD) al final del fraccionamiento. La maltodextrina resultante tiene un contenido en ED de 14,9 y el siguiente perfil de hidratos de carbono:
3
Se evaporó adicionalmente la maltodextrina anterior usando un evaporador a vacío rotatorio de laboratorio hasta obtener un 70% en peso de sólidos secos para las pruebas de estabilidad en almacenamiento. Se prepararon para las pruebas de almacenamiento dos muestras, una sin ajuste de pH (aproximadamente pH=4,5) y una con pH ajustado a 3,0 usando HC1 al 7%. Después de 4 meses de almacenamiento en condiciones de temperatura ambiente, las dos muestras eran todavía tan transparentes como la original y estaban libres de retrogradación. Tampoco hubo crecimiento microbiano.
El índice de polidispersidad de la maltodextrina resultante es de 1,54. La viscosidad de la maltodextrina de este ejemplo es de 7116 mPa\cdots (cp) con un 70% en peso de sólidos secos y a temperatura ambiente.
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Ejemplo 4
El material de partida para el fraccionamiento con membranas de nanofiltración en este ejemplo era un jarabe de maíz convertido con enzima-enzima con 23 ED preparado, en una primera etapa, licuando almidón de maíz hasta un contenido en ED de 14 usando la enzima alfa-amilasa bacteriana (Thermamyl T-120, obtenida de Novo Nordisk) y, en una segunda etapa, sacarificando el material licuado resultante con un contenido en sólidos secos de aproximadamente el 30% en peso y a una temperatura de aproximadamente 65ºC usando la alfa-amilasa bacteriana (enzima Thermamyl T-120, Novo Nordisk). Se terminó el procedimiento de conversión cuando el valor de ED del material convertido alcanzó aproximadamente 23. Se clarificó el hidrolizado de almidón de maíz convertido con enzima-enzima usando una membrana de ultrafiltración para eliminar las proteínas y aceites.
Se usó el mismo sistema de tratamiento y membrana de nanofiltración que en el ejemplo 1 pata producir la maltodextrina de este ejemplo. Se alimentaron 76 litros (veinte galones) de jarabe de maíz con 23 ED con un contenido en sólidos secos de aproximadamente el 30% en peso en el tanque de alimentación, por ejemplo tal como se muestra en la figura 1. Se realizó el procedimiento de fraccionamiento como una operación discontinua. Se sacó el permeado del sistema de tratamiento y se recicló el material retenido de nuevo hacia el tanque de alimentación. Se monitorizó periódicamente el valor de ED. Se añadió periódicamente agua de dilución para mantener el contenido en sólidos secos del material del tanque de alimentación a menos de aproximadamente el 40% en peso. Se terminó el reciclado del material retenido cuando el valor de ED del material retenido alcanzó aproximadamente 17. Luego se propagó el material retenido hacia delante. Tras esto, se realizó un tratamiento con carbón y un procedimiento de refinado por intercambio iónico para decolorar y eliminar las cenizas del material retenido. Luego se recogió el material retenido en un recipiente de almacenamiento como un producto. El producto recogido tenía un volumen recogido de 26,5 1 (7 galones), y un contenido en sustancia seca de aproximadamente el 47% en peso.
Las condiciones de funcionamiento incluyeron una presión de aproximadamente 3,45x10^{6} Pa (500 ps) y una temperatura de aproximadamente 45ºC. El flujo de permeado era de 21,1 l/m^{2}/h (12,4 GPD) al inicio y de 7,8 l/m^{2}/h (4,6 GPD) al final del fraccionamiento. La maltodextrina resultante tiene un contenido en ED de 16,7 y el siguiente perfil de hidratos de carbono:
4
Se evaporó adicionalmente el producto de maltodextrina recogido usando un evaporador a vacío rotatorio de laboratorio hasta obtener un contenido en sólidos secos del 67% en peso. Se almacenó el producto de maltodextrina a temperatura ambiente durante 2,5 meses y se analizó. El producto de maltodextrina seguía siendo transparente y libre de retrogradación.
El índice de polidispersidad de la maltodextrina resultante es de 4,3. La viscosidad de la maltodextrina resultante según la presente invención es de 8330 mPa\cdots (cp) a 25ºC y con un 70% en peso de sólidos secos, lo que es inferior a la maltodextrina convertida de manera convencional incluida en la tabla 3 en el ejemplo 6.
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Ejemplo 5
Se alimentaron 113,5 litros (treinta galones) de jarabe de maíz con 42 ED convertido con ácidos en un sistema de tratamiento con membranas de nanofiltración de una única etapa, por ejemplo, tal como se muestra en la figura 1. (NIRO Hudson, WI), con una nanomembrana espiral de 10,46 cm (4 pulgadas) (ASP40 de Advanced Membrane Technology, CA). Se obtuvieron 49,2 litros (trece galones) de material retenido líquido transparente que tenía un contenido en ED de 13,5. Se realizó el procedimiento a 3,45 x 10^{6} Pa (500 psi) y 45ºC. Se preparó la membrana usada a partir de polisulfona polisulfonada con un límite de peso molecular de aproximadamente 1000 Dalton. Durante el procedimiento, se retiró el flujo de permeado del sistema y se recicló el flujo de material retenido hacia el tanque de alimentación. La prueba continuó hasta que el contenido en ED del material retenido alcanzó aproximadamente 14 ED. El contenido en sólidos secos del producto resultante era de aproximadamente el 50% en peso y se evaporó adicionalmente hasta obtener un contenido en sólidos secos de aproximadamente el 70% en peso usando un evaporador a vacío rotario a escala de laboratorio. Se analizó el producto resultante usando un viscosímetro Brookfield y HPLC. La viscosidad del producto analizado sólo es inferior a aproximadamente la mitad de la viscosidad del material producido de manera convencional que tiene un contenido en ED similar, y el perfil de hidratos de carbono era único porque tenía sólo un 2,2% de mono y disacáridos y un 11,6% en peso de oligosacáridos con GP>21. Se almacenó el producto analizado con un 71% en peso de sustancia seca en condiciones de temperatura ambiente y siguió siendo transparente durante más de cuatro (4) meses.
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Ejemplo 6
La ventaja de la viscosidad de la presente invención sobre las maltodextrinas convertidas de manera convencional con enzimas se muestra en la tabla 1. En este ejemplo se analizan las muestras producidas en los ejemplos 1, 2, 3 y 4 y se comparan con Glucidex 19, una maltodextrina convencional disponible comercialmente de ROQUETTE FRERES, y Maltrin® M180, una maltodextrina convencional disponible comercialmente de Grain Processing Co., en cuanto a la viscosidad.
TABLA 1 Viscosidad mPa.s (cp) a 25ºC de las maltodextrinas
6
A pesar de no querer limitarse a ninguna teoría particular, se cree que la ventaja de la viscosidad de la presente invención con respecto a las maltodextrinas convencionales era debido a la estrecha distribución del perfil de hidratos de carbono.
Ejemplo 7
En relación con el ejemplo 6, el perfil de hidratos de carbono de la presente invención, dado como ejemplos en los ejemplos 1, 2, 3 y 4 tiene menos GPI y GP2 así como menos GP21+, en comparación con las maltodextrinas comerciales que tienen un contenido en ED similar, tal como se muestra en la tabla 2.
De nuevo en este ejemplo, se analizan las muestras producidas en los ejemplos 1, 2, 3, y 4 y se compararan con Glucidex 19 y Maltrin® M180, tal como en el ejemplo 6, para determinar sus respectivos perfiles de hidratos de carbono y polidispersidad (Mw/Mn) tal como se muestra en la tabla 2.
TABLA 2 Perfil de hidratos de carbono mediante HPLC y polidispersidad (Mw/Mn) mediante GPC
7 
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Ejemplo 8
Se prepararon varias composiciones según la presente invención tal como se resume en la siguiente tabla:
LDESH significa "hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED"
9
10
11 
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Ejemplo 9
En la primera etapa, se prepararon las disoluciones de aglomeración del 10-50% de LHSH1, LSH1, SDSH2 y SDHSH2 del ejemplo 8 de modo que la viscosidad final de las disoluciones era aproximadamente de 10-50 mPa\cdots (cp) a temperatura ambiente. Se prepararon del 3-5% de disoluciones celulósicas y poliméricas un día antes y se dejaron hidratar durante la noche. Puesto que el peso molecular de las últimas es decisivamente superior (50.000-1.000.000) a los hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED en sus dos formas, no hidrogenada e hidrogenada, la viscosidad era ligeramente superior y variaba desde 10 hasta 40 mPa\cdots (cp). La viscosidad se midió usando un viscosímetro Brookfield con husillo 3 a 100 rpm.
En la segunda etapa, se alimentó la disolución de aglomeración mediante una bomba peristáltica a una boquillas binaria de la granuladora de lecho fluidizado, Aeromatic Strea-1. Los parámetros y las condiciones de funcionamiento se presentan en la tabla 1. Se añadieron 1000 g de ácido ascórbico USP o 1000 g de fumarato ferroso USP a la cámara del lecho fluido. En primer lugar se inició la fluidización encendiendo el ventilador del compresor y se consiguió la fluidización de las partículas ajustando el botón o la velocidad de flujo del aire. Se fijó la temperatura de granulación, la duración del experimento y la presión de atomización al valor deseado tal como se estableció en una fase anterior del experimento. Tan pronto como se consiguió el estado estable, es decir, temperatura constante, velocidad de flujo del aire constante, se encendió la bomba de alimentación (líquido de aglomeración) y se pulverizó un chorro de líquido atomizado sobre el polvo fluidificado de vitamina C o fumarato ferroso. Los experimentos duraron hasta que se consumió completamente el líquido de aglomeración. Después de la aglomeración se prolongó el experimento durante otros 2-3 minutos para secar el polvo de principio activo aglomerado.
En la tercera etapa, se sometió el principio activo aglomerado a análisis exhaustivo para determinar la distribución del tamaño del lote granulado que se llevó a cabo mediante la técnica de dispersión ligera, y la clasificación de partículas mediante el análisis granulométrico en el que se obtuvo una anatomía detallada del lote. Se retuvieron fracciones en peso para los tamices según la norma estadounidense de 841, 420, 280, 177, 149 y 105 \mum (20, 40, 60, 80, 100, y 140 de malla). Se midieron inmediatamente la densidad aparente y relativa de los polvos aglomerados después de la granulación para determinar el crecimiento de gránulos y el índice de compresibilidad.
TABLA 1
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En la cuarta etapa se clasificó el principio activo granulado en un Ro-Tap y se recogió la fracción retenida entre 297 y 1190 mm (50 y 16 de malla) para la formación de comprimidos. Se mezcló esta fracción con lubricante de estearato de magnesio al 1% en una mezcladora planetaria durante un minuto y se vertió la mezcla en una tolva de la prensa revólver. La dureza es una medida de la resistencia de los comprimidos y su capacidad para conservar su integridad física, expresada en términos de unidades de Strong Cobb, Newtons, Kilopondio. Se realizaron mediciones en un promedio de 10 o más para determinar su dureza en un durómetro de Dr. Schleuniger y se notificó en el presente documento el promedio de estas lecturas.
Una medida de la tendencia de los comprimidos a desmenuzarse y formar polvo se expresa en cuanto al porcentaje de pérdida de peso tal como se determina por la prueba de "Roche". Esta prueba se lleva a cabo muestreando veinte comprimidos de cada lote, eliminando las partículas de los comprimidos y pesándolos. Luego se sometieron los comprimidos a la prueba de friabilidad en un friabilador Vankel según las normas USP, es decir, 20 rpm durante 4 minutos. Se dejaron rodar y caer los comprimidos durante 4 minutos, y después se eliminaron las partículas cuidadosamente y se pesaron de nuevo. La pérdida de peso se notificó como la pérdida en porcentaje del peso original.
Una medida de la liberación controlada de un comprimido es la capacidad del comprimido de liberar su principio activo o carga en un área designada del cuerpo humano tal como el estómago o los intestinos. En un instrumento certificado por USP se realizó un experimento simulado en comprimidos de vitamina C y fumarato ferroso en un aparato de 6 cámaras en el que se proporcionó agitación a 100 rpm y a 37ºC en 900 ml de agua y disoluciones de ácido sulfúrico 0,1 N respectivamente.
El rendimiento del/de los aglutinante(s)/producto(s) de relleno LSH 1; LSH2; LSH3 y LHSH1 puede dividirse en tres categorías: (1) polvo; (2) comprimido; (3) tratamiento.
1.1. Polvo
El polvo granulado de vitamina C y fumarato ferroso mostró las siguientes características físicas excepcionales:
\bullet Distribución de tamaños de partícula ajustada, bien definida, estrecha independientemente del principio activo usado;
\bullet aumento de dos a cinco veces del tamaño de partícula medio;
\bullet densidad aparente igual o inferior en comparación con otros aglutinantes poliméricos y celulósicos;
\bullet índice de compresibilidad relativamente bajo;
\bullet polvo granulado que puede comprimirse directamente, sin partículas, fluido.
2.1. Comprimido
El sistema de administración en estado sólido final, es decir el comprimido usando el polvo granulado anterior con los aglutinantes mencionados anteriormente, es decir, hidrolizados de almidón no hidrogenados e hidrogenados LSH1, LSH2, LSH3 y LHSH1 respectivamente, mostró las siguientes características excepcionales:
\bullet dureza de comprimido aceptable, superior de una composición química, alimenticia, farmacéutica y nutracéutica que puede comprimirse directamente. Se determinó que tal comprimido era aceptable con bajo nivel de aglutinante y baja compresión.
\bullet Friabilidad de comprimido igual o inferior definida como "sustancialmente no friable". En otras palabras, la pérdida de peso en porcentaje de los comprimidos debido al movimiento de rotación y caída tal como se determinó mediante la "prueba de Roche" es inferior a aproximadamente el 1% del peso original y se preparó tal comprimido con la cantidad mínima de aglutinante, es decir, del 5-10%, y compresión relativamente baja (2000 libras) 907,2 kg.
\bullet Velocidad de liberación del principio activo igual o ligeramente más lenta tal como se midió según las normas y monográficos USP.
\bullet Estabilidad química superior de los comprimidos, particularmente con LHSH1, en el que no se encontró inestabilidad del color, decoloración, reactividad con principio activo durante un periodo de 8 meses en comparación con productos celulósicos, hidrolizados de almidón tradicionales, goma arábiga o incluso almidones gelatinizados previamente.
\bullet Comprimidos de sabor sustancialmente mejor, inodoros, no irritantes, no laxantes en comparación con los comprimidos preparados con aglutinantes/productos de relleno celulósicos.
\bullet Superficies extremadamente brillantes, pulidas y comprimido estéticamente fino en comparación con comprimidos preparados con otros materiales poliméricos y celulósicos.
3.1 Tratamiento
El otro parámetro no menos importante es el tratamiento y manejo del/de los aglutinante(s) y producto(s) de relleno:
\bullet ahorro de los costes de funcionamiento en el calentamiento, mezclado y medición del polvo de producto celulósico polimérico para preparar el líquido de aglomeración acuosa.
\bullet Viscosidad de tres a quince veces inferior del líquido de aglomeración;
\bullet Eliminación de los agentes antiespumantes del uso, tiempo de hidratación.
\bullet Ahorro de energía y fácil manejo del líquido, debido a la viscosidad relativamente baja de LSH1, LSH3, LSH2 y LHSH1 en comparación con las disoluciones acuosas preparadas con productos celulósicos, goma arábiga, productos poliméricos y almidones, que dan como resultado una disminución de la presión inferior.
\bullet Eficacia de costes en otras formulaciones en las que pueden sustituirse parcial o completamente otros componentes más caros tales como HPMC, PVP, goma arábiga.
\bullet Nivel de sólido seco de cinco a diez veces superior de la alimentación;
\bullet Tiempo de granulación más corto;
TABLA 2 Clasificación de productos LDESH según su funcionalidad
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El líquido de aglomeración acuoso de hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED no hidrogenados, y en particular, hidrogenados descritos anteriormente y representados por LSH1, LSH2, LSH3 y LHSH1 representa un perfil de hidratos de carbono y una composición únicos. La maltodextrina líquida no hidrogenada LSH1, LSH3 y LSH2 mostró un rendimiento igual o superior que la maltodextrina convencional de 18 ED. Sin embargo, LHSH1 mostró un rendimiento excepcional en comparación con todos los productos de LDESH, maltodextrina convencional de 18 ED y la povidona polimérica PVP K30, y productos celulósicos HPMC E5 y MC-A15 LV. LHSH1 puede administrar un sistema de dosificación sólido con bajo nivel de aglutinante y compresión relativamente baja. El alto grado de deformación plástica y bajo módulo elástico mostrado por el producto son dos características importantes proporcionadas en un producto. La formación de películas, cohesividad y adhesividad son rasgos adicionales que un aglutinante debe tener, que LHSH1 los muestra claramente. Aunque las maltodextrinas convencionales se usan con más frecuencia como aglutinantes y productos de relleno y el número de patentes es grande, el rendimiento de LSH1, LSH2, LSH3 y particularmente LHSH1 es excepcional y puede particularizarse fácilmente para su singularidad y universalidad.
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Ejemplo 10
Se investigó el potencial de recubrimiento usando LSH1, LHSH1, SDSH2 y SDHSH2 (SDSH2 y SDHSH2 son la forma en polvo de LSH1 y LHSH1 respectivamente), maltodextrina convencional de 18 ED, y HPMC E5 (Dow Chemical) usando dos enfoques:
1. Moldear por colada una película de una disolución que contiene el sustrato de película sobre un portaobjetos de vidrio;
2. Aplicar una película para recubrir partículas diferenciadas tales como comprimidos, semillas agrícolas para demostrar la viabilidad de los productos mencionados anteriormente en la tecnología de recubrimiento.
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Procedimiento
El procedimiento se basa en disolver cantidades apropiadas de SDSH2 o SDHSH2 (aprox. desde el 10 hasta el 70% de polvo sólido en agua) o diluir el producto líquido LHSH1 o LSH1 según esto y después calentar la disolución durante un periodo de tiempo corto y luego moldear por colada la película.
Se sometió la película a microscopia electrónica de barrido y análisis de microscopia clásica óptica. Los resultados se resumen en la tabla 1.
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TABLA 1 Resultados del aspecto físico de la película moldeada por colada sobre un vidrio delgado
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Recubrimiento de comprimidos y semillas agrícolas en lecho Wurster
El procedimiento de recubrimiento se basa en aplicar un recubrimiento sobre una partícula diferenciada, por ejemplo, comprimido, comprimido oblongo, píldora, semilla agrícola, partículas de naturaleza nutracéutica tales como fumarato ferroso, vitaminas amargas del grupo de la vitamina B. Se llevó a cabo el procedimiento en un lecho Wurster de UniGlatt, una unidad a escala de laboratorio. El procedimiento se basó en la fluidización de comprimidos y pulverización del sustrato de recubrimiento que contiene otros componentes sobre los comprimidos, semillas, partículas. Las condiciones de funcionamiento se resumen en la tabla 3.
TABLA 3 Condiciones de funcionamiento para el lecho Wurster
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Procedimiento
Se vertieron 300-500 g de comprimidos o semillas en la cámara de lecho Wurster que de calentó previamente hasta 50ºC antes de añadir las semillas o comprimidos o polvos. Se usa una disolución del material de recubrimiento, por ejemplo, SDHSH2 o LHSH1 o LSH4 como el sustrato de película primario dentro del intervalo del 50 al 90% en peso de la mezcla de recubrimiento total, y lo más preferiblemente, desde el 68 hasta el 86% en peso de la mezcla de recubrimiento. Además del sustrato o formador de película primario, puede añadirse un formador de película secundario (opcional) para conferir resistencia y plasticidad suplementaria a HSH o SDHSH2 o LHSH1. Formadores de película secundarios adecuados son alginato de propilenglicol, alginato de sodio dentro del intervalo de desde el 2% hasta el 20% en peso de la mezcla de recubrimiento. Siendo lo más preferido del 5-10%. Dependiendo del uso de la aplicación, debe añadirse un plastificante para mejorar el rendimiento de la película y añadir plasticidad adicional y para eliminar el agrietamiento de la película. Entre los plastificantes usados están sorbitol, licasina (polímero de glucosa hidrogenada), alcohol polihidroxilado tal como glicerina, polietilenglicol 300, 400.
En virtud de su estructura molecular, LHSH1 y SDSH2 así como maltodextrinas convencionales muestran propiedades adhesivas y cohesivas, y particularmente, SDHSH2 y SDSH2. Por tanto, para minimizar este impacto, pueden añadirse agentes de desadherencia tales como polímeros de alto peso molecular del grupo de polietilenglicol, por ejemplo, PEG 3350 y 8000. Los agentes de desadherencia se usan a desde el 5% hasta el 25% y lo más preferido aproximadamente al 12%.
Igualmente, se usa un elemento adicional, sin embargo, es opcional en el recubrimiento, concretamente, pigmentos y lacas. Ciertas tinturas solubles aprobadas pueden usarse para este fin, por ejemplo amarillo FD & C nº 5. Puede incorporarse un opacificante por el mismo motivo, un opacificante de este tipo es dióxido u óxido de titanio.
La mezcla descrita anteriormente puede usarse para obtener la fórmula de disolución de recubrimiento final. La fórmula seca propuesta anteriormente puede diluirse para conseguir los mejores resultados en el recubrimiento. Por ejemplo, se añaden 15-25 g de la mezcla a 75-85 g de agua. Esta disolución con nivel de SS se usa como la disolución de recubrimiento para obtener los mejores resultados. Dependiendo del aumento de masa de los comprimidos, semillas, partículas, los investigadores podrán estimar la cantidad de material de recubrimiento necesaria para conseguir un aumento de masa de aproximadamente el 3 al 5% o del 10 al 20% en peso para comprimidos y partículas respectivamente. Como ejemplo de tal fórmula véase la tabla 3.
TABLA 3 Fórmula experimental para recubrir comprimidos, semillas y partículas
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La serie experimental comenzó encendiendo la bomba de alimentación para introducir el material de recubrimiento líquido a la boquilla, tras lo que se atomiza en gotas muy pequeñas para recubrir los comprimidos o partículas fluidizadas. A este respecto se recomienda optimizar las condiciones de funcionamiento para cada sistema que va recubrirse antes de tomar la decisión final sobre si se requiere una necesidad de tal cantidad de plastificante, agente de desadherencia.
Después de haber consumido la disolución de recubrimiento, son necesarios 5-10 minutos de secado suplementario de los núcleos para conseguir mejores resultados. Obviamente, esto puede tener un impacto en la integridad de la película y debilitar su continuidad. Los investigadores podrán ajustar el tiempo de secado para sistema. El material seco (comprimidos, comprimidos oblongos, semillas recubiertos) se extiende entonces sobre una bandeja metálica para el enfriamiento.
\bullet Entre los aspectos positivos de las películas preparadas con SDHSH2, se encuentran que son claras y transparentes y la industria farmacéutica y nutracéutica busca tales películas.
\bullet Las películas de SDHSH2 son películas más duras y tienden a mostrar alta resistencia a la tracción en comparación con las películas de HPMC
\bullet Las películas de SDHSH2 no son opacas y se caracterizan por un alto brillo;
\bullet En el caso de SDHSH2 o LHSH1, una ventaja adicional es el efecto plastificante impuesto por la estructura química de la propia molécula. Por tanto, puede no necesitarse plastificantes adicionales.
\bullet La mayor parte de las tinturas, lacas acuosas son solubles en disoluciones de LHSH1 o SDHSH2 y los pigmentos también son dispersables.
\bullet SDHSH2, LHSH1, y LSH4 son compatibles con productos celulósicos y otros polímeros tales como polivinilpirrolidona, lo que introduce una dimensión suplementaria para formular el material de recubrimiento adecuado para la formulación de recubrimiento de liberación controlada.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante se dirige únicamente a ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Incluso si se ha procurado el mayor cuidado en su concepción, no se pueden excluir errores u omisiones y el OEB declina toda responsabilidad a este respecto.
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Claims (16)

1. Procedimiento para producir una forma conformada sólida seleccionada del grupo que consiste en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas y pastillas para chupar, que comprende las etapas de:
(1) formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a aproximadamente 5, hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED químicamente derivatizados que tienen un contenido en ED inferior a aproximadamente 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, e hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED hidrogenados que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a aproximadamente 5, y
(2) secar dicha composición acuosa hasta obtener un contenido en humedad inferior a aproximadamente el 10% para dar como resultado una composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca,
(3) conformar dicha composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED seca para dar como resultado una forma conformada sólida seleccionada del grupo que consiste en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas y pastillas para chupar.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende una etapa de granulación de la composición de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca, para dar como resultado una composición granular de hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED sustancialmente seca.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho secado comprende un elemento seleccionado del grupo que consiste en secado por pulverización, secado en lecho fluidizado, tecnología de flujo rápido, granulación con discos giratorios.
4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha composición acuosa comprende además una concentración eficaz de al menos otro componente.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho componente se selecciona del grupo que consiste en componentes alimenticios, componentes de piensos, componentes de bebidas, componentes cosméticos, componentes farmacéuticos, componentes nutracéuticos y componentes industriales.
6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que dicha composición granular de hidrolizado de almidón sustancialmente seca comprende un polvo granular que puede comprimirse directamente.
7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha composición acuosa tiene un contenido en sólidos secos de entre el 10 y el 50%.
8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED tiene un contenido en ED de entre 10,9 y 20 y un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 3,3.
9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la forma conformada sólida es un comprimido.
10. Procedimiento para producir una forma sólida recubierta, que comprende las etapas de
(1) formar una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED químicamente derivatizados que tienen un contenido en ED inferior a aproximadamente 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, e hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED hidrogenados que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, y (2) aplicar dicha composición acuosa a la forma sólida con el fin de formar una forma sólida recubierta.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que dicha forma sólida es una forma conformada seleccionada del grupo que consiste en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas, semillas, pastillas para chupar, esférulas, gránulos o partículas.
12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, en el que dicha composición acuosa comprende además una concentración eficaz de al menos un componente seleccionado del grupo que consiste en azúcares, alcoholes de azúcar, celulosa microcristalina, hidroxipropilmetilcelulosa, hidroxietilcelulosa, polivinilpirrolidona, gelatina, lecitina, conservantes, agentes aromatizantes, colorantes.
13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en el que dicha composición acuosa tiene un contenido en sólidos secos de entre el 10 y el 70%.
14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que el hidrolizado de almidón con bajo contenido en ED tiene un contenido en ED de entre 10,9 y 20 y un índice de polidispersidad de entre 1,5 y 3,3.
15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, en el que la forma sólida recubierta es un comprimido recubierto.
16. Uso de una composición acuosa que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED químicamente derivatizados que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, e hidrolizados de almidón con bajo contenido en ED hidrogenados que tienen un contenido en ED inferior a 25 y un índice de polidispersidad inferior a 5, para la producción de una forma conformada sólida seleccionada del grupo que consiste en comprimidos, comprimidos oblongos, píldoras, cápsulas y pastillas para chupar o la producción de una forma sólida recubierta.
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