ES2628979T3 - Proceso de producción de una composición de fructooligosacárido - Google Patents

Proceso de producción de una composición de fructooligosacárido Download PDF

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Abstract

Proceso para la producción de una composición de fructooligosacárido (FOS) a escala industrial, que comprende las etapas de: a) proporcionar un material de partida que contiene sacarosa; b) poner el material de partida junto con una enzima para formar una mezcla, por el cual la enzima tiene una actividad de endo-inulinasa y está en forma libre no inmovilizada; c) exponer la mezcla a condiciones por las cuales pueda tener lugar la formación de FOS durante una cantidad de tiempo tal que el FOS en la mezcla constituya al menos el 45 % en peso de la cantidad total de hidratos de carbono en la mezcla, formando así la composición de FOS; en el que el contenido de sólidos de la mezcla se encuentra entre 55 ºBx y 80 ºBx y la temperatura se encuentra entre 55 ºC y 76 ºC; d) opcionalmente desactivar la enzima; e) recuperar la composición de FOS, en el que en la etapa a) la cantidad de sacarosa procesada se encuentra entre 500 y 500.000 kg por 24 horas.

Description

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DESCRIPCION
Proceso de produccion de una composicion de fructooligosacarido
La invencion se refiere a un proceso para la produccion de un fructooligosacarido, a una composicion de fructooligosacarido y su uso.
Los fructooligosacaridos como tales son conocidos, y encuentran cada vez mas uso en, entre otros, alimentos, en los que pueden usarse en, por ejemplo, su calidad de suministro de dulzor no de sacarosa, como sustituto de grasas, como texturizante, o para sus propiedades prebioticas.
Una caractenstica de los fructooligosacaridos es que se ajustan en un perfil de alimentacion y vida natural y sana. Sin embargo, se observa que el perfil de propiedades de los fructooligosacaridos puede mejorarse a este respecto incluso mas, y este objetivo representa el objetivo de la presente invencion.
Dicho objetivo se logra proporcionando un proceso para la produccion de una composicion de fructooligosacarido (FOS) (FC) a escala industrial, que comprende las etapas de:
a) proporcionar un material de partida que contiene sacarosa;
b) poner el material de partida junto con una enzima para formar una mezcla, por lo que la enzima tiene una actividad de endo-inulinasa y esta en forma no inmovilizada libre;
c) exponer la mezcla a condiciones por las cuales puede tener lugar la formacion de FOS durante una cantidad de tiempo tal que el FOS en la mezcla constituya al menos el 45 % en peso de la cantidad total de hidratos de carbono en la mezcla, formando asf la composicion de FOS; en el que el contenido de solidos de la mezcla se encuentra entre 55 °Bx y 80 °Bx y la temperatura se encuentra entre 55 °C y 76 °C;
d) opcionalmente desactivar la enzima;
e) recuperar la composicion de FOS, en el que en la etapa a) la cantidad de sacarosa procesada se encuentra entre 500 y 500.000 kg por 24 horas.
Una ventaja del proceso segun la invencion es que puede implementarse de un modo que cumpla todas las normas principales con referencia a la produccion de ingredientes para alimentos Organicos. La FC asf producida puede, por consiguiente, ser comercializada como ingrediente Organico y asf ya no representa un factor de impedimento en la preparacion de alimentos completamente Organicos, pero puede ser facilmente incorporada en su interior y puede conferir dulzor, textura y propiedades prebioticas al mismo.
En la solicitud de patente japonesa 62-295299 (publicacion numero 1-137974), se desvela la preparacion enzimatica de una FC a partir de sacarosa. La enzima usada debe ser inmovilizada.
En "The Production of Fructooligosaccharides from Inulin or Sucrose Using Inulinase or Fructosyltransferase from Aspergillus ficuum", Barrie E. Norman & Birgitte H0jer-Pedersen, Denpun Kagaku vol 36, No. 2, pp 103-111 (1989), se desvela la preparacion a escala de laboratorio de una FC a partir de inulina de cadena mas larga o de sacarosa dentro del marco de la investigacion basica en enzimas y sus funcionamientos.
En "Synthesis of Fructooligosaccharides from Sucrose Using Inulinase from Kluyveromyces marxianus", Andrelina M.P. Santos & Francisco Maugeri, Food Technol. Biotechnol. 45 (2) pp. 181-186 (2007), se desvela la preparacion de una FC. La preparacion es enzimatica; la enzima se inmoviliza en alginato de calcio.
En el documento EPA-0 889 134 se desvela un proceso de produccion de una p-fructofuranisodasa espedfica, que comprende las etapas de cultivar un OGM (celula hospedadora) que se transformo mediante un plasmido recombinante.
El fructooligosacarido (FOS) pertenece a los compuestos conocidos como inulina. Inulina es un termino generico que se refiere a un material de hidrato de carbono que consiste principalmente en restos de fructosa unidos mediante enlaces de fructosilfructosa de tipo p(2—^1), con opcionalmente un resto de inicio de glucosa. La inulina es normalmente polidispersa, es decir, una mezcla de compuestos de diversas longitudes de cadena, por lo que el grado de polimerizacion (DP) de los compuestos individuales puede oscilar de 2 a 100 o mas alto. El termino fructooligosacarido - abreviado FOS - indica asf una forma espedfica de un material de inulina, tanto monodisperso como polidisperso, por lo que el DP de los compuestos individuales oscila de 2 a 10, en la practica frecuentemente de 2 a 9, o de 2 a 8 o de 2 a 7. El FOS comercialmente disponible es normalmente un material polidisperso que tiene un grado de polimerizacion (DP) promedio en numero de aproximadamente 2 a 4.
En la practica, el FOS tambien se denomina oligofructosa. Como se usa en el presente documento, se considera que los terminos fructooligosacarido y oligofructosa son sinonimos.
Segun la invencion, el FOS es parte de una composicion. Como se entiende en el presente documento, una composicion de FOS significa una composicion que contiene FOS - tanto monodisperso como polidisperso - y que
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ademas puede contener otros compuestos. Ejemplos de tales otros compuestos son: agua, sacarosa, fructosa, glucosa, compuestos de inulina distintos de FOS, maltosa, sales organicas y sales inorganicas. Se indica, sin embargo, que como se usa en el contexto de la presente invencion y cuando la composicion de FOS esta prevista para consumo por un ser humano o animal, el termino composicion de FOS debe considerarse un ingrediente para un alimento en vez de como en sf un alimento. La creacion de un alimento es asf otra etapa por la que la composicion de FOS sirve de un ingrediente de alimento.
El proceso segun la invencion se ejecuta a escala industrial. Es muy sabido que no hay trivialidad para transferir los hallazgos de laboratorio a la practica a gran escala; en particular, se sabe que como resultado podnan surgir muchos problemas y pueden necesitar ser resueltos. Ejemplos de tales problemas en el campo de los procesos de hidratos de carbono incluyen incrustaciones, turbidez, espumacion, contaminacion con patogenos microbiologicos y la necesidad de etapas de purificacion. Como se indica en el presente documento, el termino escala industrial significa que el proceso se lleva a cabo en una instalacion que es capaz de procesar al menos 500 kg de materiales de partida por 24 horas de operacion; preferentemente esta cantidad esta entre 1.000 y 1.000.000 kg por 24 horas. En una realizacion principal, el proceso segun la invencion se refiere unicamente a la preparacion de una composicion de FOS: en esta realizacion principal el proceso no se combina con la preparacion de otro alimento; tambien preferentemente, la composicion de fOs no se prepara in situ en un producto de alimento existente, sino que es un ingrediente de alimento.
En la etapa a) del proceso segun la invencion, se proporciona un material de partida. Este material de partida debe contener, o consistir preferentemente esencialmente en, sacarosa. En una realizacion, la sacarosa es sacarosa Organica.
Los terminos consistir (que consiste) esencialmente en o 'esencialmente solo' y equivalentes tienen, a menos que se indique de otro modo, en relacion con una composicion, el significado usual que ademas de compuestos que son obligatorios, tambien pueden estar presentes otros compuestos, a condicion de que las caractensticas esenciales de la composicion no sea materialmente afectadas por su presencia.
La sacarosa Organica es conocida como tal, y esta comercialmente disponible. Una fuente conocida de sacarosa Organica es sacarosa Organica de canas de azucar, suministrada por Candico® (Belgica) y normalmente suministrada en forma de cristales solidos. Preferentemente, el material de partida esta certificado segun al menos una de las regulaciones (UE) o actas (EE.UU.) referentes a las practicas Organicas actualmente en vigor. Si los materiales de partida para el presente proceso Organico contienen otros materiales, ademas de sacarosa, entonces tambien estos otros materiales de partida deben ser permisibles bajo las practicas de procesos Organicos.
En la etapa b) del proceso segun la invencion, el material de partida se lleva junto con una enzima, formando asf una mezcla.
El fin de la enzima es catalizar la formacion de FOS de sacarosa; esto puede lograrse seleccionando una enzima que tiene actividad de fructosiltransferasa. Tales enzimas son conocidas como tales, por ejemplo como se clasifica con el numero de categona de enzimas EC 2.4.1.99 o EC 2.4.I.9. Una divulgacion temprana de una enzima tal es en "The Production of Fructooligosaccharides from Inulin or Sucrose Using Inulinase or Fructosyltransferase from Aspergillus ficuum", Barrie E. Norman & Birgitte H0jer-Pedersen, Denpun Kagaku vol 36, No. 2, pp 103-111 (1989). Ademas, se sabe que algunas p-fructofuranosidasas, es decir, enzimas clasificadas bajo EC 3.2.1.26, tambien pueden tener actividad de fructosiltransferasa.
Se encontro, sorprendentemente, que tambien enzimas que tienen una actividad de endo-inulinasa - tales como enzimas clasificadas bajo EC 3.2.1.7 - pueden en presencia de sacarosa dar lugar a la formacion de FOS, en particular si actuan en una mezcla que tiene un alto contenido de solidos de 60 °Bx o mas alto. Asf, la invencion se refiere a un metodo para la preparacion enzimatica de una composicion de fructooligosacarido a partir de sacarosa en el que la enzima contiene o incluso consiste esencialmente en una endo-inulinasa.
Un ejemplo de una enzima preferida para su uso en la etapa b) de la invencion es la endo-inulinasa Novozyme 960 (proveedor: Novozymes). Otro ejemplo de una enzima preferida para su uso en la etapa b) de la invencion es Pectinex Ultra SP-L (proveedor: Novozymes).
En una realizacion de la invencion, la enzima usada en la etapa b) es una enzima que tambien se produce como tal en la naturaleza. En esta realizacion, no se ha realizado actividad de ingeniena genetica para cambiar la secuencia de aminoacidos de la enzima, o del ADN subyacente que conduce a la formacion de la enzima. Se prefiere ademas que no se use organismo geneticamente modificado (OGM) con el fin de preparar la enzima a escala comercial, de manera que la enzima no se prepare por un OGM. Similarmente, se prefiere que no se use microorganismo obtenido mediante mutacion, por ejemplo mediante exposicion intencionada a productos qmmicos o radiacion, en la preparacion de la enzima usada en el proceso segun la invencion.
La enzima puede usarse parcialmente en forma inmovilizada, pero tambien debe parcialmente o preferentemente incluso completamente en forma no inmovilizada - por lo que se sabe que no inmovilizado tambien se denomina
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'libre'. Si la enzima se usa parcialmente en forma inmovilizada, se prefiere que la inmovilizacion se haga sin el uso de reticulantes u otras sustancias que son no son permitidas en las practicas de produccion Organica. En una realizacion principal de la invencion, sin embargo, la enzima no esta inmovilizada en absoluto.
La cantidad de enzima necesaria en el proceso segun la invencion depende de diversos factores conocidos como tales, tales como la temperatura de proceso, cantidad de materiales de partida, pH, duracion de proceso permisible y velocidades de conversion deseadas. Estos y otros factores relevantes pueden ser determinados por el experto en la materia siguiendo los procedimientos generalmente aceptados en este campo tecnico.
Cuando se forma la mezcla, se prefiere - como es usual en este tipo de proceso - que este presente agua o se anada de manera que el agua se convierta en la fase continua en la mezcla. Si es asf, entonces esto tambien puede hacerse, sin embargo, como parte de la etapa c) posterior.
En la etapa c) de la invencion, la mezcla como se forma en la etapa b) se expone a condiciones por las cuales puede tener lugar la formacion de FOS durante una cantidad de tiempo tal que se forme una cantidad deseada de FOS, formandose asf la composicion de FOS. Cuando no se ha hecho ya en la etapa b), se prefiere en la etapa c) que se anada el agua tal que llegue a ser la fase continua en la mezcla. Puede ser util o incluso necesario enviar la mezcla a un tratamiento tal como un tratamiento de temperatura ultra-alta (UHT); esto puede, entre otras cosas, ayudar a garantizar que esencialmente no esten contenidos patogenos o queden en la mezcla. En una realizacion principal de la invencion, la mezcla se expone a condiciones por las que la formacion de FOS puede tener lugar durante una cantidad de tiempo de forma que el FOS en la composicion de FOS asf formada constituya al menos el 45 % en peso de la cantidad total de hidratos de carbono en la mezcla. Preferentemente, dicha cantidad de FOS es al menos el 50, 53, 55, 56, o incluso al menos el 57 % en peso de la cantidad total de hidratos de carbono en la mezcla. Debido a la circunstancia que normalmente se formara una cierta cantidad de glucosa libre en el proceso, puede existir un lfmite en la maxima cantidad de FOS obtenible en la mezcla. Asf, la cantidad de FOS en la mezcla en esta etapa del proceso es preferentemente como maximo el 65, 64 o el 63 % en peso de la cantidad total de los hidratos de carbono.
Como se sabe, la unidad '°Bx' - abreviatura de 'grados Brix' - es un termino ampliamente usado en la industria del azucar para indicar el contenido de solidos de una solucion de azucar, como se deriva de su mdice de refraccion. Como se usa en el presente documento, se usa el mismo metodo en muestras de sacarosa (Organica) o en composiciones de fOs. Como se sabe, los valores numericos de °Bx estan muy proximos a, o incluso son esencialmente identicos a, los porcentajes en peso; asf, en una expresion alternativa de la presente invencion, todos los valores de °Bx como se han mencionado en la presente descripcion y reivindicaciones se leen como que son los porcentajes en peso de materia seca.
La temperatura en la etapa c) es al menos 55 °C. Sorprendentemente, se encontro que la etapa de proceso c) segun la invencion podna mostrar resultados inesperados cuando la temperatura en la etapa c) se encontrara entre 60 °C y 75 °C y el contenido de solidos se encontrara entre 61 y 75 °Bx. A diferencia de la prevision de que a tales condiciones de temperatura elevada la formacion de FOS se deteriorana en comparacion con temperaturas por debajo de 60 °C, se encontro que podfa tener lugar formacion de FOS buena o incluso mejorada.
Ademas, se encontro que cuando el contenido de solidos de la mezcla estaba por encima de 55, 58, 60, 61, 62, 63 o 64 °Bx, que entonces en el proceso segun la invencion las condiciones para el crecimiento de microorganismos eran cada vez mas desfavorables. Dichas condiciones pueden incluso ser desfavorables a tal grado que no hubiera necesidad del uso de adyuvantes de procesamiento que pretendieran suprimir el crecimiento de microorganismos como bactericidas. Esta caractenstica del proceso segun la invencion es ademas fundamental en caso de una implementacion Organica altamente eficiente de el.
La enzima o combinacion de enzimas como se usa en el proceso de la invencion puede usarse parcialmente en forma inmovilizada. Sin embargo, en la principal realizacion del proceso segun la invencion, se encontro que el proceso puede ser operado de una manera particularmente eficiente si en la etapa c) la enzima no se inmoviliza en absoluto. Segun la invencion, en la etapa c) el contenido de solidos de la mezcla se encuentra entre 55, 58, 60, 61, 62, 63 o 64 y 80, 78, 76, 75, 74, 73 o 72 °Bx. La temperatura se encuentra entonces entre 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, o 65°C y 76, 75, 74, 73, 72 o 71 °C.
Cuando la mezcla se expone en la etapa c) a condiciones de temperatura y concentracion como se indican anteriormente, la accion enzimatica conducira a la formacion de FOS Organico; al mismo tiempo puede formarse - y normalmente se forma - glucosa libre. Puede ser util o incluso necesario controlar el pH durante la ejecucion de la etapa c). El intervalo de pH preciso es, como conoce el experto, dependiente de varios factores tales como en particular la eleccion y las caractensticas de la enzima que se usa. El control del pH puede ser ejecutado por medios que son conocidos como tales, por lo que preferentemente debe tenerse cuidado de que cualquier compuesto usado para este fin sea aceptable dentro del marco de la produccion Organica. Ejemplos de compuestos acidificantes que son aceptables en al menos una reglamentacion/ley/norma Organica son acido cttrico y acido sulfurico. La duracion de la ejecucion de la etapa c) segun la invencion se elige principalmente en funcion de la cantidad de FOS que se
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desea. Como el experto sabe, esta duracion esta frecuentemente en el intervalo entre 1 y 72 horas, preferentemente entre 5 y 50 horas, mas preferentemente entre 12 y 36 horas, durante el cual se forma la composicion de FOS (FC).
Tras completarse la etapa c) de la invencion, puede desearse garantizar que la enzima se desactive. Si es este el caso, entonces puede implementarse una etapa de desactivacion de la enzima d). La implementacion de la etapa d) tambien se prefiere debido a la circunstancia que la enzima usada esta al menos parcialmente no inmovilizada. La desactivacion de la enzima puede lograrse por metodos que son conocidos como tales y pueden diferenciarse para cada tipo de enzima espedfica. Un ejemplo de un metodo de desactivacion tal es un aumento en la temperatura - a un nivel de, por ejemplo, aproximadamente 80, 85 o 90 °C - seguido de un tiempo de residencia de entre 5 y 30 minutos a una temperatura elevada tal. Otro beneficio de la exposicion a una temperatura tal es que las cantidades de cualquier bacteria que pueda estar presente se reducen espectacularmente.
Posterior a la etapa c) - o posiblemente la etapa d) - la FC se recupera en una etapa de recuperacion e). La etapa de recuperacion e) de la invencion puede incluir opcionalmente la adicion de compuestos a FC. Se encontro que cuando la FC se recupera como tal - es decir, normalmente como solucion acuosa - ya es adecuada para el uso posterior como ingrediente en alimentos o en pienso para animales. Tambien es posible utilizar una etapa de procesamiento posterior, por lo que cualquier etapa posterior tal es preferentemente aceptable dentro de la region estructural de la produccion Organica (ingrediente). Ejemplos de tales etapas posteriores son:
1. Una etapa de esterilizacion, por ejemplo por medio de UHT;
2. Una etapa de filtracion en la que la Fc se pasa a traves de filtros; dichos filtros pueden tener opcionalmente como fin ayudar a asegurar que la FC llegue a ser o se vuelva esteril;
3. Una etapa de calentamiento, por ejemplo a una temperatura que se encuentra entre 85 °C y el punto de ebullicion de la FC o mas alta, por ejemplo con el objetivo de evaporar una porcion del agua presente en la FC.
Preferentemente y en vista de su caracter Organico preferido, en ninguna de las etapas del proceso segun la invencion se hace uso de una o mas de las siguientes sustancias: agente anti-cascarilla, agente antiespumante, bactericida, biocida y floculante. Ademas, se prefiere que no se usen tecnicas de separacion cromatografica en ninguna etapa del proceso segun la invencion. Similarmente, se prefiere que no se usen resinas de intercambio ionico en ninguna etapa del proceso segun la invencion. En general, las etapas de refino no se usan preferentemente. Se encontro en particular que la operacion del proceso a altas temperaturas y a alto contenido de solidos es fundamental en permitir renunciar a las sustancias y tecnicas anteriormente mencionadas cuando se implementa el proceso de la invencion a escala industrial.
Se observa que el no uso de las sustancias y tecnicas como se han mencionado anteriormente no es una trivialidad, ya que estas son sustancias y tecnicas que son bastante comunes en la industria de la preparacion de FOS. La no trivialidad se mantiene asf en particular para la implementacion a escala industrial del proceso de la invencion. En este contexto el experto en la materia puede, mediante experimentacion rutinaria, variar las condiciones de proceso tales como en particular el contenido de solidos y la temperatura dentro de los intervalos e intervalos preferidos como se dan anteriormente de manera que se llegue a condiciones por las cuales sea de hecho posible la ausencia anteriormente mencionada de ciertas sustancias y tecnicas a escala industrial.
Segun la invencion, por tanto, la cantidad de sacarosa procesada en la etapa a) se encuentra entre 500 y 500.000 kg por 24 horas. De esta forma, el proceso segun la invencion puede convertir entre 500 kg y 500.000 kg de sacarosa por 24 horas en una composicion de FOS.
Cuando se ejecuta un proceso para la preparacion de una composicion de FOS, se apreciara que el experto en la materia tiene a su disposicion varios parametros que pueden variarse con el fin de optimizar el proceso y la composicion de FOS resultante. Entre los mas importantes de este rango de parametros, como el experto sabe: la temperatura a la que la smtesis se lleva a cabo, el contenido de solidos de la mezcla en las etapas b) y c), la duracion de la reaccion enzimatica y la cantidad de enzima que se anadio.
Se encontro, sorprendentemente, que ciertas selecciones de estos parametros pueden conducir a composiciones de FOS espedficas que tienen caractensticas deseables. En particular, la combinacion de:
- valores relativamente altos de contenido de solidos y temperatura con las pautas que se han dado anteriormente;
- el uso de una enzima libre no inmovilizada, por el cual preferentemente dicha enzima no se preparo usando OGM; y
- realizar experimentos rutinarios para reducir la cantidad de enzima en la medida de lo posible mientras que todavfa se obtienen velocidades de conversion al menos aceptables,
puede conducir a la composicion de FOS que tiene una o mas de las siguientes caractensticas:
- una alta cantidad de FOS que tiene un grado de polimerizacion (DP) de 3, con respecto a la cantidad total de fructooligosacaridos; y/o
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- una baja cantidad de FOS que tienen un DP de 7 o mas alto, con respecto a la cantidad total de fructooligosacaridos; y/o
- una alta cantidad de FOS en la composicion en conjunto, mientras que todavfa retiene una cantidad relativamente alta de sacarosa.
Se prefiere que una porcion de como maximo el 3, mas preferentemente de como maximo el 2, 1, o incluso el 0,50, 0,40, 0,30 o el 0,20 % en peso de los hidratos de carbono en FC consista en oligosacaridos que tienen un grado de polimerizacion (DP) de 7 o mas. En esta realizacion, puede estar presente una cantidad de o por encima del 0,01, 0,05 o el 0,10 % en peso de oligosacaridos que tienen un grado de polimerizacion (DP) de 7 o mas, mientras que se respetan los lfmites superiores como se han dado antes.
Se encontro que el proceso segun la invencion puede conducir a una FC en la que un alto porcentaje de los fructooligosacaridos en la FC tienen un grado de polimerizacion (DP) de 3 como se mide en HPLC. El compuesto dominante que tiene un DP de 3 en la FC preparada segun la invencion es 1-kestosa. Sorprendentemente, se encontro que puede lograrse una FC tal que tiene una alta cantidad de FOS con DP3 mediante el uso de enzimas que son conocidas por producirse como tales en la naturaleza.
El proceso de la invencion, por tanto, produce una FC en la que:
• al menos el 56 % en peso de los fructooligosacaridos en la FC tienen un DP de 3 como se mide en HPLC; y
• la FC se obtiene a partir de sacarosa en un proceso enzimatico, por lo que no se usa enzima que se obtiene de un organismo geneticamente modificado.
Preferentemente, una porcion de como maximo el 2 % en peso de los hidratos de carbono en la FC consiste en oligosacaridos que tienen un grado de polimerizacion (DP) de 7 o mas. En realizaciones preferidas adicionales, la cantidad de FOS que tienen DP 3, calculada basandose en la cantidad total de FOS en la FC y como se mide en HPLC, es al menos el 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, o incluso al menos el 70 % en peso. Se encontro que la circunstancia de que al menos el 56 % en peso de los fructooligosacaridos tuviera un DP de 3 tiene la ventaja de aumentar la solubilidad de la FC en agua y/o disminuir la tendencia de la FC a mostrar turbidez.
Preferentemente, los hidratos de carbono en la FC contienen al menos el 11 % en peso, preferentemente al menos el 11,5, 12,0, 12,5, 13,0, 13,0 o incluso al menos el 14 % en peso de sacarosa - esto aunque la FC debe obtenerse a partir de sacarosa en un proceso enzimatico, por el cual no se uso OGM y preferentemente ningun microorganismo mutado para preparar la enzima; la enzima estuvo preferentemente en forma libre no inmovilizada. Esto tiene la ventaja de que se reduce la cantidad de hidratos de carbono que no son FOS, y que son generalmente menos deseables. En esta realizacion, se prefiere que la FC no se haya sometido a tecnicas de separacion tales como separacion cromatografica para eliminar hidratos de carbono de la FC. El proceso de la invencion tambien produce una FC en la que:
• al menos el 55 % en peso de los hidratos de carbono en la FC son fructooligosacaridos; y
• al menos el 11 % en peso de los hidratos de carbono en la FC consisten en sacarosa; y
• la FC se obtiene de sacarosa en un proceso enzimatico, por el cual no se usa enzima que se obtiene de un
organismo geneticamente modificado.
En esta realizacion principal, los hidratos de carbono en la FC contienen una alta cantidad de al menos el 55 % en peso, preferentemente al menos el 56, 57, 58, 59 o incluso al menos el 60 % en peso de fructooligosacaridos; al mismo tiempo, los hidratos de carbono en la FC contienen al menos el 11 % en peso, preferentemente al menos el 11,5, 12,0, 12,5, 13,0, 13,0 o incluso al menos el 14 % en peso de sacarosa - esto aunque la FC debe obtenerse de sacarosa en un proceso enzimatico, por el cual no se uso OGM y preferentemente ningun microorganismo mutado para preparar la enzima; la enzima estuvo preferentemente en forma libre no inmovilizada. Esto tiene la ventaja de que se reduce la cantidad de hidratos de carbono que no son FOS, y que son generalmente menos deseables. En esta realizacion, se prefiere que la FC no se haya sometido a tecnicas de separacion tales como separacion cromatografica para eliminar hidratos de carbono de la FC.
El proceso segun la invencion puede dar un producto Organico. Esto implica que la eleccion y ejecucion de las etapas de proceso segun la invencion son entonces tales que cumplen las reglamentaciones relevantes.
Como se usa en el presente documento, el termino 'organico' significa referente a la qmmica organica; el termino 'Organico' - es decir, con 'O' mayuscula - significa referente a la agricultura, procesos y productos que cumplen ciertos criterios y normalmente que pretenden integrar las practicas culturales, biologicas y mecanicas que fomentan el reciclaje de recursos, promueven el equilibrio ecologico y conservan la biodiversidad.
El FOS producido segun la invencion puede ser Organico. Como se sabe, la caracterizacion "Organico" de un proceso o un producto es en muchos pafses un termino legalmente protegido y lleva consigo una serie de exigencias planteadas al proceso o producto. Ejemplos de tales exigencias en la agricultura son:
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• La evitacion / ausencia de ciertos o todos los herbicidas y pesticidas. Normalmente, los herbicidas y pesticidas sinteticamente preparados estan prohibidos, excepto cuando estan puestos en una lista positiva.
• La evitacion / ausencia de ciertos o todos los fertilizantes, combinados con el tratamiento de fertilidad de la tierra activo. Normalmente, los fertilizantes sinteticamente preparados estan prohibidos, excepto cuando estan puestos en una lista positiva.
• Maximizar el uso de recursos renovables;
• Rotacion de cultivos multianual;
• La ausencia / no uso de organismos geneticamente modificados;
• La evitacion o no uso de ciertos adyuvantes de procesamiento o etapas de procesamiento, por ejemplo en la obtencion de un ingrediente de un material de partida. Por ejemplo, la obtencion de una sacarosa Organica de cana de azucar Organica o remolachas azucareras Organicas se hace, entre otros, sin el uso de ciertas etapas de refino tales como separacion cromatografica y preferentemente tambien el uso de resinas de intercambio ionico.
Ademas, los productos procesados Organicos deben producirse preferentemente usando metodos de procesamiento que garanticen que se mantengan la integridad Organica y las cualidades vitales del producto en todas las etapas de la cadena de produccion. Un ejemplo de una medida tomada en este contexto es la evitacion del uso de enzimas que se preparan por o usando OGM.
Como es evidente de lo anterior, el termino Organico puede aplicarse a productos y procesos en una variedad de etapas y tipos, tales como, por ejemplo: un metodo de cultivo, un cultivo agncola, un proceso para obtener un ingrediente de un cultivo agncola, el propio ingrediente, un producto compuesto de diversos ingredientes, etc.
El termino Organico tiene asf ciertos elementos centrales que son universales, aunque dependiendo del tipo de proceso o producto al que se refiere. Con referencia a procesos para obtener un ingrediente de un cultivo agncola, el significado de Organico incluye el uso de materiales de partida Organicos y en cuanto a las practicas de fabricacion Organica. Con respecto a los ingredientes obtenidos de un cultivo agncola, el significado de Organico incluye una certeza de la naturaleza Organica de los materiales de partida usados, en cuanto a las practicas de fabricacion Organica, y la ausencia de ciertos compuestos tales como herbicidas y pesticidas, y preferentemente tambien fertilizantes en el ingrediente como se suministra.
El significado del termino Organico puede tener, en confirmacion de o adicion a esto, ciertos elementos espedficos del pafs, que entonces se incorporan explfcitamente en normas, leyes, directivas, reglamentaciones y similares. Dos implementaciones ampliamente conocidas de las exigencias que vienen con el termino Organico son: en Europa la reglamentacion europea CE 834/2007 de 28 de junio de 2007 (publicada el 20.07.2007 en la Revista Oficial de la Union Europea, OJ L189, como sucesora de la Reglamentacion de 2092/91) y en los EE.UU. el Acta de Produccion de Alimentos Organicos de EE.UU. (OFPA). Preferentemente, la composicion de FOS Organica segun la invencion cumple todas las secciones aplicables de dichas reglamentaciones europeas y/o el OFPA de EE.UU. La composicion de FOS Organica segun la invencion tambien cumplira asf las mismas secciones, similares o equivalentes de versiones futuras de dichas reglamentaciones/Acta.
En una realizacion relacionada, la composicion de FOS Organica segun la invencion se obtiene por un proceso que cumple todas las secciones aplicables de dichas reglamentaciones europeas y/o el OFPA de EE.UU.
Una composicion de FOS Organica (OFC) producida segun la invencion preferentemente no contendra esencialmente, y en lmea con su caracter Organico, herbicidas, pesticidas o fertilizantes, excepto aquellos que son permitidos para su uso bajo las reglamentaciones Organicas o actas. Mas preferentemente, una OFC producida segun la invencion no contiene esencialmente cantidades detectables de herbicidas, pesticidas, o fertilizantes en absoluto.
En una realizacion de la invencion, el proceso para la preparacion de una OFC y tambien la OFC producida segun la invencion estan esencialmente libres de las sustancias prohibidas que aparecen en la Lista Nacional de EE.UU. de Sustancias Permitidas y Prohibidas como se publica dentro del marco del Programa Organico Nacional de EE.UU. (NOP), presentado por el Servicio de Comercializacion Agncola del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. En particular, esto se refiere a la Parte 205 del tftulo 7 (Agricultura) del Codigo de las Reglamentaciones Federales, espedficamente al Parrafo 205.602, "Nonsynthetic substances prohibited for use in organic crop production". Ademas, se prefiere que cualquier sustancia que se lleve del cultivo de sacarosa Organica al proceso de la invencion y posiblemente tambien a la OFC segun la invencion aparezca en las listas positivas aplicables de dicha Lista Nacional de Sustancias Permitidas y Prohibidas, en particular el Parrafo 205.601 "Synthetic substances allowed for use in organic crop production". El Parrafo 205.605 "Nonagricultural (nonorganic) substances allowed as ingredients in or on processed products labelled as "organic" or "made with organic (specified ingredients or food group(s))"", y el Parrafo 205.606 "Nonorganically produced agricultural products allowed as ingredients in or on processed products labelled as "organic."
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En otra realizacion de la invencion, el proceso para la preparacion de una OFC y tambien la OFC producida segun la invencion cumplen la Reglamentacion de la Comision Europea 207/93 de 29.01.1993 y modificada el 26.02.1997 (con la Reglamentacion 345/97) y el 26.09.2000 (con la Reglamentacion 2020/2000). Esta reglamentacion define el contenido del Anexo VI de la Reglamentacion 2092/91 anteriormente mencionada y cubre los ingredientes y adyuvantes de procesamiento que pueden usarse en la preparacion de alimentos compuestos esencialmente de uno o mas ingredientes de origen vegetal, referidos en el Artmulo 1 (1) (b) de esta Reglamentacion, con la excepcion de vinos.
Una composicion de FOS producida segun la invencion puede contener, como normalmente es el caso para las composiciones recuperadas en procesos industriales, una pequena cantidad de impurezas. Como se indica en el presente documento, el termino impureza se refiere a compuestos distintos de hidratos de carbono o agua. En el caso de una FC, las impurezas mas importantes son sales inorganicas, acidos organicos y protemas. La cantidad total de impurezas en la FC producida segun la invencion puede estar en el intervalo del 0,1 - 3 % en peso de la FC en conjunto. Si la FC segun la invencion es una OFC, entonces puede ser, y en particular si el proceso segun la invencion usa sacarosa Organica de cana de azucar, que la cantidad de impurezas se encuentre entre el 0,5 y el 5 % en peso; mientras que en el caso de sacarosa refinada como material de partida la cantidad de impurezas normalmente se encuentra en el intervalo entre el 0,1 o el 0,2 y el 0,5 % en peso.
Si la FC producida segun la invencion es una OFC y el material de partida usado para preparar la OFC contuvo o incluso consistio en sacarosa Organica de cana de azucar, entonces se encontro que una mezcla de diversos compuestos no de hidrato de carbono que estaba contenida en la sacarosa Organica, y considerada en ella como valiosa ya que eleva la sacarosa Organica de ser un mero proveedor de 'calonas muertas', tambien puede estar contenida al menos parcialmente en la OFC. Por tanto, la presente invencion tambien se refiere a una FC que contiene en total entre el 0,1 y el 5 % en peso de uno o mas compuestos seleccionados del grupo que consiste en minerales, vitaminas, aminoacidos y protemas. Preferentemente, la cantidad total de dichos compuestos es al menos el 0,2, 0,3, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, o incluso al menos el 1 % en peso; esto tiene la ventaja de que pueden estar presentes efectos beneficiosos adicionales en el sabory/o la salud en o asociada a la FC. Preferentemente, la cantidad total de dichos compuestos es de como maximo del 4,5, 4,0, 3,5, 3,0, 2,9, 2,8, 2,7, 2,6, 2,5, 2,4, 2,3, 2,2, 2,1, o incluso de como maximo el 2,0 % en peso.
Se prefiere, en particular en el caso cuando la FC es una OFC, que cualquier mineral, vitamina, aminoacido o protema presente no se anada a la FC, sino que ya este tanto mtegramente contenido en los materiales de partida usados para preparar la (O)FC, en particular en el material de partida sacarosa Organica, como resulte de los adyuvantes de procesamiento que se usan en la preparacion de la (O)FC.
La cantidad de FOS en la composicion de FOS producida segun la invencion se encuentra preferentemente entre el 35 % en peso y el 99 % en peso, mas preferentemente entre el 40 % en peso y el 98 % en peso, lo mas preferentemente entre el 45 % en peso y el 97 % en peso. Si la FC debe contener mas FOS que el logrado en las etapas a) a d) segun la invencion, entonces es necesaria una etapa posterior con el fin de aumentar la cantidad de FOS en la FC; y ejemplo de una etapa posterior tal es - como tal se conoce - la etapa de separacion cromatografica. La FC no contiene esencialmente microorganismos patogenos y tampoco esencialmente Enterobacteriaceae. Como se indica en el presente documento, la cualificacion 'esencialmente no microorganismos patogenos' significa que en un (1) gramo de la FC se detectaron cero (0) microorganismos patogenos (como se expresa en UFC, unidades formadoras de colonias). La ausencia de microorganismos patogenos en un gramo de muestra es en particular cierta para Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Salmonella y Listeria. Como se indica en el presente documento, la cualificacion 'esencialmente no Enterobacteriaceae' significa que en un (1) gramo de la FC se detectaron cero (0) Enterobacteriaceae (como se expresa en UFC, unidades formadoras de colonias). Para la Enterobacteriaceae esto se establece preferentemente usando la evaluacion muy conocida en el color usando VRBGA (agar de glucosa de bilis rojo violeta) y despues de 24 horas de incubacion a 37 °C.
Mas preferentemente, la FC producida segun la invencion no contiene Enterobacteriaceae despues del enriquecimiento. Como se indica en el presente documento, enriquecimiento significa que una muestra de material se incuba primero en condiciones que se eligen de manera que sean optimas para cualquier Enterobacteriaceae presente para crecer y multiplicarse. Esto se hace poniendo primero 25 gramos de una muestra de material junto con 225 ml de agua peptonada y dejando que esta mezcla se incube a una temperatura que se encuentra entre 35 - 37 °C durante 18 - 24 horas. Entonces, se anade 1 ml de esta mezcla a 9 ml de un caldo de enriquecimiento de Enterobacteriaceae (EE), seguido de incubacion a una temperatura que se encuentra entre 35 - 37 °C durante 18 - 24 horas. Esto completa el enriquecimiento. Posteriormente, la muestra de caldo de EE se prueba en presencia de Enterobacteriaceae usando VRBGA. En esta realizacion preferida de la invencion, incluso despues del enriquecimiento no se detectan Enterobacteriaceae.
Un metodo favorable de obtencion de una composicion de FOS Organica (OFC) segun la invencion empieza a partir del material de partida sacarosa Organica, preferentemente preparada a partir de cana de azucar Organica o remolacha azucarera Organica. Debido a las caractensticas de produccion de la sacarosa Organica, en particular la ausencia de ciertas o incluso de todas las etapas de refino, este material de partida puede contener como ya se ha indicado los compuestos anteriores distintos de sacarosa que producen un color y aroma caractenstico; esto se
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mantiene en particular para la sacarosa Organica de cana de azucar. Como las mismas restricciones al refino se aplican a un proceso Organico para la preparacion de sacarosa Organica, tambien se aplican a un proceso Organico para la preparacion de una composicion de FOS, puede ser que los compuestos anteriormente mencionados que causan color o aroma se mantengan en la OFC. Ademas, un proceso para la preparacion de una OFC en sf puede introducir compuestos distintos de FOS en la OFC. Como resultado de estos factores, se encontro que en una realizacion de la OFC segun la invencion, la OFC tiene un color que se encuentra entre 30 y 20.000 unidades de Icumsa, preferentemente entre 75 y 15.000, mas preferentemente entre 100 y 10.000, en particular entre 125 y 9.000 o entre 150 y 8.000, y lo mas preferentemente entre 175 y 7.000. En esta realizacion, pero tambien segun la invencion en una realizacion separada de la OFC producida segun la invencion, la OFC tiene una conductividad que se encuentra entre 30 y 5.000 pS/cm, preferentemente entre 40 o 50 o 60 y 4.000, mas preferentemente entre 70 u 80 o 100 y 3.000 y lo mas preferentemente entre 125 o 150 o 175 y 2.000 pS/cm.
Las unidades de Icumsa como indicacion para el color son ampliamente conocidas y se usan en la industria productora de sacarosa. Un metodo de prueba acreditado para determinar el color de Icumsa es el metodo GS2/3-9 (2005), que es en esencia una medicion de la absorcion de una solucion acuosa de sacarosa a una longitud de onda de 420 nm; la absorcion se recalcula entonces en el valor de Icumsa. Valores de Icumsa bajos indican un color incoloro/blanco; valores mas altos son la evidencia de un producto que tiene un color, que es frecuentemente de amarillo a parduzco. El metodo GS2/3-9 (2005) tambien se usa en el presente documento para la determinacion del color de una OFC, con los siguientes cometarios / modificaciones:
- El pH esta regulado a 6 (no a 7 como en la norma);
- La formula para determinar el color de Icumsa de una muestra es:
Color de Icumsa =
100000xA Bxxpx b
en la que A es la absorcion a 420 nm, Bx es el contenido de solidos en grados Brix, muestra y b es la longitud de la trayectoria de absorcion.
p es la densidad de la
La conductividad de una OFC se determina en una OFC acuosa que tiene un contenido de solidos de 28 °Bx, y expresada en microSiemens por centfmetro (pS/cm).
La invencion se ilustrara por medio de los siguientes ejemplos, sin estar limitada a estos.
Ejemplos 1 - 3
En un experimento de laboratorio, se combino sacarosa Organica (proveedor: Candico) de origen de cana de azucar con agua y una enzima para formar una mezcla. El contenido de solidos fue 72 °Bx. La enzima fue la endo-inulinasa Novozyme 960, no inmovilizada. La actividad de la enzima fue 470 U por gramo. Una unidad (denominada en el presente documento U, tambien conocida como EU) de una enzima endo-inulinasa es la cantidad de enzima que es capaz de liberar 1 pmol de azucar reductor por minuto de una muestra de inulina (vease tambien la pagina 108, columna izquierda de "The Production of Fructooligosaccharides from Inulin or Sucrose Using Inulinase or Fructosyltransferase from Aspergillus ficuum", Barrie E. Norman & Birgitte H0jer-Pedersen, Denpun Kagaku vol 36, No. 2, pp 103-111 (1989)). La cantidad de enzima usada en la mezcla fue 0,4 U por gramo de materia seca de material de partida.
La mezcla se llevo a un pH de 6,25 usando H2SO4 y/o NaOH. La mezcla se calento a una temperatura como se indica en la tabla a continuacion, y se dejo reaccionar durante 20 horas. Durante este tiempo, el pH disminuyo muy ligeramente a un nivel de aproximadamente 6,12. Se formo una FC Organica (OFC). Despues de dichas 20 horas, la reaccion se detuvo; esto se hizo cocinando brevemente la OFC en un horno microondas. No se realizaron etapas de refino adicionales o etapas de purificacion en la OFC.
La OFC se analizo por medio de HPLC. Los resultados se resumen en la Tabla 1 a continuacion. La OFC tambien se sometio a un recuento de bacterias; no se encontraron Enterobacteriaceae.
Tabla 1
Numero de ejemplo
1 2 3
Temperatura (°C)
66 70 72
No fructooligosacaridos
- Fructosa
3,1 4,7 4,7
- Glucosa
24,1 22,2 20,4
- Sacarosa
14,6 14,8 19,6
Fructooligosacaridos
- DP2 (distinto de Sacarosa)
0,7 0,7 0,5
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40
Numero de ejemplo
1 2 3
- DP3
37,5 37,5 39,2
- DP4
18,0 18,2 14,2
- DP5 y superior
1,9 1,9 1,2
^ FOS total
58,2 58,3 55,3
^ % de FOS que tiene DP3
64 64 71
Leyenda de la Tabla 1
- Las cantidades de los diversos compuestos se dan en porcentaje en peso de la materia de hidrato de carbono seca total;
- Los terminos DP2, DP3, DP4 y DP5 indican compuestos que tienen un grado de polimerizacion de 2, 3, 4 y 5, respectivamente.
Los Ejemplos 1 a 3 muestran claramente que puede obtenerse una OFC, por medio de un metodo que respeta los principios de la produccion Organica y usando una endo-inulinasa no inmovilizada.
Ejemplo 4
En una prueba de planta piloto, se produjo una FC Organica (OFC) a partir de una cantidad de partida de 1000 kg de sacarosa Organica de cana de azucar (proveedor: Candico). Se creo una mezcla combinando la sacarosa Organica con agua y una enzima. La cantidad de agua fue tal que el contenido de solidos de la mezcla fue 60 °Bx. La enzima (Novozyme 960) se uso en una cantidad de 0,280 U por gramo de sacarosa Organica. La enzima no se inmovilizo. El pH se regulo a 6,2 usando H2SO4 y/o NaOH y la temperatura se llevo a 56 °C. Bajo estas condiciones, la mezcla se dejo reaccionar durante 20 horas, formando asf una OFC. Posterior a esto, la reaccion se ralentizo hasta esencialmente parada llevando el pH de la OFC a 8. La OFC se empujo a traves de un filtro de 18 p y la OFC se concentro mediante calentamiento de manera que se llevara el contenido de solidos a 75 °Bx y se desactivara la enzima. La OFC como se recupero entonces tuvo un color de 350 unidades de Icumsa y una conductividad de 400 pS/cm. No se hizo uso de un agente anti-cascarilla, un agente antiespumante, un bactericida, un biocida, o un floculante. La composicion de la OFC como se analizo por medio de HPLC se da en la Tabla 2. Los terminos en la Tabla 2 tienen el mismo significado que en la Tabla 1.
Tabla 2
Numero de ejemplo
4
Temperatura (°C)
56
No fructooligosacaridos
- Fructosa
1,3
- Glucosa
25,8
- Sacarosa
13,2
Fructooligosacaridos
- DP2 (distinto de Sacarosa)
0,4
- DP3
37,7
- DP4
19,7
- DP5 y superior
1,9
^ FOS total
59,6
^ % de FOS que tiene DP3
63
El Ejemplo 4 muestra claramente que tambien a condiciones que se diferencian significativamente de aquellas en los Ejemplos 1 a 3, y en un proceso que incorpora diversos tratamientos posteriores despues de la formacion de FOS inicial - aunque todavfa segun la invencion - puede prepararse una OFC. Ademas, este ejemplo muestra que el proceso segun la invencion puede de hecho ser satisfactoriamente implementado a escala industrial.
Ejemplo 5: Experimento A comparativo
En dos pruebas de laboratorio, se hizo una comparacion entre el uso de una enzima inmovilizada (Experimento A comparativo) y una enzima libre (es decir, no inmovilizada) (Ejemplo 5). En ambos casos, la enzima fue Novozyme 960. El vehfculo para la enzima inmovilizada fue alginato de calcio. En ambos casos, el material de partida fue sacarosa Organica de cana de azucar (proveedor: Candico), y la cantidad de agua fue tal que el contenido de solidos de la mezcla fuera 60 °Bx. Se uso la enzima libre en una cantidad de 0,3 U por gramo (materia seca) de
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sacarosa Organica; la enzima inmovilizada se uso en una cantidad de 2,43 U por gramo (materia seca) de sacarosa Organica. Las otras condiciones fueron como en el Ejemplo 4. La composicion de la FC Organica resultante se determino por medio de HPLC y se resume en la Tabla 3, en la que los terminos tienen el mismo significado que en la Tabla 1.
Tabla 3
Experimento comparativo / Numero de ejemplo
A 5
Temperatura (°C)
56 56
No fructooligosacaridos
- Fructosa
1,8 1,1
- Glucosa
30,1 27,0
- Sacarosa
12,4 12,3
Fructooligosacaridos
- DP2 (distinto de Sacarosa)
2,5 0,5
- DP3
28,4 36,5
- DP4
18,3 20,8
- DP5 y superior
6,5 1,9
^ FOS total
55,7 59,6
^ % de FOS que tiene DP3
46 61
El Ejemplo 5 segun la invencion muestra que pueden obtenerse resultados superiores por una enzima libre, ya que el uso de una enzima libre en el Ejemplo 5 condujo a:
- un rendimiento global mas alto de compuestos de FOS;
- una cantidad mas alta por encima del 56 % de oligosacaridos que tienen DP3, y
- una cantidad mas baja de compuestos de FOS que tienen DP5 o mas alto,
cuando se comparo con el uso de una enzima inmovilizada en el Experimento A comparativo.
Ejemplo 6
(no segun la invencion)
En un experimento de laboratorio, se combino sacarosa Organica (proveedor: Candico) de origen de cana de azucar con agua y una enzima para formar una mezcla. El contenido de solidos fue 59,7 °Bx. La enzima fue Pectinex Ultra SP-L (proveedor: Novozymes). Aunque esta enzima tiene como su area de aplicacion principal la hidrolisis de pectina, se sabe que tambien tiene actividad de fructosiltransferasa - vease, por ejemplo, "Immobilization of pectinex ultra SP-L pectinase and its application to production of fructooligosaccharides" por Csanadi, Zs. and Sisak, Cs. en Acta Alimentaria Vol. 35 (2) pp 205-212 (2006). La cantidad de enzima usada en la mezcla fue 162 U por gramo de materia seca de material de partida. La enzima fue no inmovilizada (es decir, libre).
La mezcla se llevo a un pH de 6,10 usando H2SO4 y/o NaOH. La mezcla se calento a 56 °C, y se dejo reaccionar durante 20 horas. Se formo una FC Organica (OFC). Despues de dichas 20 horas la reaccion se detuvo; esto se hizo cocinando brevemente la OFC en un horno microondas. No se realizaron etapas de refino o etapas de purificacion adicionales en la OFC.
La OFC se analizo por medio de HPLC. Los resultados se resumen en la Tabla 4 a continuacion. La OFC tambien se sometio a un recuento de bacterias; no se encontraron Enterobacteriaceae.
Tabla 4
Numero de ejemplo
6
No fructooligosacaridos
- Fructosa
2,1
- Glucosa
26,1
- Sacarosa
11,5
Fructooligosacaridos
- DP2 (distinto de sacarosa)
0,7
- DP3
37,1
- DP4
20,8
5
10
15
20
25
30
Numero de ejemplo
6
- DP5 y superior
1,8
^ FOS total
60,3
^ % de FOS que tiene DP3
61,5
Ejemplo 7
En un experimento de laboratorio, se combino sacarosa Organica de origen de remolacha azucarera Organica (proveedor: Sudzucker AG) con agua y una enzima para formar una mezcla. El contenido de solidos fue 60,0 °Bx. La enzima fue Novozyme 960. La cantidad de enzima usada en la mezcla fue 0,64 U por gramo de materia seca de material de partida. La enzima fue no inmovilizada (es decir, libre).
La mezcla se llevo a un pH de 6,2 usando H2SO4 y/o NaOH. La mezcla se calento a 56 °C, y se dejo reaccionar durante 15 horas. Se formo una FC Organica (OFC). Despues de dichas 15 horas la reaccion se detuvo, esto se hizo cocinando brevemente la OFC en un horno microondas. No se realizaron etapas de refino o etapas de purificacion adicionales en la OFC.
La OFC se analizo por medio de HPLC. Los resultados se resumen en la Tabla 5 a continuacion. La OFC tambien se sometio a un recuento de bacterias; no se encontraron Enterobacteriaceae. Se determino que el color de la OFC era 40 unidades de Icumsa. La conductividad de la OFC, medida despues de diluir la OFC a un contenido de solidos de 28 °Bx, fue 80 pS/cm.
Tabla 5
Numero de ejemplo
7
No fructooligosacaridos
- Fructosa
2,5
- Glucosa
29,5
- Sacarosa
8,7
Fructooligosacaridos
- DP2 (distinto de sacarosa)
0,9
- DP3
22,6
- DP4
28,2
- DP5 y superior
7,6
^ FOS total
59,2
Este ejemplo muestra que una OFC segun la invencion tambien puede prepararse usando sacarosa Organica de origen de remolacha azucarera. Se observa que en este Ejemplo 7, la cantidad de enzima usada, a 0,64 U por gramo de materia seca de material de partida, era bastante alta cuando se tiene en cuenta esta enzima espedfica y estas condiciones de reaccion espedficas. Se propone que esta alta dosificacion se encuentra en la causa de la circunstancia de que el porcentaje en peso de FOS que tienen DP3 en la OFC sea algo mas bajo que en otros ejemplos.
Experimento comparativo B
Se obtuvo una muestra de una FC comercialmente disponible. La FC se identifico como Meioligo W, el proveedor de la FC era Meiji Food Materia Co, una empresa del grupo Meiji Seika. La muestra se analizo por medio de HPLC; los resultados se proporcionan en la Tabla 6.
Tabla 6
Experimento comparativo
B
No fructooligosacaridos
- Fructosa
3,8
- Glucosa
28,7
- Sacarosa
11,3
Fructooligosacaridos
- DP2 (distinto de sacarosa)
0,8
- DP3
27,8
- DP4
24,0
Experimento comparativo
B
- DP5 y superior
3,5
^ FOS total
56,2
^ % de FOS que tiene DP3
49
El Experimento B comparativo demuestra que la cantidad de fructooligosacaridos que tienen un DP3 en la FC comercialmente disponible es significativamente mas baja que en la FC producida segun la invencion.

Claims (6)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    REIVINDICACIONES
    1. Proceso para la produccion de una composicion de fructooligosacarido (FOS) a escala industrial, que comprende las etapas de:
    a) proporcionar un material de partida que contiene sacarosa;
    b) poner el material de partida junto con una enzima para formar una mezcla, por el cual la enzima tiene una actividad de endo-inulinasa y esta en forma libre no inmovilizada;
    c) exponer la mezcla a condiciones por las cuales pueda tener lugar la formacion de FOS durante una cantidad de tiempo tal que el FOS en la mezcla constituya al menos el 45 % en peso de la cantidad total de hidratos de carbono en la mezcla, formando asf la composicion de FOS; en el que el contenido de solidos de la mezcla se encuentra entre 55 °Bx y 80 °Bx y la temperatura se encuentra entre 55 °C y 76 °C;
    d) opcionalmente desactivar la enzima;
    e) recuperar la composicion de FOS,
    en el que en la etapa a) la cantidad de sacarosa procesada se encuentra entre 500 y 500.000 kg por 24 horas.
  2. 2. Proceso segun la reivindicacion 1, en el que en ninguna de las etapas se hace uso de una o mas de las siguientes sustancias: agente anti-cascarilla, agente antiespumante, bactericida, biocida y floculante.
  3. 3. Proceso segun la reivindicacion 1 o 2, en el que en ninguna de las etapas se hace uso de una resina de intercambio ionico.
  4. 4. Proceso segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la enzima no se prepara por un organismo geneticamente modificado.
  5. 5. Proceso segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en el que en la etapa c) las condiciones por las cuales puede tener lugar la formacion de FOS incluyen una temperatura que se encuentra dentro del intervalo de 55 °C - 75 °C y un contenido de solidos que se encuentra entre 55 °Bx y 80 °Bx, y en el que la cantidad de tiempo que la mezcla se expone a estas condiciones es tal que al menos el 50 % en peso de los hidratos de carbono en la mezcla son FOS.
  6. 6. Proceso segun la reivindicacion 5, en el que la temperatura en la etapa c) se encuentra entre 60 °C y 72 °C y el contenido de solidos se encuentra entre 61 y 75 °Bx.
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