FR3047248A1 - HYDROGENATED GLUCOSE POLYMER COMPOSITION - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet une composition de polymère de glucose hydrogénée présentant une quantité de sucres réducteurs en poids sec SR inférieure à 800 ppm. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication pour fabriquer ladite composition. Un autre objet de l'invention porte sur un produit alimentaire ou pharmaceutique comprenant ladite composition.The subject of the invention is a hydrogenated glucose polymer composition having a reducing amount of reducing sugars in dry weight SR of less than 800 ppm. The invention also relates to a manufacturing method for manufacturing said composition. Another subject of the invention relates to a food or pharmaceutical product comprising said composition.
Description
Objet de l’invention L’invention porte sur une nouvelle composition de polymères de glucose hydrogénée comprenant une très faible teneur en sucres réducteurs. Un autre objet de l’invention porte sur un procédé de fabrication de cette composition, ledit procédé comprenant une combinaison d’étapes spécifiques d’hydrogénation et d’alcalinisation permettant de réduire très fortement la quantité des fonctions réductrices du polymère de glucose, tout en ne dégradant que peu leur structure. L’invention a également pour objet un produit alimentaire ou pharmaceutique comprenant ladite composition.Object of the Invention The invention relates to a novel composition of hydrogenated glucose polymers comprising a very low content of reducing sugars. Another subject of the invention relates to a process for the manufacture of this composition, said process comprising a combination of specific hydrogenation and alkalinisation steps making it possible to reduce the quantity of the reducing functions of the glucose polymer very considerably, while degrading only their structure. The invention also relates to a food or pharmaceutical product comprising said composition.
Art antérieurPrior art
Les polymères de glucose sont couramment utilisés dans de nombreuses industries, telles que les industries alimentaires ou pharmaceutiques.Glucose polymers are commonly used in many industries, such as the food or pharmaceutical industries.
Les polymères de glucose les plus courants sont les hydrolysats d’amidon. Les hydrolysats d’amidon sont généralement regroupés sous deux grandes familles, les maltodextrines et les sirops de glucose. L'appartenance à chacune de ces familles est déterminée selon leur Dextrose Equivalent (DE), le DE étant le rapport du nombre de sucres réducteurs sur le nombre de sucres totaux multiplié par 100. Les maltodextrines présentent un DE inférieur à 20 et les sirops de glucose présentent un DE de 20 ou plus.The most common glucose polymers are starch hydrolysates. Starch hydrolysates are generally grouped under two main families, maltodextrins and glucose syrups. The membership of each of these families is determined according to their Dextrose Equivalent (DE), the DE being the ratio of the number of reducing sugars to the number of total sugars multiplied by 100. The maltodextrins have a DE of less than 20 and the syrups of glucose have an ED of 20 or more.
Un hydrolysat d’amidon est essentiellement digestible et ne comprend pas de fibres alimentaires.A starch hydrolyzate is essentially digestible and does not include dietary fiber.
On entend par « fibres alimentaires » selon la présente invention des structures polymères de glucose n’étant pas ou peu digérées par l’Homme.The term "dietary fiber" according to the present invention is understood to mean polymeric glucose structures that are not or little digested by humans.
Il existe d’autres polymères de glucose contenant des fibres alimentaires non digestibles. Si les amidons et les hydrolysats d’amidon possèdent uniquement des liaisons glucidiques de type a-1,4 et a-1,6, les polymères de glucose contenant des fibres alimentaires non digestibles comprennent des liaisons atypiques de type 1,2 (en anoméries a ou β) et 1,3 (en anoméries a ou β) ou encore des liaisons atypiques de type β-1,4 et β-1,6. Or, l’ensemble de ces liaisons atypiques ne sont pas ou difficilement hydrolysées par les enzymes de digestion humaines.There are other glucose polymers containing non-digestible dietary fiber. If the starches and starch hydrolysates have only α-1,4 and α-1,6 carbohydrate bonds, the glucose polymers containing non-digestible dietary fiber comprise atypical 1,2-type bonds (in anomeric terms). a or β) and 1,3 (in α or β anomers) or atypical bonds of β-1,4 and β-1,6 type. However, all of these atypical bonds are not or hardly hydrolysed by human digestion enzymes.
Ces polymères de glucose contenant des fibres alimentaires sont généralement fabriqués par un traitement thermique d’un amidon ou d’un hydrolysat d’amidon, l’hydrolysat utile à la fabrication pouvant notamment être ou comprendre du glucose et/ou du maltose. Ce traitement thermique est réalisé en utilisant une catalyse acide ou enzymatique ; il permet la formation des liaisons atypiques précitées et il en résulte la formation de polymères de glucose contenant des fibres alimentaires.These glucose polymers containing dietary fibers are generally manufactured by a heat treatment of a starch or a hydrolyzate of starch, the hydrolyzate useful for the manufacture may in particular be or comprise glucose and / or maltose. This heat treatment is carried out using acid or enzymatic catalysis; it allows the formation of the aforementioned atypical bonds and results in the formation of glucose polymers containing dietary fiber.
Les polymères de glucose précités comprennent des sucres réducteurs terminaux, qui sont les fonctions les plus réactives du polymère de glucose. De manière générale, on considère que le sucre réducteur est le principal responsable de l’instabilité thermique des polymères. C’est notamment ce sucre réducteur qui est susceptible de réagir avec des espèces azotées et conduire à des réactions de Maillard. C’est ainsi que, pour rendre les polymères de glucose plus stables thermiquement, il est connu d’hydrogéner la fonction réductrice des hydrolysats d’amidon, comme décrit dans la demande WO 99/36442 qui décrit plus particulièrement un procédé d’hydrogénation d’un malto-oligosaccharide, et ceci dans des conditions suffisamment « douces » pour ne pas dégrader le malto-oligosaccharide. Cette réaction est préférentiellement réalisée à l’aide d’un catalyseur de type nickel activé. Avantageusement, l’étape d’hydrogénation est réalisée à une température allant de 110 à 120¾ et une pression allant de 400 à 700 psi. Ce document conseille également de conduire la réaction d’hydrogénation à un pH allant de 5,0 à 6,0. Le malto-oligosaccharide résultant présente un DE « essentiellement zéro », c’est-à-dire selon ce document un DE d’au plus 1.The aforementioned glucose polymers include terminal reducing sugars, which are the most reactive functions of the glucose polymer. In general, reducing sugar is considered to be the main cause of the thermal instability of the polymers. It is notably this reducing sugar which is likely to react with nitrogenous species and lead to Maillard reactions. Thus, in order to make the glucose polymers more thermally stable, it is known to hydrogenate the reducing function of the starch hydrolysates, as described in the application WO 99/36442, which more particularly describes a process for the hydrogenation of a malto-oligosaccharide, and this under conditions sufficiently "soft" not to degrade the malto-oligosaccharide. This reaction is preferably carried out using an activated nickel type catalyst. Advantageously, the hydrogenation step is carried out at a temperature ranging from 110 to 120 ° and a pressure ranging from 400 to 700 psi. This document also advises conducting the hydrogenation reaction at a pH of 5.0 to 6.0. The resulting malto-oligosaccharide has an ED "essentially zero", that is to say according to this document an ED of at most 1.
Par ailleurs, comme la préparation de polymères de glucose contenant des fibres alimentaires comprend une étape de traitement thermique, ces polymères présentent généralement, contrairement aux hydrolysats d’amidons décrits précédemment, un problème de coloration. Ce problème de coloration peut être plus important lorsque le traitement thermique est fait à haute température, par exemple à une température dépassant 100¾. Les phénomènes de coloration sont classiquement attribués à la présence de liaisons insaturées. Ces liaisons insaturées peuvent être celles des glucoses réducteurs ou des liaisons insaturées internes au polymère (par exemple alcènes) formées lors de l’étape de traitement thermique.Moreover, since the preparation of glucose polymers containing dietary fiber comprises a heat treatment step, these polymers generally have, in contrast to the starch hydrolysates described above, a coloration problem. This coloration problem may be greater when the heat treatment is done at high temperature, for example at a temperature exceeding 100 °. The coloration phenomena are classically attributed to the presence of unsaturated bonds. These unsaturated bonds may be those of reducing glucoses or unsaturated bonds internal to the polymer (for example alkenes) formed during the heat treatment step.
Ce problème de coloration des polymères de glucose contenant des fibres alimentaires peut être limité soit en utilisant des conditions de préparation douces comme décrit dans le document EP 530.111, soit en conduisant une purification sur résines cationiques et anioniques ou avec du noir de carbone comme décrit dans les documents EP 485.304 et EP 516.491. Une autre solution est décrite dans le brevet US 4.622.233 dans lequel la décoloration du polymère de glucose est réalisée par des peroxydes ou des chlorites.This problem of staining glucose polymers containing dietary fiber can be limited either by using mild preparation conditions as described in EP 530111, or by conducting purification on cationic and anionic resins or with carbon black as described in US Pat. EP 485.304 and EP 516.491. Another solution is described in US Pat. No. 4,622,233 in which the decolorization of the glucose polymer is carried out by peroxides or chlorites.
Une autre solution pour décolorer le produit consiste à hydrogéner le polymère de glucose contenant des fibres alimentaires.Another solution for bleaching the product is to hydrogenate the glucose polymer containing dietary fiber.
Cette hydrogénation a notamment été décrite dans la demande de brevet WO 92/14761. Le polydextrose hydrogéné présente un DE d’« essentiellement zéro », c’est-à-dire selon ce document un DE inférieur à 1. Ce document décrit l’hydrogénation d’un polydextrose dans une étape consistant à chauffer en présence d'un catalyseur d'hydrogénation et de dihydrogène (dans la suite de la description « hydrogène »). Dans les conditions de l’Exemple 9, le polydextrose est mis sous forme d’une solution à 40% de matière sèche, de pH égal à 6,2 et cette solution comprenant en outre du nickel de Raney est portée à 140-150“^ sous une pression d’hydrogène de 1400 Psig pendant 90 minutes. Le polydextrose hydrogéné obtenu présente une quantité de sucres réducteurs de 0,2%. Ce document décrit également une hydrogénation en utilisant un agent réducteur un borohydrure. Dans les conditions de l’Exemple 20 où la quantité de sucres réducteurs a été déterminée, cette dernière est de 0,4%. Ces polymères de glucose hydrogénés sont présentés comme présentant une couleur et un goût améliorés, tout en étant moins réactifs avec d’autres produits comprenant des fonctionnalités amines.This hydrogenation has in particular been described in the patent application WO 92/14761. The hydrogenated polydextrose has a DE of "essentially zero", that is to say according to this document a DE of less than 1. This document describes the hydrogenation of a polydextrose in a step of heating in the presence of a hydrogenation catalyst and dihydrogen (in the following description "hydrogen"). Under the conditions of Example 9, the polydextrose is put into the form of a 40% solution of dry matter, with a pH of 6.2, and this solution also comprising Raney nickel is brought to 140-150 ° C. under a hydrogen pressure of 1400 psig for 90 minutes. The hydrogenated polydextrose obtained has an amount of reducing sugars of 0.2%. This document also describes a hydrogenation using a borohydride reducing agent. Under the conditions of Example 20 where the amount of reducing sugars was determined, the latter was 0.4%. These hydrogenated glucose polymers are presented as having improved color and taste, while being less reactive with other products including amine functionalities.
Le document EP 654483 au nom de la Demanderesse décrit quant à lui à l’exemple 5 l’hydrogénation d’un polydextrose. Cette hydrogénation est réalisée en présence de nickel de Raney sur une solution à 40% de matière sèche de pH égal à 7, sous pression de 50 bars d’hydrogène. Le polydextrose obtenu présente une quantité de sucres réducteurs de 0,10%.The document EP 654483 in the name of the Applicant describes for its part in Example 5 the hydrogenation of a polydextrose. This hydrogenation is carried out in the presence of Raney nickel on a 40% solids solution of pH equal to 7, under a pressure of 50 bars of hydrogen. The polydextrose obtained has a reducing amount of sugars of 0.10%.
Le document EP 368451 qui décrit également aux exemples 2 et 10 l’hydrogénation d’une dextrine difficilement digestible, qui est de plus haute masse moléculaire que le polydextrose. Cette hydrogénation est réalisée en présence de nickel de Raney, à 130¾ pendant 90 minutes ou 2 heures, sur une suspension aqueuse de dextrine à 40% de matière sèche dont le pH est réglé à 9,5, avec une pression d’hydrogène de 95 bar. La quantité de sucres réducteurs n’est pas déterminée mais la Demanderesse a pu constater qu’en suivant cet enseignement, la quantité de sucres réducteurs était bien supérieure à 0,1%.EP 368451 which also describes in Examples 2 and 10 the hydrogenation of an easily digestible dextrin, which is of higher molecular weight than polydextrose. This hydrogenation is carried out in the presence of Raney nickel, at 130 ° C. for 90 minutes or 2 hours, on an aqueous suspension of dextrin at 40% dry matter, the pH of which is adjusted to 9.5, with a hydrogen pressure of 95.degree. bar. The amount of reducing sugars is not determined but the Applicant has found that by following this teaching, the amount of reducing sugars was well above 0.1%.
Les polymères de glucose, qu’ils comprennent ou non des fibres alimentaires, sont plus ou moins difficiles à hydrogéner. En effet, quel que soit le procédé utilisé, la Demanderesse a pu observer la tendance suivante : plus la viscosité du polymère est importante, plus ce polymère de glucose est difficile à hydrogéner. C’est ainsi que, jusqu’à ce jour, il n’a jamais été possible d’obtenir par les procédés d’hydrogénation une composition de polymère de glucose hydrogénée comprenant une quantité de sucres réducteurs en poids sec inférieure à 1000 ppm.Glucose polymers, whether or not they include dietary fiber, are more or less difficult to hydrogenate. Indeed, whatever the method used, the Applicant has observed the following trend: the higher the viscosity of the polymer, the more this glucose polymer is difficult to hydrogenate. Thus, until now, it has never been possible to obtain, by the hydrogenation processes, a hydrogenated glucose polymer composition comprising a quantity of reducing sugars in dry weight of less than 1000 ppm.
Les produits Litesse® Ultra commercialisé par la société Danisco ou Fibersol® 2H commercialisé par la société Matsutani, qui sont tous les deux des polymères de glucose contenant des fibres alimentaires hydrogénées comprennent quant à eux (voir partie exemples) respectivement 0,15% et 0,25% de sucres réducteurs.Litesse® Ultra products marketed by the company Danisco or Fibersol® 2H marketed by Matsutani, which are both glucose polymers containing hydrogenated dietary fiber, comprise 0.15% and 0 respectively (see examples). 25% reducing sugars.
Il découle de ce qui précède que les procédés d’hydrogénation de l’art antérieur ne permettent pas d’obtenir des polymères de glucose hydrogénés qui comprennent une très faible quantité de sucres réducteurs. Or, même lorsque la quantité de sucres réducteurs est aussi faible que 0,15%, voire 0,10%, une dégradation peut se produire sous l’action de la chaleur, notamment lorsque le polymère de glucose hydrogéné est mis en présence de composés porteurs de fonctions amines, cette dégradation conduisant à la coloration du produit. Or, ces polymères étant notamment destinés aux industries alimentaires, il peut être nécessaire de pouvoir les utiliser dans toutes les conditions de température, sans provoquer de brunissement excessif du produit alimentaire les comprenant. Les produits alimentaires présentant un pH allant très généralement de 2 à 7, il serait intéressant de pouvoir fournir à l’industrie alimentaire des polymères de glucose présentant une stabilité thermique améliorée à pH acide et neutre. Dans des applications pharmaceutiques, il peut être nécessaire que ces polymères soient le moins réactifs possible avec d’autres constituants d’une préparation pharmaceutique.It follows from the foregoing that the hydrogenation processes of the prior art do not make it possible to obtain hydrogenated glucose polymers which comprise a very small amount of reducing sugars. However, even when the amount of reducing sugars is as low as 0.15% or even 0.10%, degradation can occur under the action of heat, especially when the hydrogenated glucose polymer is brought into contact with compounds carrying amine functions, this degradation leading to the coloring of the product. However, these polymers being particularly intended for food industries, it may be necessary to use them in all temperature conditions, without causing excessive browning of the food product comprising them. As the food products have a pH generally ranging from 2 to 7, it would be advantageous to be able to supply the food industry with glucose polymers having improved thermal stability at acidic and neutral pH. In pharmaceutical applications, it may be necessary for these polymers to be as non-reactive as possible with other components of a pharmaceutical preparation.
Il existe donc un besoin d’obtenir de nouvelles compositions de polymères de glucose hydrogénés qui présentent une quantité de sucres réducteurs encore plus faible que celle des compositions déjà connues. C’est justement l’objet de la présente invention qui va être décrite ci-après. Résumé de l’invention L’invention porte sur une composition de polymère de glucose hydrogénée présentant une quantité de sucres réducteurs en poids sec SR inférieure à 800 ppm.There is therefore a need to obtain novel hydrogenated glucose polymer compositions which have a lower amount of reducing sugars than those already known. This is precisely the subject of the present invention which will be described below. SUMMARY OF THE INVENTION The invention relates to a hydrogenated glucose polymer composition having a reducing amount of reducing sugars in dry weight SR of less than 800 ppm.
La Demanderesse a en effet trouvé qu’il était tout à fait possible d’obtenir une composition de polymère de glucose hydrogénée qui présente une quantité de sucres réducteurs jamais atteinte jusqu’à ce jour. Cette composition présente de nombreux avantages et notamment une faible couleur, une faible odeur, un faible goût ainsi qu’une excellente stabilité à la température. C’est après de nombreux travaux que la Demanderesse a pu constater qu’un procédé particulier, comprenant une première étape d'hydrogénation d’un polymère de glucose et une seconde étape d’alcalinisation, permettait d’obtenir la composition de polymère de glucose hydrogénée de l’invention. L’invention a donc également pour objet un procédé de fabrication d’une composition de polymère de glucose hydrogénée selon l’invention comprenant : • une étape de fourniture d’une solution aqueuse de polymère de glucose ; • une étape de mise en contact de la solution aqueuse avec un catalyseur d’hydrogénation pour fournir, éventuellement après correction de ce pH, une solution présentant un pH allant de 4 à 7 ; • une étape d’hydrogénation dans un réacteur de ladite solution pendant une durée suffisante pour atteindre une composition, dite composition préhydrogénée, présentant une teneur en sucres réducteurs allant de 0,15 à 1 % ; • suivie d’une étape de modification du pH de la composition préhydrogénée par ajout d’une base, ladite composition présentant à l’issue de cette étape un pH allant de 8,5 à 11 ; • suivie d’une étape d’alcalinisation de la composition préhydrogénée à une température comprise entre 100 et 140°C pendant une durée suffisante pour former la composition de polymère de glucose hydrogénée.The Applicant has indeed found that it was quite possible to obtain a hydrogenated glucose polymer composition which has a quantity of reducing sugars never reached so far. This composition has many advantages including a low color, a low odor, a low taste and excellent temperature stability. It is after many works that the Applicant has found that a particular method, comprising a first step of hydrogenation of a glucose polymer and a second alkalization step, made it possible to obtain the glucose polymer composition. hydrogenated of the invention. The invention therefore also relates to a process for producing a hydrogenated glucose polymer composition according to the invention comprising: a step of supplying an aqueous solution of glucose polymer; • a step of contacting the aqueous solution with a hydrogenation catalyst to provide, optionally after correction of this pH, a solution having a pH ranging from 4 to 7; A step of hydrogenation in a reactor of said solution for a time sufficient to reach a composition, said prehydrogenated composition, having a reducing sugar content ranging from 0.15 to 1%; Followed by a step of modifying the pH of the prehydrogenated composition by adding a base, said composition having at the end of this step a pH ranging from 8.5 to 11; Followed by a step of alkalinization of the prehydrogenated composition at a temperature between 100 and 140 ° C for a time sufficient to form the hydrogenated glucose polymer composition.
Le procédé selon l’invention présente l’avantage de très peu dégrader la structure du polymère de glucose. L’invention va maintenant être décrite en détail ci-après.The process according to the invention has the advantage of very little degradation of the structure of the glucose polymer. The invention will now be described in detail below.
Description détaillée de l’inventionDetailed description of the invention
Un objet de l’invention porte sur une composition de polymère de glucose hydrogénée présentant une quantité de sucres réducteurs SR très faible.An object of the invention relates to a hydrogenated glucose polymer composition having a very low amount of reducing sugars SR.
Par « composition de polymère de glucose hydrogénée », on entend une composition comprenant des polymères de glucose dont les fonctions terminales ont été hydrogénées.By "hydrogenated glucose polymer composition" is meant a composition comprising glucose polymers whose terminal functions have been hydrogenated.
Le polymère de glucose peut être choisi parmi les hydrolysats d’amidon tels que les sirops de glucose et les maltodextrines. Le sirop de glucose à hydrogéner présente un DE de 20 ou plus. La maltodextrine à hydrogéner présente un DE inférieur à 20 et peut notamment aller de 1 à 19,5. En ce qui concerne le DE, il peut être déterminé selon la méthode NF EN ISO 5377:1981.The glucose polymer may be selected from starch hydrolysates such as glucose syrups and maltodextrins. The glucose syrup to be hydrogenated has an ED of 20 or more. The maltodextrin to be hydrogenated has a DE of less than 20 and may especially range from 1 to 19.5. Regarding the DE, it can be determined according to the method NF EN ISO 5377: 1981.
Avantageusement, le polymère de glucose est un polymère de glucose contenant des fibres alimentaires non digestibles. De préférence, la composition selon l’invention contient une teneur totale de fibres, déterminée selon la méthode AOAC 2001.03, supérieure à 50%, avantageusement supérieure à 60%, de préférence supérieure à 70%, par exemple supérieure à 80%.Advantageously, the glucose polymer is a glucose polymer containing non-digestible dietary fiber. Preferably, the composition according to the invention contains a total fiber content, determined according to the AOAC 2001.03 method, greater than 50%, advantageously greater than 60%, preferably greater than 70%, for example greater than 80%.
Il existe de nombreux polymères de glucose contenant des fibres alimentaires qui ont été décrits dans la littérature. On peut par exemple citer les polymères de glucose contenant des fibres alimentaires obtenus par catalyse acide à partir de solutions aqueuses concentrées de glucose ou de sirops de glucose telles que ceux décrits dans les documents US 3876794 ou W09841545. Les polymères de glucose contenant des fibres alimentaires peuvent également être obtenus à partir d’amidon, tel que décrit par exemple dans les documents EP535627ou EP538146 : on parle alors de dextrines indigestibles.There are many glucose polymers containing dietary fiber that have been described in the literature. For example, glucose polymers containing food fibers obtained by acid catalysis can be mentioned from concentrated aqueous glucose solutions or glucose syrups such as those described in US 3876794 or WO 9841545. The glucose polymers containing dietary fiber can also be obtained from starch, as described for example in the documents EP535627 or EP538146: it is then called indigestible dextrins.
Selon une première variante préférée de l’invention, le polymère de glucose est le polymère de glucose décrit dans le document EP1006128 au nom de la Demanderesse, c’est-à-dire une maltodextrine branchée, caractérisée par le fait qu'elle présente entre 22 % et 35 %, de préférence entre 27 et 34 % de liaisons glucosidiques 1 -> 6, une teneur en sucres réducteurs inférieure à 20 %, un indice de polymolécularité inférieur à 5 et une masse moléculaire moyenne en nombre Mn au plus égale à 4500 g/mole.According to a first preferred variant of the invention, the glucose polymer is the glucose polymer described in EP1006128 in the name of the Applicant, that is to say a branched maltodextrin, characterized in that it presents between 22% and 35%, preferably between 27 and 34% glucosidic linkages 1 -> 6, a reducing sugar content of less than 20%, a polydispersity index of less than 5 and a number average molecular weight Mn at most equal to 4500 g / mole.
Selon une seconde variante préférée de l’invention, le polymère de glucose est le polymère de glucose décrit dans le document FR 3 032 709 au nom de la Demanderesse, c’est-à-dire un malto-oligo-saccharide présentant une teneur en liaisons a 1-4 comprise entre 70 % et 80 du nombre total de liaisons osidiques 1-4.According to a second preferred variant of the invention, the glucose polymer is the glucose polymer described in the document FR 3,032,709 in the name of the Applicant, that is to say a maltoligosaccharide having a content of 1-4 bonds between 70% and 80 of the total number of 1-4 saccharic bonds.
Des polymères de glucose contenant des fibres alimentaires sont également disponibles dans le commerce, comme par exemple le Nutriose® commercialisé par la Demanderesse, le Litesse® commercialisé par la société Danisco, le Promitor® commercialisé par la société Tate and Lyle ou encore le Fibersol®2 commercialisé par la société Matsutani.Glucose polymers containing dietary fiber are also commercially available, such as, for example, Nutriose® marketed by the Applicant, Litesse® marketed by Danisco, Promitor® marketed by Tate and Lyle, or Fibersol®. 2 marketed by Matsutani.
Lorsque le polymère de glucose contient des fibres alimentaires, il est essentiel de ne dégrader que peu la structure du polymère de glucose lors de l’hydrogénation, ceci en vue de conserver les liaisons atypiques les caractérisant et donc les propriétés particulières de digestibilité de ces produits. L’invention est donc particulièrement intéressante dans cette version avantageuse. Par « ne dégrader que peu la structure du polymère de glucose », on entend réduire, lors du procédé de fabrication de la composition de l’invention, la masse moléculaire Mn du polymère de glucose dans des proportions ne dépassant pas 10% de sa masse moléculaire Mn initiale.When the glucose polymer contains dietary fibers, it is essential to degrade only slightly the structure of the glucose polymer during the hydrogenation, in order to preserve the atypical bonds characterizing them and therefore the particular digestibility properties of these products. . The invention is therefore particularly interesting in this advantageous version. By "degrade only slightly the structure of the glucose polymer", it is intended to reduce, during the manufacturing process of the composition of the invention, the molecular weight Mn of the glucose polymer in proportions not exceeding 10% of its mass. molecular Mn initial.
La composition de polymère de glucose hydrogénée de l’invention présente une quantité de sucres réducteurs inférieure à 800 ppm. Cette quantité est déterminée par la méthode Nelson-Somogyi, bien connue de l’Homme du métier, cette méthode ayant fait l’objet de la publication, Somogyi M. (1952) J. Biol. Chem., 200 245. Dans le contexte de l’invention, il est nécessaire d’utiliser cette méthode Nelson-Somogyi pour déterminer la quantité de sucres réducteurs dans la composition. En effet, les autres méthodes connues, par exemple la méthode Bertrand, ne permettent pas de déterminer de manière précise la quantité de sucres réducteurs lorsque celle-ci est aussi faible que celle que des compositions de l’invention. De préférence, la quantité de sucres réducteurs est inférieure à 700 ppm, par exemple inférieure à 600 ppm, par exemple inférieure à 500 ppm, par exemple inférieure à 400 ppm. La composition selon l’invention peut présenter une quantité de sucres réducteurs en poids sec qui va de 20 à 600 ppm, par exemple de 50 à 400 ppm.The hydrogenated glucose polymer composition of the invention has an amount of reducing sugars of less than 800 ppm. This amount is determined by the Nelson-Somogyi method, well known to those skilled in the art, this method having been the subject of the publication, Somogyi M. (1952) J. Biol. Chem., 200 245. In the context of the invention, it is necessary to use this Nelson-Somogyi method to determine the amount of reducing sugars in the composition. In fact, the other known methods, for example the Bertrand method, do not make it possible to determine in a precise manner the quantity of reducing sugars when this is as low as that of the compositions of the invention. Preferably, the amount of reducing sugars is less than 700 ppm, for example less than 600 ppm, for example less than 500 ppm, for example less than 400 ppm. The composition according to the invention may have a quantity of reducing sugars in dry weight which ranges from 20 to 600 ppm, for example from 50 to 400 ppm.
La composition selon l’invention peut présenter, par rapport au poids sec de la composition, un poids sec en polyols (DP1H+DP2H) issus de l’hydrogénation du glucose, du maltose et de leurs isomères inférieure à 30%, avantageusement inférieure à 25%, par exemple inférieure à 15%, notamment inférieure à 5%, voire inférieure à 2%. Cette quantité peut être déterminée par chromatographie liquide haute performance.The composition according to the invention may have, relative to the dry weight of the composition, a dry weight of polyols (DP1H + DP2H) resulting from the hydrogenation of glucose, maltose and their isomers of less than 30%, advantageously less than 25%, for example less than 15%, especially less than 5%, or even less than 2%. This amount can be determined by high performance liquid chromatography.
Selon l’invention, la masse moléculaire moyenne en nombre Mn de la composition peut largement varier et notamment aller de 500 à 3000 g/mol, avantageusement de 800 à 2600 g/mol. Elle peut par exemple aller de 500 à 1600 g/mol ou de 1600 à 2300 g/mol. La masse moléculaire moyenne en poids Mw de la composition peut largement varier et notamment aller de 1000 à 6000 g/mol, avantageusement de 1300 à 5000 g/mol. Elle peut par exemple aller de 1000 à 3600 g/mol ou de 3600 à 6000 g/mol. Les masses moléculaires Mn et Mw dépendent essentiellement des masses moléculaires Mn et Mw du polymère de glucose soumis au procédé de l’invention. La masse moléculaire moyenne en poids peut être considérée comme un facteur prépondérant en ce qui concerne la viscosité du polymère de glucose. Dans la pratique, les valeurs de Mn et de Mw sont déterminées par une méthode de mesure adaptée aux polymères de glucose, qui peut reposer sur la chromatographie de perméation de gel sur des colonnes de chromatographie étalonnées avec des pullulans de masses moléculaires connues. La quantité SR dépend quant à elle essentiellement du polymère de glucose de départ, des conditions d’hydrogénation et des conditions d’alcalinisation qui vont être décrites ci-après. La composition selon l’invention peut présenter un ratio SR/Mw, SR étant exprimée en ppm et Mw étant exprimé en g/mol, allant de 0,01 à 0,80, notamment allant de 0,02 à 0,60, par exemple allant de 0,04 à 0,30.According to the invention, the number-average molecular weight Mn of the composition may vary widely, in particular from 500 to 3000 g / mol, advantageously from 800 to 2600 g / mol. It can for example go from 500 to 1600 g / mol or from 1600 to 2300 g / mol. The weight average molecular weight Mw of the composition may vary widely, in particular from 1000 to 6000 g / mol, advantageously from 1300 to 5000 g / mol. It can for example go from 1000 to 3600 g / mol or 3600 to 6000 g / mol. The molecular weights Mn and Mw essentially depend on the molecular weights Mn and Mw of the glucose polymer subjected to the process of the invention. The weight average molecular weight may be considered a predominant factor with respect to the viscosity of the glucose polymer. In practice, the values of Mn and Mw are determined by a measurement method adapted to glucose polymers, which may be based on gel permeation chromatography on chromatography columns calibrated with pullulans of known molecular weights. The quantity SR depends essentially on the starting glucose polymer, the hydrogenation conditions and the alkalization conditions which will be described hereinafter. The composition according to the invention may have an SR / Mw ratio, SR being expressed in ppm and Mw being expressed in g / mol, ranging from 0.01 to 0.80, in particular ranging from 0.02 to 0.60, by example ranging from 0.04 to 0.30.
Un objet de l’invention porte sur une composition de polymère de glucose hydrogénée présentant une masse moléculaire moyenne en poids allant de 3600 à 6000 g/mol, voire de 3700 à 5000 g/mol et une quantité SR allant de 50 à 800 ppm, par exemple de 80 à 600 ppm, voire de 100 à 400 ppm.An object of the invention relates to a hydrogenated glucose polymer composition having a weight average molecular weight ranging from 3600 to 6000 g / mol, or even from 3700 to 5000 g / mol and a quantity SR ranging from 50 to 800 ppm, for example from 80 to 600 ppm, or even from 100 to 400 ppm.
Un autre objet de l’invention porte sur une composition de polymère de glucose hydrogénée présentant une masse moléculaire moyenne en poids allant de 1000 à 3600 g/mol et une quantité SR allant de 30 à 800 ppm, par exemple de 40 à 500 ppm, voire de 50 à 250 ppm.Another subject of the invention relates to a hydrogenated glucose polymer composition having a weight average molecular weight ranging from 1000 to 3600 g / mol and a quantity SR ranging from 30 to 800 ppm, for example from 40 to 500 ppm, from 50 to 250 ppm.
Les compositions de l’invention présentent une stabilité améliorée, et ceci dans une large gamme de pH allant d’acide à neutre. Ceci est un avantage dans la mesure où la très grande majorité des produits alimentaires présentent un tel pH. Ces stabilités améliorées permettent aux compositions de polymère de glucose d’être avantageusement utilisées dans ces produits alimentaires. Le détail des traitements est explicité dans la partie Exemples.The compositions of the invention exhibit improved stability over a wide pH range from acid to neutral. This is an advantage since the vast majority of food products have such a pH. These improved stabilities allow the glucose polymer compositions to be advantageously used in these food products. The details of the treatments are explained in the Examples section.
Ainsi, selon l’invention, la composition de polymère de glucose hydrogénée de l’invention a une stabilité améliorée à pH acide et présente avantageusement, après traitement thermique du TEST A, une coloration ICUMSA inférieure à 100, préférentiellement inférieure à 90, voire inférieure à 70. Selon l’invention, la composition de polymère de glucose hydrogénée de l’invention a une stabilité améliorée à pH neutre et présente avantageusement, après traitement thermique du TEST B, une coloration ICUMSA inférieure à 100, préférentiellement inférieure à 90, voire inférieure à 70.Thus, according to the invention, the hydrogenated glucose polymer composition of the invention has an improved stability at acidic pH and advantageously, after heat treatment of TEST A, an ICUMSA staining of less than 100, preferably less than 90, or even less According to the invention, the hydrogenated glucose polymer composition of the invention has an improved stability at neutral pH and advantageously, after heat treatment of TEST B, an ICUMSA coloring of less than 100, preferably less than 90, or even less than 70.
Le traitement du TEST A consiste à mettre la composition de polymère de glucose hydrogénée sous la forme d’une composition aqueuse tamponnée à pH=4 et à 25% de matière sèche puis à effectuer un traitement thermique de cette composition aqueuse tamponnée pendant 6 heures à 115°C. Le traitement du TEST B consiste à mettre la composition de polymère de glucose hydrogénée sous la forme d’une composition aqueuse tamponnée à pH=7 et à 25% de matière sèche puis à effectuer un traitement thermique de cette composition aqueuse tamponnée pendant 6 heures à 85 °C.The treatment of TEST A consists of putting the hydrogenated glucose polymer composition in the form of an aqueous composition buffered to pH = 4 and 25% of dry matter and then to heat-treat this aqueous buffered composition for 6 hours at 115 ° C. The treatment of TEST B consists of putting the hydrogenated glucose polymer composition in the form of an aqueous composition buffered to pH = 7 and 25% of dry matter and then to heat treatment of this aqueous buffered composition for 6 hours at 85 ° C.
La composition selon l’invention a pu être obtenue par un procédé de fabrication comprenant : • une étape de fourniture d’une solution aqueuse de polymère de glucose ; • une étape de mise en contact de la solution aqueuse avec un catalyseur d’hydrogénation pour fournir, éventuellement après correction de ce pH, une solution présentant un pH allant de 4 à 7 ; • une étape d’hydrogénation dans un réacteur de ladite solution pendant une durée suffisante pour atteindre une composition, dite composition préhydrogénée, présentant une teneur en sucres réducteurs allant de 0,15 à 1 % ; • suivie d’une étape de modification du pH de la composition préhydrogénée par ajout d’une base, ladite composition présentant à l’issue de cette étape un pH allant de 8,5 à 11 ; • suivie d’une étape d’alcalinisation de la composition préhydrogénée à une température comprise entre 100 et 140°C pendant une durée suffisante pour former la composition polymère de glucose hydrogénée.The composition according to the invention could be obtained by a manufacturing process comprising: a step of supplying an aqueous solution of glucose polymer; • a step of contacting the aqueous solution with a hydrogenation catalyst to provide, optionally after correction of this pH, a solution having a pH ranging from 4 to 7; A step of hydrogenation in a reactor of said solution for a time sufficient to reach a composition, said prehydrogenated composition, having a reducing sugar content ranging from 0.15 to 1%; Followed by a step of modifying the pH of the prehydrogenated composition by adding a base, said composition having at the end of this step a pH ranging from 8.5 to 11; Followed by a step of alkalinization of the prehydrogenated composition at a temperature of between 100 and 140 ° C. for a time sufficient to form the hydrogenated glucose polymer composition.
La solution aqueuse de polymère de glucose fournie peut présenter une matière sèche allant de 15 à 40%, par exemple de 20 à 30%. L’Homme du métier peut faire varier la matière sèche de la solution selon le polymère de glucose et/ou le réacteur utilisés. En ce qui concerne les polymères de glucose fournis, ils dépendent de la composition de polymère de glucose hydrogénée souhaitée, notamment en termes de Mn, Mw et de teneur en fibres. Ce polymère de glucose peut présenter, par rapport au poids sec de la composition, un poids sec en sucres (DP1+DP2), c’est-à-dire en glucose, maltose et leurs isomères, inférieure à 30%, avantageusement inférieure à 25%, par exemple inférieure à 15%, notamment inférieure à 5%, voire inférieure à 2%. Cette quantité peut être déterminée par chromatographie liquide haute performance. Les polymères peuvent être choisis parmi ceux décrits précédemment.The aqueous solution of glucose polymer provided can have a solids content ranging from 15 to 40%, for example from 20 to 30%. Those skilled in the art can vary the solids content of the solution according to the glucose polymer and / or the reactor used. As for the glucose polymers provided, they depend on the desired hydrogenated glucose polymer composition, particularly in terms of Mn, Mw and fiber content. This glucose polymer may have, relative to the dry weight of the composition, a dry weight of sugars (DP1 + DP2), that is to say glucose, maltose and their isomers, less than 30%, advantageously less than 25%, for example less than 15%, especially less than 5%, or even less than 2%. This amount can be determined by high performance liquid chromatography. The polymers may be chosen from those described above.
On peut préparer la solution de polymère de glucose par simple mélange dans les quantités désirées du polymère de glucose avec de l’eau. La solution aqueuse de polymère de glucose est mise en contact avec un catalyseur d’hydrogénation. Les catalyseurs d’hydrogénation sont connus en soi ; ce catalyseur peut être de type Nickel de Raney ou tout autre catalyseur d'hydrogénation des sucres pouvant convenir. L’Homme du métier saura ajuster les quantités de catalyseur à utiliser ; à titre d’exemple, on peut utiliser du Nickel de Raney dans des quantités pouvant aller de 2 à 10%, par rapport à la masse sèche du polymère de glucose, par exemple environ 5%.The glucose polymer solution can be prepared by simply mixing in the desired amounts of the glucose polymer with water. The aqueous solution of glucose polymer is contacted with a hydrogenation catalyst. Hydrogenation catalysts are known per se; this catalyst may be of the Raney nickel type or any other suitable sugar hydrogenation catalyst. Those skilled in the art will know how to adjust the amounts of catalyst to use; for example, Raney nickel may be used in amounts ranging from 2 to 10%, based on the dry weight of the glucose polymer, for example about 5%.
La solution aqueuse de polymère de glucose présente, avant le début de l’étape d’hydrogénation un pH allant de 4 à 7. Ce pH peut être corrigé par ajout d’un acide ou d’une base.The aqueous solution of glucose polymer has, before the start of the hydrogenation step, a pH ranging from 4 to 7. This pH can be corrected by adding an acid or a base.
La solution aqueuse de polymère de glucose est ensuite soumise à l’étape d’hydrogénation dans un réacteur.The aqueous solution of glucose polymer is then subjected to the hydrogenation step in a reactor.
Les réacteurs permettant l’hydrogénation sont des réacteurs connus, capables de fonctionner sous pression ; il peut par exemple s’agir de réacteurs à double enveloppe. Le réacteur est généralement équipé d’un agitateur permettant l’homogénéisation du milieu réactionnel.Reactors for hydrogenation are known reactors capable of operating under pressure; it can for example be double-jacketed reactors. The reactor is generally equipped with an agitator for homogenizing the reaction medium.
De préférence, la température lors de l’étape d’hydrogénation est comprise entre 100 et 140^0, tout préférentiellement entre 110 et 130°C. Avantageusement, la pression d’hydrogène dans le réacteur va de 20 à 200 bar, par exemple de 30 à 100 bar, préférentiellement de 40 à 60 bar. A l’issue de cette étape est obtenue une composition, dite composition préhydrogénée, qui peut présenter une teneur en sucres réducteurs, déterminée par la méthode Nelson-Somogyi, allant de 0,15 à 1 %. Celle-ci est obtenue en réalisant l’étape d’hydrogénation pendant une durée suffisante pour obtenir cette teneur en sucres réducteurs. Cette durée varie principalement selon les conditions de pression et de température utilisées lors de cette étape : plus la pression et la température sont élevées, plus le temps de réaction peut être raccourci. Toutefois, l’Homme du métier préfère utiliser les conditions préférées décrites précédemment, ceci en vue de ne très peu dégrader la structure du polymère de glucose. La durée de cette étape peut aller de 90 à 210 minutes, de préférence de 120 à 180 minutes.Preferably, the temperature during the hydrogenation step is between 100 and 140 ^ 0, most preferably between 110 and 130 ° C. Advantageously, the hydrogen pressure in the reactor ranges from 20 to 200 bar, for example from 30 to 100 bar, preferably from 40 to 60 bar. At the end of this step is obtained a composition, said prehydrogenated composition, which may have a reducing sugar content, determined by the Nelson-Somogyi method, ranging from 0.15 to 1%. This is achieved by carrying out the hydrogenation step for a time sufficient to obtain this reducing sugar content. This duration varies mainly according to the pressure and temperature conditions used during this step: the higher the pressure and the temperature, the shorter the reaction time can be. However, a person skilled in the art prefers to use the preferred conditions described above, in order to do very little to degrade the structure of the glucose polymer. The duration of this step can range from 90 to 210 minutes, preferably from 120 to 180 minutes.
Cette composition préhydrogénée peut ensuite être soumise à une étape de modification de pH par ajout d’une base, ladite composition présentant à l’issue de cette étape un pH allant de 8,5 à 11, par exemple de 8,6 à 10. La base peut être de la soude.This prehydrogenated composition may then be subjected to a pH modification step by adding a base, said composition having at the end of this step a pH ranging from 8.5 to 11, for example from 8.6 to 10. The base can be soda.
Une étape d’alcalinisation de cette composition préhydrogénée est ensuite réalisée à une température comprise entre 100 et 140Ό, et ceci pendant une durée suffisante pour former la composition polymère de glucose hydrogénée de l’invention.A step of alkalinization of this prehydrogenated composition is then carried out at a temperature between 100 and 140Ό, and this for a time sufficient to form the hydrogenated glucose polymer composition of the invention.
La durée de l’étape d’alcalinisation varie principalement selon les conditions de température utilisées lors de cette étape : plus la température est élevée et la teneur en sucres réducteur de la composition préhydrogénée est basse, plus le temps de réaction peut être raccourci. Toutefois, dans les conditions indiquées, il est préférable d’utiliser une durée allant de 10 à 120 minutes et de préférence de 15 à 100 minutes pour ne dégrader que peu la structure du polymère de glucose.The duration of the alkalinization step varies mainly according to the temperature conditions used during this step: the higher the temperature and the reducing sugar content of the prehydrogenated composition, the shorter the reaction time can be. However, under the conditions indicated, it is preferable to use a time ranging from 10 to 120 minutes and preferably from 15 to 100 minutes to degrade only slightly the structure of the glucose polymer.
De préférence, l’étape d’alcalinisation se fait en présence d’un catalyseur d’hydrogénation et d’hydrogène. La pression d’hydrogène peut aller de 20 à 200 bar, par exemple de 30 à 100 bar, préférentiellement de 40 à 60 bar. Selon ce mode de réalisation avantageux du procédé, l’étape d’alcalinisation peut être conduite dans le réacteur d'hydrogénation, sous hydrogène et sans séparation du catalyseur utilisé lors de l’étape d’hydrogénation, par introduction de la base à l’issue de cette dernière. L’Homme du métier pourra faire varier les paramètres de l’étape d’alcalinisation décrits ci-dessus afin de diminuer la quantité de sucres réducteurs dans la composition hydrogénée de l’invention, par exemple en augmentant la température ou en augmentant la durée de cette étape, voire en augmentant la quantité de catalyseur et en augmentant la pression d’hydrogène si cette étape se fait en présence d’un catalyseur d’hydrogénation et d’hydrogène.Preferably, the alkalinization step is in the presence of a hydrogenation catalyst and hydrogen. The hydrogen pressure can range from 20 to 200 bar, for example from 30 to 100 bar, preferably from 40 to 60 bar. According to this advantageous embodiment of the process, the alkalization step can be carried out in the hydrogenation reactor, under hydrogen and without separation of the catalyst used during the hydrogenation step, by introducing the base to the hydrogenation stage. from this last. Those skilled in the art may vary the parameters of the alkalization step described above in order to reduce the amount of reducing sugars in the hydrogenated composition of the invention, for example by increasing the temperature or increasing the duration of the this step, or even increasing the amount of catalyst and increasing the hydrogen pressure if this step is done in the presence of a hydrogenation catalyst and hydrogen.
Les étapes d’hydrogénation et d’alcalinisation peuvent être de type batch ou continu.The hydrogenation and alkalinization steps can be of batch or continuous type.
Il est possible de soutirer la composition préhydrogénée du réacteur, en vue de réaliser l’étape suivante d’alcalinisation dans un autre réacteur. Il est également possible de maintenir la composition dans le même réacteur, de réaliser l’étape de modification de pH dans celui-ci puis de réaliser l’étape d’alcalinisation.It is possible to extract the prehydrogenated composition of the reactor, in order to carry out the next alkalization step in another reactor. It is also possible to maintain the composition in the same reactor, to carry out the pH modification step in it and then to carry out the alkalinization step.
Le catalyseur utilisé lors la première étape ou éventuellement lors de la seconde étape peut être séparé de la composition préhydrogénée ou de la composition de polymère de glucose hydrogénée par une étape de filtration, réalisée éventuellement après une étape de décantation.The catalyst used in the first step or optionally in the second step may be separated from the prehydrogenated composition or the hydrogenated glucose polymer composition by a filtration step, optionally carried out after a decantation step.
Le procédé de l’invention peut également comprendre, à la suite de l’étape d’alcalinisation, une étape de purification de la composition de polymère de glucose hydrogénée. Avantageusement, l’étape de purification comprend un stade de passage de la composition de polymère de glucose hydrogénée sur une ou plusieurs résines échangeuses d'ions. Préférentiellement, ce stade comprend un premier passage sur une résine cationique forte puis un deuxième passage sur une résine anionique faible. Ce stade peut également être complété par un passage sur lit mixte. L’étape de purification peut également comprendre un traitement au noir de carbone de la composition de polymère de glucose. Le procédé peut également comprendre une étape de chromatographie, par exemple une étape de chromatographie à lit mobile simulé.The method of the invention may also comprise, following the alkalinization step, a step of purifying the hydrogenated glucose polymer composition. Advantageously, the purification step comprises a step of passing the hydrogenated glucose polymer composition on one or more ion exchange resins. Preferably, this stage comprises a first pass on a strong cationic resin and then a second pass on a weak anionic resin. This stage can also be completed by a passage on mixed bed. The purification step may also include a carbon black treatment of the glucose polymer composition. The method may also comprise a chromatography step, for example a simulated moving bed chromatography step.
La composition, encore sous forme liquide à ce stade, peut être mise sous forme solide. Avantageusement, la composition se présente sous la forme d’une poudre qui est de préférence une poudre atomisée. Le procédé peut ainsi comprendre une étape de concentration suivie d’une étape de séchage. L’étape de concentration peut se faire en utilisant tout type évaporateur et l’étape de séchage peut être notamment une étape d’atomisation ou une étape de granulation. Ces méthodes sont bien connues de l’Homme du métier.The composition, still in liquid form at this stage, can be put into solid form. Advantageously, the composition is in the form of a powder which is preferably an atomized powder. The process may thus comprise a concentration step followed by a drying step. The concentration step can be done using any type evaporator and the drying step can be in particular an atomization step or a granulation step. These methods are well known to those skilled in the art.
La composition de polymère de glucose hydrogénée de l’invention peut être utilisée dans les applications déjà connues des polymères de glucose hydrogénés.The hydrogenated glucose polymer composition of the invention can be used in the already known applications of hydrogenated glucose polymers.
La composition selon l’invention peut notamment être utilisée pour la fabrication de produits alimentaires et pharmaceutiques et notamment pour la fabrication de boissons, telles que les bières, les liqueurs, les sodas, les jus de fruits, les boissons sans sucres ou réduites en sucres, des produits laitiers tels que les yaourts ou les crèmes glacées, des produits de cuisson tels que le pain, les gâteaux ou les biscuits, des confiseries, des confitures ou préparation à base de fruits, des sauces, des pâtes ou des nouilles ou encore dans des préparations pharmaceutiques.The composition according to the invention can in particular be used for the manufacture of food and pharmaceutical products and in particular for the manufacture of beverages, such as beers, liqueurs, sodas, fruit juices, drinks without sugar or reduced in sugars. dairy products such as yogurts or ice creams, cooking products such as bread, cakes or cookies, confectionery, jams or fruit preparations, sauces, pasta or noodles, or in pharmaceutical preparations.
Un autre objet de l’invention porte sur l’utilisation de la composition selon l’invention pour la fabrication de produits alimentaires et pharmaceutiques présentant un pH allant de 2 à 7. L’invention va maintenant être détaillée dans les exemples suivants. Il est précisé que ces exemples ne sont pas limitatifs et ne sont en aucun cas susceptibles de limiter la portée de la présente invention.Another subject of the invention relates to the use of the composition according to the invention for the manufacture of food and pharmaceutical products having a pH ranging from 2 to 7. The invention will now be detailed in the following examples. It is specified that these examples are not limiting and are in no way likely to limit the scope of the present invention.
ExemplesExamples
MESURE DE LA COLORATIONMEASUREMENT OF COLORING
La coloration est mesurée selon la méthode ICUMSAStaining is measured according to the ICUMSA method
Après filtration sur filtre à membrane de porosité 0,45 pm (filtre Acrodisc), on mesure la densité optique (DO) à 420 nm de la solution à l’aide d’un spectrophotomètre dans une cuve de 5 cm de longueur. On mesure également le brix de la solutionAfter filtering on a 0.45 μm porosity membrane filter (Acrodisc filter), the optical density (OD) at 420 nm of the solution is measured using a spectrophotometer in a tank 5 cm in length. We also measure the brix of the solution
La coloration des différentes compositions de polymère de glucose hydrogénées est reportée dans les Tableaux 1 et 2 à la ligne « ICUMSA ».The coloration of the various hydrogenated glucose polymer compositions is reported in Tables 1 and 2 in the "ICUMSA" line.
METHODE DE DETERMINATION DE LA STABILITEMETHOD OF DETERMINING STABILITY
On réalise un test de stabilité des compositions de polymère de glucose hydrogénées à différents pH et températures. L’objectif est d’évaluer l’évolution de la coloration pendant un temps donné. Ceci permet de caractériser la stabilité des fibres hydrogénées au cours d’un process alimentaire.A stability test of the hydrogenated glucose polymer compositions at different pH's and temperatures is performed. The objective is to evaluate the evolution of the coloration during a given time. This makes it possible to characterize the stability of the hydrogenated fibers during a food process.
Pour ceci, on prépare deux solutions de fibres hydrogénées à 25 % de matière sèche.For this, two hydrogenated fiber solutions with 25% solids are prepared.
Pour la détermination de la stabilité à pH 4 (TEST A), la solution est tamponnée à pH=4 (solution tampon Fluka® pH 4 comprenant acide citrique, hydroxyde de sodium et chlorure de sodium). Pour la détermination de la stabilité à pH 7 (TEST B), la solution est tamponnée à pH = 7 (solution tampon Fluka® pH 7 comprenant dihydrogéno-phosphate de potassium et hydrogénophosphate de sodium).For stability determination at pH 4 (TEST A), the solution is buffered to pH = 4 (Fluka® pH 4 buffer solution including citric acid, sodium hydroxide and sodium chloride). For the determination of stability at pH 7 (TEST B), the solution is buffered to pH = 7 (Fluka® pH 7 buffer solution comprising potassium dihydrogen phosphate and sodium hydrogen phosphate).
Les solutions sont ensuite placées dans des tubes à essais en pyrex fermés (10 tubes pour chaque pH) et les tubes sont placés dans un bain d’huile pendant 6 heures : • à 115^C pour le TEST A qui étudie la stabilité à pH=4 ; • et à 85°C pour le TEST B qui étudie la stabilité à pH=7.The solutions are then placed in closed pyrex test tubes (10 tubes for each pH) and the tubes are placed in an oil bath for 6 hours: • at 115 ° C for TEST A which studies pH stability = 4; • and at 85 ° C for TEST B which studies stability at pH = 7.
Les tubes sont ensuite sortis du bain d’huile et refroidis à température ambiante (20°C).The tubes are then removed from the oil bath and cooled to room temperature (20 ° C).
De la même manière que précédemment, la coloration selon la méthode ICUMSA est mesurée pour les différents tubes à essais à la suite des traitements thermiques et la moyenne des mesures est réalisée.In the same manner as above, staining according to the ICUMSA method is measured for the various test tubes as a result of the heat treatments and the average of the measurements is carried out.
Les colorations des différentes compositions de polymère de glucose hydrogénée après traitement sont reportées dans les Tableaux 1 et 2 aux lignes « ICUMSA (pH4, 6h) » et « ICUMSA (pH7, 6h) ».The colorations of the various hydrogenated glucose polymer compositions after treatment are reported in Tables 1 and 2 at the lines "ICUMSA (pH4, 6h)" and "ICUMSA (pH7, 6h)".
EXEMPLE 1 AEXAMPLE 1 A
Dans un réacteur à double enveloppe d’une capacité de 20 litres, contenant du Nickel de Raney en suspension, on introduit sous agitation un polymère de glucose de type Nutriose® FM 10.In a jacketed reactor with a capacity of 20 liters, containing Raney nickel in suspension, is introduced with stirring a glucose polymer type Nutriose FM 10.
Le Nutriose® FM 10 utilisé comprend environ 10% de sucres réducteurs, comprend un taux de fibres de 74% environ (AOAC 2001.03), présente une masse molaire moyenne en nombre de 1145 g/mol ainsi qu’une masse molaire moyenne en poids de 3480 g/mol.The Nutriose® FM 10 used comprises about 10% reducing sugars, has a fiber content of about 74% (AOAC 2001.03), has a number average molecular weight of 1145 g / mol and a weight average molar mass of 3480 g / mol.
La matière sèche en polymère de glucose dans le milieu réactionnel est de 25% en poids, et la teneur en Nickel de Raney est de 5% en poids, exprimés par rapport au poids sec. Le pH de la solution est égal à 5. L’hydrogénation est conduite pendant 2h à une pression de 50 bars d’hydrogène et une température de 120'O.The glucose polymer solids content in the reaction medium is 25% by weight, and the Raney nickel content is 5% by weight, expressed relative to the dry weight. The pH of the solution is equal to 5. The hydrogenation is carried out for 2 hours at a pressure of 50 bars of hydrogen and a temperature of 120 ° C.
On obtient une composition préhydrogénée comprenant une quantité de sucres réducteurs, déterminée selon la méthode Nelson-Somogyi de 1867 ppm.A prehydrogenated composition comprising a quantity of reducing sugars is obtained, determined according to the Nelson-Somogyi method of 1867 ppm.
On introduit une solution de soude à 3% en poids en 15 minutes de manière à amener le pH de la composition préhydrogénée à une valeur de 9,2, tout en maintenant le réacteur à une pression de 50 bars d’hydrogène et une température de 120°C. On réalise ensuite l’étape d’alcalinisation pendant 15 minutes.A soda solution at 3% by weight is introduced in 15 minutes so as to bring the pH of the prehydrogenated composition to a value of 9.2, while maintaining the reactor at a pressure of 50 bar of hydrogen and a temperature of 120 ° C. The alkalisation step is then carried out for 15 minutes.
Après quoi, on arrête la réaction et laisse décanter pendant 15 minutes et on vidange le surnageant vers un décanteur afin de récupérer le catalyseur. Le surnageant du décanteur est ensuite filtré afin d’éliminer les dernières traces de catalyseur.After which, the reaction is stopped and decanted for 15 minutes and the supernatant is drained to a decanter to recover the catalyst. The decant supernatant is then filtered to remove the last traces of catalyst.
On soumet le sirop ainsi obtenu, après l’avoir refroidi à 15Ό, à une purification sur résine cationique forte et anionique faible, puis sur lit mixte.The syrup thus obtained, after being cooled to 15 °, is subjected to purification on a weak and strong anionic cationic resin and then on a mixed bed.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 1 ci-dessous. EXEMPLE 1 B L’Exemple 1B diffère de l’exemple 1A uniquement en ce que la durée de l’étape d’alcanisation est de 45 minutes au lieu de 15 minutes.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 1 below. EXAMPLE 1B Example 1B differs from Example 1A only in that the duration of the alkanization step is 45 minutes instead of 15 minutes.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 1 ci-dessous. EXEMPLE 1 C L’Exemple 1C diffère de l’exemple 1A uniquement en ce que la durée de l’étape d’alcanisation est de 75 minutes au lieu de 15 minutes.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 1 below. EXAMPLE 1 Example 1C differs from Example 1A only in that the duration of the alkanization step is 75 minutes instead of 15 minutes.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 1 ci-dessous. EXEMPLE COMPARATIF 1 L’Exemple comparatif 1 (C EX1) diffère de l’exemple 1A uniquement en ce que la durée de l’étape d’hydrogénation dure 3h et qu’aucune étape d’alcanisation n’est réalisée.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 1 below. COMPARATIVE EXAMPLE 1 Comparative Example 1 (C EX1) differs from Example 1A only in that the duration of the hydrogenation step lasts 3 hours and no alkanization step is performed.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 2 ci-dessous.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 2 below.
EXEMPLE 2 AEXAMPLE 2 A
Dans un réacteur à double enveloppe d’une capacité de 20 litres, contenant du Nickel de Raney en suspension, on introduit sous agitation un polymère de glucose de type Nutriose® FM06.In a jacketed reactor with a capacity of 20 liters, containing suspended Raney nickel, is introduced with stirring a glucose polymer type Nutriose FM06.
Le Nutriose® FM 06 utilisé comprend environ 5% de sucres réducteurs, un taux de fibres de 85% environ (AOAC 2001.03), présente une masse molaire moyenne en nombre de 2295 g/mol ainsi qu’une masse molaire moyenne en poids de 4125 g/mol.The Nutriose® FM 06 used comprises about 5% reducing sugars, a fiber content of about 85% (AOAC 2001.03), has a number average molecular weight of 2295 g / mol and a weight average molar mass of 4125. g / mol.
La matière sèche en polymère de glucose dans le milieu réactionnel est de 25% en poids, et la teneur en Nickel de Raney est de 5% en poids, exprimés par rapport au poids sec. Le pH de la solution est égal à 5.The glucose polymer solids content in the reaction medium is 25% by weight, and the Raney nickel content is 5% by weight, expressed relative to the dry weight. The pH of the solution is 5.
L’hydrogénation est conduite pendant 3h à une pression de 50 bars d’hydrogène et une température de 130°CThe hydrogenation is carried out for 3 hours at a pressure of 50 bars of hydrogen and a temperature of 130 ° C.
On obtient une composition préhydrogénée comprenant une quantité de sucres réducteurs, déterminée selon la méthode Nelson-Somogyi de 1673 ppm.A prehydrogenated composition comprising a quantity of reducing sugars is obtained, determined according to the Nelson-Somogyi method of 1673 ppm.
On introduit une solution de soude à 3% en poids en 15 minutes de manière à amener le pH de la composition préhydrogénée à une valeur de 9,3, tout en maintenant le réacteur à une pression de 50 bars d’hydrogène et une température de 120^. On réalise ensuite l’étape d’alcalinisation pendant 15 minutes.A 3% by weight solution of sodium hydroxide is introduced in 15 minutes so as to bring the pH of the prehydrogenated composition to a value of 9.3, while maintaining the reactor at a pressure of 50 bar of hydrogen and a temperature of 120 ^. The alkalisation step is then carried out for 15 minutes.
Après quoi, on arrête la réaction et laisse décanter pendant 15 minutes et on vidange le surnageant vers un décanteur afin de récupérer le catalyseur. Le surnageant du décanteur est ensuite filtré afin d’éliminer les dernières traces de catalyseur.After which, the reaction is stopped and decanted for 15 minutes and the supernatant is drained to a decanter to recover the catalyst. The decant supernatant is then filtered to remove the last traces of catalyst.
On soumet le sirop ainsi obtenu, après l’avoir refroidi à 15Ό, à une purification sur résine cationique forte et anionique faible, puis sur lit mixte.The syrup thus obtained, after being cooled to 15 °, is subjected to purification on a weak and strong anionic cationic resin and then on a mixed bed.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 1 ci-dessous. EXEMPLE 2 B L’Exemple 2B diffère de l’exemple 2A uniquement en ce que la durée de l’étape d’hydrogénation est de 2h au lieu de 3h et en ce que la durée de l’étape l’alcanisation est de 75 minutes au lieu de 15 minutes.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 1 below. EXAMPLE 2B Example 2B differs from Example 2A only in that the duration of the hydrogenation step is 2h instead of 3h and in that the duration of the alkanization stage is 75 minutes instead of 15 minutes.
On obtient une composition préhydrogénée comprenant une quantité de sucres réducteurs, déterminée selon la méthode Nelson-Somogyi de 3255 ppm. Après introduction de la soude, le pH de la composition préhydrogénée a une valeur de 9,6.A prehydrogenated composition comprising a quantity of reducing sugars is obtained, determined according to the Nelson-Somogyi method of 3255 ppm. After introduction of sodium hydroxide, the pH of the prehydrogenated composition has a value of 9.6.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 1 ci-dessous. EXEMPLE 2 C L’Exemple 2C diffère de l’exemple 2B uniquement en ce que la teneur en Nickel de Raney est de 7,5% en poids, exprimés par rapport au poids sec, au lieu de 5%.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 1 below. EXAMPLE 2 Example 2C differs from Example 2B only in that the Raney nickel content is 7.5% by weight, based on dry weight, instead of 5%.
On obtient une composition préhydrogénée comprenant une quantité de sucres réducteurs, déterminée selon la méthode Nelson-Somogyi de 2163 ppm. Après introduction de la soude, le pH de la composition préhydrogénée a une valeur de 9,7.A prehydrogenated composition comprising a quantity of reducing sugars is obtained, determined according to the Nelson-Somogyi method of 2163 ppm. After introduction of sodium hydroxide, the pH of the prehydrogenated composition has a value of 9.7.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 1 ci-dessous. EXEMPLE COMPARATIF 2A L’Exemple comparatif 2 A (C EX2 A) diffère de l’exemple 2C uniquement en ce que la durée de l’étape d’hydrogénation dure 3h et qu’aucune étape d’alcanisation n’est réalisée.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 1 below. COMPARATIVE EXAMPLE 2A Comparative Example 2 A (C EX2 A) differs from Example 2C only in that the duration of the hydrogenation stage lasts 3 hours and no alkanization step is performed.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 2 ci-dessous. EXEMPLE COMPARATIF 2B L’Exemple comparatif 2B (C EX2 B) diffère de l’exemple 2C uniquement en ce que la durée de l’étape d’hydrogénation dure 4h et qu’aucune étape d’alcanisation n’est réalisée.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 2 below. COMPARATIVE EXAMPLE 2B Comparative Example 2B (C EX2 B) differs from Example 2C only in that the duration of the hydrogenation stage lasts 4 hours and no alkanization step is performed.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 2 ci-dessous. EXEMPLE 3The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 2 below. EXAMPLE 3
On fournit une composition de polymère de glucose en reproduisant l’exemple 1 de la demande FR 3 032 709 A1.A glucose polymer composition is provided by reproducing Example 1 of Application FR 3,032,709 A1.
La composition fabriquée comprend environ 20,2% de sucres réducteurs, un taux de fibres de 61% environ (AOAC 2001.03), présente une masse molaire moyenne en nombre de 595 g/mol ainsi qu’une masse molaire moyenne en poids de 1300 g/mol.The composition produced comprises about 20.2% reducing sugars, a fiber content of about 61% (AOAC 2001.03), has a number average molecular weight of 595 g / mol and a weight average molecular weight of 1300 g / mol.
La matière sèche en polymère de glucose dans le milieu réactionnel est de 25% en poids, et la teneur en Nickel de Raney est de 5% en poids, exprimés par rapport au poids sec. Le pH de la solution est égal à 5.The glucose polymer solids content in the reaction medium is 25% by weight, and the Raney nickel content is 5% by weight, expressed relative to the dry weight. The pH of the solution is 5.
L’hydrogénation est conduite pendant 2h à une pression de 50 bars d’hydrogène et une température de 130°CThe hydrogenation is carried out for 2 hours at a pressure of 50 bars of hydrogen and a temperature of 130 ° C.
On obtient une composition préhydrogénée comprenant une quantité de sucres réducteurs, déterminée selon la méthode Nelson-Somogyi de 1570 ppm.A prehydrogenated composition comprising a quantity of reducing sugars is obtained, determined according to the Nelson-Somogyi method of 1570 ppm.
On introduit une solution de soude à 3% en poids en 15 minutes de manière à amener le pH de la composition préhydrogénée à une valeur de 9,3, tout en maintenant le réacteur à une pression de 50 bars d’hydrogène et une température de 120Ό. On réalise ensuite l’étape d’alcalinisation pendant 75 minutes.A 3% by weight solution of sodium hydroxide is introduced in 15 minutes so as to bring the pH of the prehydrogenated composition to a value of 9.3, while maintaining the reactor at a pressure of 50 bar of hydrogen and a temperature of 120Ό. The alkalisation step is then carried out for 75 minutes.
Après quoi, on arrête la réaction et laisse décanter pendant 15 minutes et on vidange le surnageant vers un décanteur afin de récupérer le catalyseur. Le surnageant du décanteur est ensuite filtré afin d’éliminer les dernières traces de catalyseur.After which, the reaction is stopped and decanted for 15 minutes and the supernatant is drained to a decanter to recover the catalyst. The decant supernatant is then filtered to remove the last traces of catalyst.
On soumet le sirop ainsi obtenu, après l’avoir refroidi à 15Ό, à une purification sur résine cationique forte et anionique faible, puis sur lit mixte.The syrup thus obtained, after being cooled to 15 °, is subjected to purification on a weak and strong anionic cationic resin and then on a mixed bed.
Les caractéristiques de la composition hydrogénée se retrouvent dans le Tableau 2 ci-dessous.The characteristics of the hydrogenated composition are found in Table 2 below.
Dans le Tableau 1 figure également les caractéristiques de 2 compositions de polymères de glucose hydrogénées commerciales, Litesse® Ultra qui est un polydextrose hydrogéné commercialisé par la société Danisco ou Fibersol® 2H qui est une dextrine indigestible commercialisée par la société Matsutani.Table 1 also shows the characteristics of two commercial hydrogenated glucose polymer compositions Litesse® Ultra, which is a hydrogenated polydextrose marketed by the company Danisco or Fibersol® 2H which is an indigestible dextrin marketed by Matsutani.
Tableau 1 : Caractérisation des compositions de polymère de glucose hydrogénéesTable 1: Characterization of Hydrogenated Glucose Polymer Compositions
n.d. : non déterminén.d .: not determined
Tableau 2 : Caractérisation des compositions de polymère de glucose hydrogénéesTable 2: Characterization of Hydrogenated Glucose Polymer Compositions
Ces exemples démontrent la possibilité de réaliser des compositions de polymère de glucose hydrogénées présentant une quantité de sucres réducteurs très faible, bien inférieure à celles des compositions de l’art antérieur.These examples demonstrate the possibility of producing hydrogenated glucose polymer compositions having a very low amount of reducing sugars, much lower than those of the compositions of the prior art.
La comparaison entre la composition de l’exemple comparatif 1 et la composition préhydrogénée de l’Exemple 1A démontre que la quantité de sucres réducteurs n’est pas réduite de manière significative, ceci bien que la durée soit augmentée d’une heure.Comparison between the composition of Comparative Example 1 and the prehydrogenated composition of Example 1A demonstrates that the amount of reducing sugars is not significantly reduced, although the duration is increased by one hour.
La comparaison entre la composition de l’exemple comparatif 2A avec la composition préhydrogénée de l’Exemple 2C démontre que la quantité de sucres réducteurs, bien que réduite, ne l’est pas suffisamment pour atteindre la quantité de sucres réducteurs de l’invention, ceci bien que la durée soit augmentée d’une heure.Comparing the composition of Comparative Example 2A with the prehydrogenated composition of Example 2C demonstrates that the amount of reducing sugars, although reduced, is not sufficient to achieve the amount of reducing sugars of the invention, this although the duration is increased by one hour.
La comparaison entre la composition de l’exemple comparatif 2B avec la composition de l’exemple comparatif 2A démontre que la quantité de sucres réducteurs n’est pas réduite de manière significative, ceci bien que la durée soit encore augmentée d’une heure.Comparing the composition of Comparative Example 2B with the composition of Comparative Example 2A demonstrates that the amount of reducing sugars is not significantly reduced, although the duration is further increased by one hour.
Ainsi, quelles que soient les conditions sélectionnées, seul le procédé spécifique de l’invention, comprenant une étape d’hydrogénation et une étape d’alcalinisation, a permis d’obtenir une composition de polymère de glucose hydrogénée présentant une quantité de sucres réducteurs très faible, inférieure à 800 ppm.Thus, whatever the conditions selected, only the specific process of the invention, comprising a hydrogenation step and an alkalinization step, has made it possible to obtain a hydrogenated glucose polymer composition having a very low amount of reducing sugars. low, less than 800 ppm.
Les essais démontrent également que les compositions selon l’invention présentent une stabilité thermique améliorée, à pH acide ou neutre. Sans être liée par une quelconque théorie, cela peut s’expliquer par la diminution drastique des sucres réducteurs.The tests also demonstrate that the compositions according to the invention have improved thermal stability at acidic or neutral pH. Without being bound by any theory, this can be explained by the drastic reduction of reducing sugars.
Ceci est un avantage particulièrement recherché pour un produit qui pourra être utilisé dans des procédés de fabrication de produits alimentaires, un produit alimentaire présentant très généralement un pH allant de 2 à 7.This is a particularly sought advantage for a product that can be used in food manufacturing processes, a food product having very generally a pH ranging from 2 to 7.
Claims (15)
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