FR3120628A1 - Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique - Google Patents

Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique Download PDF

Info

Publication number
FR3120628A1
FR3120628A1 FR2102537A FR2102537A FR3120628A1 FR 3120628 A1 FR3120628 A1 FR 3120628A1 FR 2102537 A FR2102537 A FR 2102537A FR 2102537 A FR2102537 A FR 2102537A FR 3120628 A1 FR3120628 A1 FR 3120628A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
vanillin
derivatives
purification
aqueous
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR2102537A
Other languages
English (en)
Inventor
Talsida Zougmore
Rachid DJILLALI
Laurent Garel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rhodia Operations SAS
Original Assignee
Rhodia Operations SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia Operations SAS filed Critical Rhodia Operations SAS
Priority to FR2102537A priority Critical patent/FR3120628A1/fr
Priority to US18/550,931 priority patent/US20240158329A1/en
Priority to BR112023018065A priority patent/BR112023018065A2/pt
Priority to EP22715591.8A priority patent/EP4308536A1/fr
Priority to PCT/EP2022/056761 priority patent/WO2022194901A1/fr
Priority to CN202280019653.7A priority patent/CN116940547A/zh
Publication of FR3120628A1 publication Critical patent/FR3120628A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/80—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by liquid-liquid treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/786—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by membrane separation process, e.g. pervaporation, perstraction, reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

Titre : Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique La présente invention concerne un procédé de purification d’un moût de fermentation (M), obtenu par un procédé biotechnologique, comprenant de la biomasse et de la vanilline ou ses dérivés en solution aqueuse, pour la préparation d’une vanilline ou ses dérivés cristallisés, caractérisé en ce que tout au long du procédé de purification, la vanilline ou ses dérivés, sous forme protonée ou salifiée restent en solution aqueuse.

Description

Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique
Domaine de l’invention
La présente invention concerne un procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique.
Art antérieur
La vanilline peut être obtenue par différentes méthodes connues de l’homme de l’art, et notamment par les deux voies suivantes :
  • Une voie dite naturelle basée sur un procédé biotechnologique comprenant notamment la culture d’un microorganisme apte à permettre la biotransformation d’un substrat de fermentation en vanilline. Il est notamment connu de la demande EP0885968 un tel procédé dans lequel le substrat de fermentation est l’acide férulique. Le brevet US 5017388 décrit un procédé dans lequel le substrat de fermentation est l’eugénol et/ou l’isoeugénol. Ces procédés aboutissent à la préparation d’une vanilline dite vanilline naturelle.
  • Une voie dite synthétique comprenant des réactions chimiques classiques à partir du gaïacol ne faisant pas intervenir de microorganisme. Ce procédé aboutit à la préparation d’une vanilline dite vanilline synthétique.
Enfin la vanilline peut également être préparée selon une voie qualifiée de « bio-based » dans laquelle la vanilline est issue de lignine, on peut citer en particulier les documents US 2745796, DE1132113 et l’article intitulé « Preparation of lignin from wood dust as vanillin source and comparison of different extraction method » by Azadbakht et al in International Journal of Biology and Biotechnology, 2004, vol 1, No 4, pp 535-537.
Actuellement la vanilline naturelle peut être purifiée selon le procédé décrit dans la demande EP 2791098 qui comprend une étape d’extraction liquide/liquide d’impuretés ayant un pKa plus élevé que celui de la vanilline. Le rendement de ce procédé est bon, en général supérieur à 80%, toutefois afin d’obtenir des qualités améliorées quant aux propriétés organoleptiques telles que l’odeur et/ou la couleur de la vanilline plusieurs étapes de purification additionnelles sont nécessaires faisant ainsi chuter le rendement global de ce procédé. L’efficacité énergétique de ce procédé est également globalement dégradée du fait de l’utilisation de grandes quantités de solvants.
La demande internationale WO 2014/114590 décrit également un procédé de purification de vanilline naturelle. Ce procédé consiste à évaporer la vanilline naturelle, cette évaporation pouvant être effectuée par distillation ou par évaporation sous vide de vanilline fondue. Ce procédé est susceptible de produire de la vanilline naturelle très pure, avec un bon rendement, avec un dispositif simple à mettre en œuvre et fonctionnant de façon continue pour être compatible avec les procédés industriels. Cependant, un tel procédé pourrait être difficile à mettre en pratique en raison du nombre et de la dimension des équipements nécessaires.
Par ailleurs, la vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique peut contenir certaines impuretés ayant des points d’ébullition très proches de la vanilline ou de ses dérivés. Ainsi il est nécessaire de dimensionner de manière adaptée les équipements afin de permettre une séparation efficace de la vanilline ou ses dérivés de ces produits. Ceci implique en général un allongement du temps de séjour dans les équipements de distillation ce qui peut générer de nouvelles impuretés du fait de l’instabilité à haute température de la vanilline ou ses dérivés et/ou impuretés.
C’est pourquoi il serait avantageux de disposer d’un procédé amélioré par rapport à ceux proposés dans l’art antérieur, notamment en termes d’impact environnemental et/ou énergétique tout en améliorant le rendement global de la purification ainsi que le rendement en vanilline ou ses dérivés. Il est également important que le procédé de purification de la vanilline ou ses dérivés permette de produire une vanilline ou ses dérivés dont les propriétés organoleptiques sont préservées notamment en termes de goût, couleur et/ou odeur.
Brève description
La présente invention concerne un procédé de purification d’un moût de fermentation (M), obtenu par un procédé biotechnologique, comprenant de la biomasse et de la vanilline ou ses dérivés en solution aqueuse, pour la préparation d’une vanilline ou ses dérivés cristallisés, caractérisé en ce que tout au long du procédé de purification, la vanilline ou ses dérivés sous forme protonée ou salifiée restent en solution aqueuse.
Description des figures
Les figures 1 et 2 schématisent différents procédés de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique selon la présente invention.
Description détaillée
Dans le cadre de la présente invention, et sauf indication contraire, l’expression « compris entre …et… » inclut les bornes.
Dans la présente invention, l’expression « vanilline naturelle » désigne une vanilline obtenue par un procédé biotechnologique. Ainsi un procédé de préparation de vanilline naturelle désigne ici un procédé biotechnologique comprenant la culture d’un microorganisme apte à permettre la transformation d’un substrat de fermentation en vanilline. Le micro-organisme peut être d’origine sauvage ou être un micro-organisme génétiquement modifié (GMM) obtenu par biologie moléculaire Très préférentiellement, il peut s'agir d’un procédé de fermentation d’acide férulique, tel que celui décrit dans la demande de brevet EP 0885968. Selon un aspect particulier, la vanilline peut être produite par un procédé de fermentation de glucose ou d’acide protocatéchuique tel que décrit dans la demande de brevet WO 2013/022881.
Dans le cadre de la présente invention, le terme “dérivé de vanilline” se réfère à tout composé pouvant dériver de la vanilline et en particulier à la vanilline sous forme salifiée ou à la glucovanilline.
Dans le cadre de la présente invention, le terme “dérivé d’alcool vanillique” se réfère à tout composé pouvant dériver de l’alcool vanillique et en particulier à l'alcool vanillique sous forme salifiée ou au glucoside de l’alcool vanillique.
Dans le cadre de la présente invention, le terme “cristallisation” se réfère à un procédé dans lequel une substance passe à l’état solide par un procédé physique, telle que notamment l’abaissement de la température.
Dans le cadre de la présente invention, le terme “précipitation” se réfère à un procédé dans lequel une substance passe à l’état solide par une transformation chimique, telle que notamment par protonation grâce à un changement de pH.
Dans le cadre de la présente invention, le terme “vanilline” ou “vanilline sous forme protonée” désigne le 4-hydroxy-3-méthoxybenzaldéhyde.
Le terme “vanilline sous forme salifiée” se réfère aux sels de 4-hydroxy-3-méthoxybenzaldéhyde dont la formule est définie ci-dessous, dans lequel le Métal est choisi parmi sodium, potassium.
La présente invention concerne un procédé de purification d’un moût de fermentation (M), obtenu par un procédé biotechnologique, comprenant de la biomasse et de la vanilline ou ses dérivés en solution aqueuse, pour la préparation d’une vanilline ou ses dérivés cristallisés, caractérisé en ce que, tout au long du procédé de purification, la vanilline ou ses dérivés sous forme protonée ou salifiée restent en solution aqueuse.
Selon la présente invention, le procédé de purification d’un moût de fermentation (M) comprend une étape (a) de séparation de la biomasse de la biomasse d’un moût de fermentation (M) d’un flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés.
Cette étape est une étape de séparation d’une phase solide : la biomasse, d’une phase liquide. La phase liquide obtenue à l’issue de l’étape de séparation de la biomasse est un flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés, sous forme salifiée ou protonée.
Selon un aspect, l’étape de séparation de la biomasse peut être effectuée par filtration telle que filtration frontale ou filtration tangentielle, en particulier filtration sur membrane, telle que microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, ou osmose inverse. La filtration sur membrane peut être opérée en concentration ou en diafiltration. Avantageusement lorsque l’étape de séparation de la biomasse est une filtration frontale, il est possible d’ajouter des adjuvants afin d’améliorer l’efficacité de la filtration.
Afin d’améliorer l’efficacité de la séparation solide/liquide il est possible de réaliser plusieurs étapes de séparation solide/liquide, notamment pour retirer les particules solides les plus petites.
Selon un aspect particulier, l’étape de séparation de la biomasse peut être réalisée par une ou plusieurs membranes de microfiltration, en particulier ayant une limite de coupe d’environ 0,2 µm, suivie d’une ou plusieurs ultrafiltrations ayant une limite de coupe plus petite que celle de la microfiltration. Dans cette configuration, la vanilline ou ses dérivés sont solubilisés en phase aqueuse et la biomasse est retenue par les membranes. Avantageusement l’ultrafiltration permet également de la séparation de molécules solubilisées dans le moût de fermentation.
Afin d’améliorer le rendement en vanilline ou ses dérivés dans la phase aqueuse, un solvant, de préférence de l’eau, est ajouté au cours de l’étape de filtration. De manière générale, la quantité de solvant ajoutée est comprise entre 0,5 et 5 équivalents en volume de moût de fermentation.
Selon un aspect la microfiltration, l’ultrafiltration ou la diafiltration peuvent être couplées à une étape de nanofiltration ou d’osmose inverse. En effet la nanofiltration permet d’augmenter la concentration en vanilline dans le rétentat de l’étape de nanofiltration tandis que l’eau passe au travers de la membrane (perméat de l’étape de nanofiltration). Le perméat de cette étape de nanofiltration peut avantageusement être recyclé. De manière générale, l’osmose inverse a une limite de coupe inférieure ou égale 100 Da. De manière générale, la nanofiltration a une limite de coupe inférieure ou égale à 400 Da. De manière générale, la nanofiltration a une limite de coupe supérieure ou égale à 100 Da, par exemple limite de coupe comprise entre 100 et 250 Da.
Etape (a0)
Préalablement à cette étape de séparation de la biomasse de la solution aqueuse de vanilline ou ses dérivés, le moût de fermentation peut être stabilisé. Ainsi le procédé de la présente invention peut optionnellement comprendre une étape (a0) de stabilisation du moût de fermentation (M). L’étape (a) du procédé selon la présente invention peut être réalisée sur un moût de fermentation (M) stabilisé.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « stabilisation » se réfère à toute méthode permettant d’éviter la dégradation, notamment par réduction, de la vanilline ou ses dérivés entre la fin de la fermentation et le procédé de purification.
Selon un premier aspect, la stabilisation peut être effectuée par l’ajout d’au moins un composé. Le composé est préférentiellement choisi parmi le benzoate de sodium, l’acide ascorbique et ses sels, le sorbate de potassium, de calcium ou de sodium, le sulfate de zinc, l’acide propanoïque, acide acétique ou ses sels, diacétate de sodium. De préférence la quantité de composé ajoutée est comprise entre 0,2 g/L et 6 g/L.
Selon un autre aspect, la stabilisation peut être effectuée par changement de la température du moût de fermentation. En général, la température est contrôlée de manière à atteindre une température comprise entre 15°C et 23°C, de préférence comprise entre 18°C et 21°C.
Selon un autre aspect, la stabilisation peut être effectuée par changement du pH du moût de fermentation. En général, le pH est contrôlé de manière à atteindre un pH inférieur ou égal à 7,5, de préférence inférieur ou égal à 7, très préférentiellement inférieur ou égal à 6.8. En général, le pH est contrôlé de manière à atteindre un pH supérieur ou égal à 5,0, de préférence supérieur ou égal à 6.
Selon un autre aspect, le moût de fermentation peut également être pasteurisé. En général, le moût de fermentation est alors chauffé à une température comprise entre 50°C et 90°C, de préférence comprise entre 60°C et 80°C. Le chauffage est en général maintenu pendant une durée comprise entre 10 min et 120 min, de préférence comprise entre 15 min et 45 min, par exemple pendant 20 min.
Selon un autre aspect, le moût de fermentation peut être stabilisé par ultrasons. En général des ultrasons sont émis dans le moût de fermentation pendant une durée comprise entre 10 min et 120 min.
Selon un aspect particulier ces aspects peuvent être réalisés séparément ou conjointement, ainsi, à titre d’exemple non limitatif, il est possible de modifier la température, le pH et d’ajouter un composé selon les conditions décrites ci-dessus.
Parmi ces méthodes, les méthodes sans ajout de composés sont avantageuses, sans vouloir être lié par une quelconque théorie, elles permettent d’éviter de possibles effets délétères sur la vanilline ou ses dérivés notamment en termes d’odeur ou de couleur.
Cependant l’ajout de certains composés choisis pour leur compatibilité avec la vanilline ou ses dérivés et l’absence d’effet secondaire sur la vanilline ou ses dérivés peut se révéler particulièrement avantageuse pour faciliter la suite du procédé de purification de la vanilline ou ses dérivés.
Selon un aspect de la présente invention, le flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés est soumis à au moins une étape de filtration telle que filtration frontale ou filtration tangentielle, en particulier filtration sur membrane, telle que microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, ou osmose inverse. La filtration sur membrane peut être opérée en concentration ou en diafiltration.
De manière générale, la filtration peut être réalisée avec une membrane céramique, de préférence ayant une limite de coupe d’environ 0,2 µm.
Le filtrat obtenu est un flux aqueux (A2) comprenant la vanilline ou ses dérivés, sous forme protonée ou salifiée, dans lequel des impuretés ont été séparées.
Le filtrat peut ensuite être soumis à au moins une étape de nanofiltation, ou d’osmose inverse afin de concentrer le flux aqueux (A2) comprenant la vanilline. En effet la nanofiltration permet d’augmenter la concentration en vanilline ou ses dérivés dans le rétentat de l’étape de nanofiltration tandis que l’eau passe au travers de la membrane (perméat de l’étape de nanofiltration). Le perméat de cette étape de nanofiltration peut avantageusement être recyclé. De manière générale, l’osmose inverse a une limite de coupe inférieure ou égale 100 Da. De manière générale, la nanofiltration a une limite de coupe inférieure ou égale à 400 Da. De manière générale, la nanofiltration a une limite de coupe supérieure ou égale à 100 Da, par exemple limite de coupe comprise entre 100 et 250 Da.
Le procédé de la présente invention comprend au moins une étape de cristallisation de la vanilline ou ses dérivés contenus dans le flux aqueux (A2).
L’étape de cristallisation permet de purifier un flux aqueux (A2) comprenant de la vanilline ou ses dérivés. De préférence, le flux aqueux (A2) présente une pureté comprise entre 85% et 99%, de préférence supérieure ou égale à 90%, très préférentiellement supérieure ou égale à 95%. Avantageusement l’étape de cristallisation permet de produire une vanilline ou ses dérivés purifiés ayant une pureté supérieure ou égale à 95%, de préférence supérieure ou égale à 97%, très préférentiellement supérieure ou égale à 99%. La vanilline ou ses dérivés ayant une pureté comprise entre 85% et 99% peut en outre comprendre au moins un autre composé choisi parmi alcool vanillique ou ses dérivés, acide vanillique, gaïacol, acétovanillone, 4-((4-hydroxy-3-méthoxy-benzyl)oxy)-3-méthoxybenzaldehyde et 4-hydroxy-3-(4-hydroxy-3-méthoxybenzyl)-5-méthoxybenzaldehyde.
La cristallisation est généralement conduite dans une solution alcoolique. De préférence le solvant utilisé pour la cristallisation peut être un alcool soluble avec l’eau, de préférence l’éthanol. Le solvant utilisé pour la cristallisation peut être un mélange eau/alcool. En général, la quantité d’alcool est comprise entre 2% et 40% en masse, de préférence comprise entre 5% et 35% en masse, et très préférentiellement comprise entre 15% à 25% en masse. De manière générale, lors de la cristallisation, la concentration en vanilline ou ses dérivés, en début de cristallisation, est comprise entre 5% et 60% en poids, de préférence comprise entre 10% et 50% en poids, avantageusement comprise entre 15% et 35% en poids, et encore plus préférentiellement entre 15% et 25%. Très avantageusement la cristallisation permet la séparation de la vanilline ou ses dérivés des impuretés contenues dans le flux aqueux (A2), cette séparation est avantageusement conduite sans dégradation de la vanilline ou ses dérivés. La cristallisation est réalisée à une température comprise entre 0°C et 50°C. Le rendement de la cristallisation est généralement supérieur ou égal à 80%.
Avantageusement le procédé de la présente invention ne requiert aucun solvant organique à l’exception du solvant de cristallisation.
Alternativement, le flux aqueux (A2) peut être soumis à une étape de précipitation. La précipitation de la vanilline ou ses dérivés est en général réalisée à une température comprise entre 0°C et 6°C. Lors de la précipitation, le pH du flux aqueux (A2) peut être ajusté pour atteindre une valeur comprise entre 5 et 8. Un précipité (P) de vanilline est obtenu.
Le précipité (P) peut être soumis à au moins une étape de cristallisation telle que décrite ci-dessus.
La vanilline ou ses dérivés obtenus à l’issue de l’étape de précipitation et/ ou de cristallisation présente généralement une couleur en solution éthanolique à 10% en poids inférieure ou égale à 150 Hazen, de préférence inférieure ou égale à 100 Hazen, et très préférentiellement inférieure ou égale à 50 Hazen.
Selon un autre aspect du procédé de purification, le flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés, sous forme salifiée ou protonée, est soumis à une étape d’extraction liquide-liquide. Lors de l’étape d’extraction liquide-liquide, la vanilline ou ses dérivés sous forme salifiée est lavée dans un flux aqueux (A2). Les impuretés contenues dans le flux aqueux (A1) sont extraites en solution organique (O1).
De manière générale, le pH de la solution aqueuse est supérieur à 7, de préférence supérieur à 7,5, très préférentiellement supérieur à 8.
De manière générale, le solvant d’extraction est choisi pour ses propriétés de solubilisation des impuretés contenues dans le flux aqueux (A1), avantageusement le solvant peut être d’origine biosourcée. De préférence, la solubilité de la vanilline ou ses dérivés sous forme protonée ou salifiée est meilleure dans l’eau que dans le solvant d’extraction. Selon un aspect, le solvant choisi est compatible avec les normes de l’industrie alimentaire, notamment FEMA GRAS, non-miscible à l’eau. De préférence le solvant est choisi parmi méthyléthylcétone, méthylisobutylcétone, acétate d’éthyle, acétate d’isopropyle ou leurs mélanges.
L’étape d’extraction liquide/liquide peut être une extraction liquide-liquide discontinue. Afin de maximiser la quantité de vanilline ou ses dérivés obtenus dans la phase aqueuse (A2), le ratio volumique de solvant par rapport au flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés est compris entre 1 : 5 et 5 :1, préférentiellement compris entre 1 : 1 et 5 :1, de préférence compris entre 1,5 :1 et 3 :1.
Selon un autre aspect, l’étape d’extraction liquide/liquide peut être réalisée en continu. De manière générale, le ratio volumique de solvant par rapport au flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés est compris entre 5 : 1 et 1 :2, de préférence compris entre 3:1 et 1:1.
Le rendement en vanilline ou ses dérivés de l’étape d’extraction liquide/liquide est généralement supérieur ou égal à 95%, de préférence supérieur ou égal à 97%, très préférentiellement supérieur ou égal à 98%.
Selon un aspect particulier, les étapes de séparation de la biomasse et d’extraction liquide/liquide peuvent être réalisées simultanément. Cet aspect particulier permet de laver la vanilline ou ses dérivés sous forme protonée ou salifiée dans le flux aqueux (A2) à partir du moût de fermentation. La biomasse est ensuite séparée du système bi-phasique. Ce procédé est avantageux en ce que la perte en vanilline ou ses dérivés dans la biomasse est réduite. Cette étape de séparation peut notamment être effectuée en continu par centrifugation en particulier en employant une centrifugeuse deux ou trois phases ou un extracteur à contre-courant.
La concentration (C) du flux aqueux (A2), comprenant la vanilline ou ses dérivés, obtenu à l’issue de l’étape d’extraction liquide/liquide est généralement comprise entre 0,1% en poids et 10% en poids.
Le flux aqueux (A2) peut ensuite être soumis à une étape de cristallisation telle que décrite précédemment.
Préalablement, à l’étape de cristallisation, le flux aqueux (A2) comprenant la vanilline ou ses dérivés peut être concentré de manière à ce que la concentration en vanilline ou ses dérivésdans le flux aqueux soit comprise entre 5% et 60% en poids.
Alternativement, le flux aqueux (A2) peut être soumis à une étape de précipitation. La précipitation de la vanilline ou ses dérivés est en général réalisée à une température comprise entre 0°C et 6°C. Lors de la précipitation, le pH du flux aqueux (A2) peut être ajusté pour atteindre une valeur comprise entre 5 et 8. Un précipité (P) de vanilline ou ses dérivés est obtenu.
Le précipité (P) peut être soumis à au moins une étape de cristallisation telle que décrite ci-dessus.
Dans le cadre de la présente invention, préalablement aux étapes de cristallisation et/ou de précipitation, le flux aqueux (A2) peut optionnellement être traité sur charbon ou sur résine, tels que décrits notamment dans la demande WO 2011/039331.
Avantageusement, la vanilline ou ses dérivés, obtenus à l’issue du procédé selon la présente invention, présente généralement une couleur en solution éthanolique à 10% en poids inférieure ou égale à 150 Hazen, de préférence inférieure ou égale à 100 Hazen, et très préférentiellement inférieure ou égale à 50 Hazen. Par ailleurs la vanilline ou ses dérivés obtenus à l’issue du procédé de purification selon la présente invention présente des propriétés organoleptiques conformes.
Soit un moût de fermentation stabilisé tel que défini dans le Tableau 1 est soumis à un procédé de purification tel que décrit ci-après.
Tableau 1 : Composition du moût de fermentation
Biomasse 1,5 % en poids
Vanilline 2 % en poids
Eau 95 % en poids
Autres composés 1,5% en poids
La biomasse est séparée de la phase aqueuse par diafiltration tangentielle sur une membrane en céramique avec un diamètre de pore de 0,2 µm. L’ajout de 2 dia-volumes permet d’obtenir un rendement en vanilline >95%.
La solution aqueuse obtenue, séparée de la biomasse, est salifiée à pH=8.5 puis concentrée par osmose inverse. Cette dernière solution de vanilline, sous forme salifiée et concentrée, est lavée par son volume équivalent d’acétate d’isopropyle afin d’éliminer les composés organiques non salifiés. La vanilline sous forme salifiée est ensuite précipitée par diminution du pH à 5, puis filtrée et lavée à l’eau avant d’être séchée et broyée.
La pureté de la vanilline obtenue est de 98% et présente de bonnes propriétés organoleptiques.

Claims (8)

  1. Procédé de purification d’un moût de fermentation (M), obtenu par un procédé biotechnologique, comprenant de la biomasse et de la vanilline ou ses dérivés en solution aqueuse, pour la préparation d’une vanilline ou ses dérivés cristallisés, caractérisé en ce que tout au long du procédé de purification, la vanilline ou ses dérivés sous forme protonée ou salifiée restent en solution aqueuse.
  2. Procédé de purification selon la revendication 1 comprenant une étape (a) de séparation de la biomasse de la biomasse d’un moût de fermentation (M) d’un flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés.
  3. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 comprenant en outre une étape (a0) de stabilisation du moût de fermentation (M).
  4. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés est soumis à au moins une étape de filtration telle que filtration frontale ou filtration tangentielle, en particulier filtration sur membrane, telle que microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration, ou osmose inverse pour permettre d’obtenir un flux aqueux (A2) comprenant la vanilline ou ses dérivés, sous forme protonée ou salifiée.
  5. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le flux aqueux (A1) comprenant la vanilline ou ses dérivés, sous forme salifiée est soumis à une étape d’extraction liquide-liquide pour permettre d’obtenir un flux aqueux (A2) comprenant la vanilline ou ses dérivés, sous forme protonée ou salifiée.
  6. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que ledit procédé comprend au moins une étape de cristallisation de la vanilline ou ses dérivés contenue dans le flux aqueux (A2).
  7. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que ledit procédé comprend au moins une étape de précipitation de la vanilline ou ses dérivés contenue dans le flux aqueux (A2).
  8. Procédé de purification selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la vanilline ou ses dérivés obtenus présentent une couleur en solution éthanolique à 10% en poids inférieure ou égale à 150 Hazen, de préférence inférieure ou égale à 100 Hazen, et très préférentiellement inférieure ou égale à 50 Hazen.
FR2102537A 2021-03-15 2021-03-15 Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique Pending FR3120628A1 (fr)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2102537A FR3120628A1 (fr) 2021-03-15 2021-03-15 Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique
US18/550,931 US20240158329A1 (en) 2021-03-15 2022-03-15 Method for purifying vanillin or derivatives thereof obtained by a biotechnological method
BR112023018065A BR112023018065A2 (pt) 2021-03-15 2022-03-15 Método para purificar vanilina ou derivados da mesma obtidos por um método biotecnológico
EP22715591.8A EP4308536A1 (fr) 2021-03-15 2022-03-15 Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique
PCT/EP2022/056761 WO2022194901A1 (fr) 2021-03-15 2022-03-15 Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique
CN202280019653.7A CN116940547A (zh) 2021-03-15 2022-03-15 用于纯化通过生物技术方法获得的香草醛或其衍生物的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2102537 2021-03-15
FR2102537A FR3120628A1 (fr) 2021-03-15 2021-03-15 Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3120628A1 true FR3120628A1 (fr) 2022-09-16

Family

ID=75690515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2102537A Pending FR3120628A1 (fr) 2021-03-15 2021-03-15 Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240158329A1 (fr)
EP (1) EP4308536A1 (fr)
CN (1) CN116940547A (fr)
BR (1) BR112023018065A2 (fr)
FR (1) FR3120628A1 (fr)
WO (1) WO2022194901A1 (fr)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2745796A (en) 1953-10-21 1956-05-15 Aschaffenburger Zellstoffwerke Method of recovering vanillin
DE1132113B (de) 1959-07-09 1962-06-28 Aschaffenburger Zellstoffwerke Verfahren zur Reinigung von Vanillin
US5017388A (en) 1989-06-20 1991-05-21 Haarmann & Reimer Gmbh Process for the preparation of vanillin
EP0885968A1 (fr) 1997-06-19 1998-12-23 Givaudan-Roure (International) S.A. Procédé pour la préparation de vanilline
WO2011039331A1 (fr) 2009-10-02 2011-04-07 Rhodia Operations Procede de separation de composes phenoliques sous forme salifiee
WO2013022881A1 (fr) 2011-08-08 2013-02-14 International Flavors & Fragrances Inc. Compositions et procédés de biosynthèse de la vanilline ou d'un bêta-d-glucoside de vanilline
WO2014114590A1 (fr) 2013-01-24 2014-07-31 Rhodia Operations Procédé de purification de la vanilline naturelle
EP2791098A1 (fr) 2011-12-15 2014-10-22 Rhodia Operations Procede de purification de la vanilline par extraction liquide-liquide
US20180142270A1 (en) * 2015-07-27 2018-05-24 Xiamen Oamic Biotechnology Co., Ltd. Streptomyces psammoticus and methods of using the same for vanillin production

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2745796A (en) 1953-10-21 1956-05-15 Aschaffenburger Zellstoffwerke Method of recovering vanillin
DE1132113B (de) 1959-07-09 1962-06-28 Aschaffenburger Zellstoffwerke Verfahren zur Reinigung von Vanillin
US5017388A (en) 1989-06-20 1991-05-21 Haarmann & Reimer Gmbh Process for the preparation of vanillin
EP0885968A1 (fr) 1997-06-19 1998-12-23 Givaudan-Roure (International) S.A. Procédé pour la préparation de vanilline
WO2011039331A1 (fr) 2009-10-02 2011-04-07 Rhodia Operations Procede de separation de composes phenoliques sous forme salifiee
WO2013022881A1 (fr) 2011-08-08 2013-02-14 International Flavors & Fragrances Inc. Compositions et procédés de biosynthèse de la vanilline ou d'un bêta-d-glucoside de vanilline
EP2791098A1 (fr) 2011-12-15 2014-10-22 Rhodia Operations Procede de purification de la vanilline par extraction liquide-liquide
WO2014114590A1 (fr) 2013-01-24 2014-07-31 Rhodia Operations Procédé de purification de la vanilline naturelle
US20180142270A1 (en) * 2015-07-27 2018-05-24 Xiamen Oamic Biotechnology Co., Ltd. Streptomyces psammoticus and methods of using the same for vanillin production

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AZADBAKHT ET AL., INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY, vol. 1, no. 4, 2004, pages 535 - 537
SILVA E A B D ET AL: "An integrated process to produce vanillin and lignin-based polyurethanes from Kraft lignin", CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 87, no. 9, 1 September 2009 (2009-09-01), pages 1276 - 1292, XP026613645, ISSN: 0263-8762, [retrieved on 20090814], DOI: 10.1016/J.CHERD.2009.05.008 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP4308536A1 (fr) 2024-01-24
WO2022194901A1 (fr) 2022-09-22
CN116940547A (zh) 2023-10-24
US20240158329A1 (en) 2024-05-16
BR112023018065A2 (pt) 2023-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2669635A1 (fr) Procede de fabrication d'hydroxymethylfurfural (hmf) du purete elevee.
EP3580195B1 (fr) Procede de purification de la vanilline naturelle
EP0168095B1 (fr) Procédé pour l'extraction de poly-beta-hydroxybutyrates au moyen d'un solvant à partir d'une suspension aqueuse de microorganismes
EP3684487B1 (fr) Procédé de séparation des composés furaniques, en particulier le 5- hydroxymethylfurfural, du dimethoxysulfoxyde par des extractions liquide- liquide
EP2791098B1 (fr) Procede de purification de la vanilline par extraction liquide-liquide
EP2032514B1 (fr) Procédé de préparation d'hydroquinone purifiée
EP0461096B1 (fr) Procédé de fabrication de N-phénylmaléimide
CA1169092A (fr) PROCEDE POUR LA FABRICATION DE L'ACIDE .beta.- HYDROXYBUTYRIQUE ET DE SES OLIGOCONDENSATS
FR2802923A1 (fr) Procede de preparation d'une composition d'ester d'acide lactique et son utilisation en tant que solvant
EP3008059A1 (fr) Procédé pour la préparation d'acétals cycliques alkyl à longues chaînes, à base de sucres
FR3120628A1 (fr) Procédé de purification de vanilline ou ses dérivés obtenus par un procédé biotechnologique
EP2313389B1 (fr) Procede d'obtention de lactide
WO2022194772A1 (fr) Procédé de purification de vanilline ou d'un dérivé de vanilline obtenus par un procédé biotechnologique
WO2022194771A1 (fr) Procede de purification de vanilline ou d'un derive de vanilline obtenus par un procede biotechnologique
EP2542520B1 (fr) Procédé d'obtention de compositions de biosolvants par estérification et compositions de biosolvants obtenues
FR3131314A1 (fr) Procédé de production d’une solution aqueuse de 2,5-diformylfurane (DFF)
FR3131312A1 (fr) Procédé de production d’une solution aqueuse de 2,5-diformylfurane (DFF) de pureté élevée
FR3131309A1 (fr) Procédé de production d’une solution aqueuse d’au moins un composé furanique
FR3134582A1 (fr) Procédé de préparation d’un composé de formule (I) par fermentation
EP4367124A1 (fr) Procédé de préparation de diosmine et de fraction flavonoïque
WO2024052285A1 (fr) Procede de fabrication d'acides carboxyliques alpha-beta insatures biosources a partir de poly(3-hydroxyalcanoate) contenu dans de la biomasse
FR3131311A1 (fr) Procédé de production d’une solution aqueuse d’au moins un composé furanique de pureté élevée
BE558730A (fr)

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20220916

CA Change of address

Effective date: 20221102

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4