MX2007009899A - Metodos para fabricar jarabes. - Google Patents

Abstract

Se provee metodos para elaborar jarabes sustancialmente puros que comprende hacer reaccionar uno o mas sustratos en una concentracion de al menos 40% p/p con al menos una enzima de sucrosa alterna a una temperatura mayor de 45??C.

Description

MÉTODOS PARA FABRICAR JARABES Antecedentes de la Invención Se conocen los jarabes de maíz para el uso en la producción de bebidas (por ejemplo, bebidas deportivas) y otras aplicaciones alimenticias. Sería deseable, sin embargo, tener disponible para el uso en bebidas y otras aplicaciones alimenticias, según lo requerido, un producto que tenga dulzura y funcionalidad, que sea similar al jarabe de maíz, que conserve un índice glucémico inferior. Breve Descripción de la Invención Se proporcionan en la presente métodos eficientes para fabricar jarabes glucémicos bajos (LGS, por sus siglas en inglés) sustancialmente claros que comprenden oligosacáridos alternantes. Estos jarabes tienen un índice glucémico relativamente bajo y son adicionalmente útiles en las aplicaciones donde se desea aumentar la claridad. Estas cualidades son particularmente benéficas en las formulaciones alimenticias y de bebidas. En algunas modalidades los métodos para fabricar los LGS sustancialmente claros implican hacer reaccionar uno o más sustratos (sucrosa inicial y uno o más aceptadores iniciales seleccionados de un azúcar o alcohol de azúcar que tienen grupos hidroxilo libres en una o más de las posiciones de carbono números 2, 3 y 6, que pueden aceptar una unidad de glucosa a partir de la sucrosa) a una concentración de por lo menos aproximadamente 40% p/p con por lo menos una enzima de sucrosa alternante a temperaturas de más de 45°C. En las modalidades adicionales, el sustrato está a una concentración de por lo menos aproximadamente 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, ó 55% p/p. En las modalidades adicionales el sustrato y la enzima se pueden hacer reaccionar a temperaturas de más de 46, 47, 48, 49, 50, ó 51°C. En algunas modalidades los métodos implican hacer reaccionar una o más de sucrosas alternantes con el sustrato durante un período de tiempo relativamente corto, tal como menos de 12 horas, o menos de 11, 10, 9, 8, ó 7 horas. Los LGS sustancialmente claros fabricados a temperaturas mayores de 45°C y a concentraciones de sustrato de por lo menos 40% p/p, son por lo general visualmente más claras en comparación a los jarabes fabricados a temperaturas inferiores y a una concentración de sustrato inferior. La claridad también se puede determinar usando el procedimiento de prueba descrito en la presente. En algunas modalidades los LGS sustancialmente claros cuando se ajusta a una concentración de 20% p/p exhibirá una transmisión a 650 nm de más de 93%, o más de 94, 95, 96, 97, 98, ó 99%. En algunas modalidades los LGS sustancialmente claros comprenden menos de 0.5% de alternantes que es más que DP 12 (grado de polimerización de las unidades de glucosa).

En algunas modalidades, los métodos proporcionan LGS sustancialmente claros que tienen una viscosidad baja, tal como una viscosidad de menos de 14,000 CPS a 80°F y a una concentración sólida seca de 77%. En otras modalidades los LGS sustancialmente claros cuando se miden a 80°F y a una concentración sólida seca de 77%, exhibirá una viscosidad de menos de 10,000, 9,000, 8,000, 7,000, 6,000, 5,000 ó 4,000 cps.

En algunas modalidades la enzima de sucrosa alternante se puede fabricar a partir de métodos recombinantes tal como los descritos en el documento US 6,570,065. En las modalidades adicionales la enzima recombinante será más pequeña o truncada en comparación a la enzima extensa "Characterization of alternansucrase from Leuconostoc mesenteroides NNRL B-1355: rational and random approach to design of novel glucansucrase" Gilíes Joucla, Doctroal Dissertation, Ingenier INSA, Toulouse, Francia, 2003. En otro aspecto, la invención proporciona un método para fabricar un alimento o bebida, que comprende mezclar uno o más ingredientes con un jarabe sustancialmente claro fabricado poniendo en contacto uno o más sustratos a una concentración de por lo menos 40% p/p con por lo menos una enzima de sucrosa alternante a una temperatura de más de 45°C. Éstos y otros objetivos y ventajas de ia presente invención serán evidentes para los expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada y reivindicaciones.

Descripción Detallada de la Invención /. Método Para Fabricar los Jarabes Los LGS sustancialmente claros descritos en la presente exhiben una variedad de características físicas. Más específicamente, los oligosacáridos alternantes se pueden producir a partir de un aceptador y sucrosa que se hacen reaccionar con una o más enzimas de sucrosa alternante que transferirán las unidades de glucosa de la sucrosa a un carbohidrato aceptador y liberarán fructosa y oligosacáridos de glucosa de varias longitudes. El producto resultante puede tener un nivel de dulzura similar a la de un jarabe de maíz, y una sensación bucal y funcionalidad similares a jarabe de maíz. Además, y más significativamente para los presentes métodos, el producto resultante se puede caracterizar en algunas modalidades por tener un índice glucémico inferior en comparación a la combinación de los sustratos (sucrosa y aceptadores) que no se hacen reaccionar con la enzima. Estos jarabes son referidos como jarabes glucémicos bajos sustancialmente claros (LGS). El aceptador se puede seleccionar del grupo que consiste de un azúcar o alcohol de azúcar que tiene grupos hidroxilo libres a en uno o más posiciones carbono números 2, 3 y 6 que pueden aceptar una unidad de glucosa de la sucrosa. El aceptador puede estar en forma de jarabe o sólidos de jarabe. Los ejemplos de jarabes o sólidos de jarabe convenientes para el uso en la presente son maltosa, maltotriosa, panosa, jarabe de maíz de maltosa alto (por encima del 40%), jarabe de maíz de DE medio a bajo (dextrosa equivalente), rafinosa, celobiosa, maltitol, maltotriosa, maltotetrosa, glucosa, isomaltosa, isomaltitol, jarabe de cebada y sólidos de jarabe, jarabe de arroz y sólidos de jarabe, lactosa, permeato de suero, jarabe de almidón de tapioca y sólidos de jarabe, nigerosa, kojibiosa, isomaltooligosacárido, jarabe de almidón hidrogenado, jarabe de almidón de papa y sólidos de jarabe, jarabe de maíz y sólidos de jarabe, y similares. Los ejemplos de jarabes que son convenientes para el uso en las mezclas son, pero no se limitan a, SATINSWEET™, disponible de Cargill, Incorporated, que contiene un mínimo de maltosa de 55 a 70% en peso y 45 a 30% en peso de glucosa y otros oligómeros que contienen glucosa. En una encarnación, el jarabe o sólidos de jarabe usados comprenden una cantidad de aproximadamente 2 a aproximadamente 99% en peso de maltosa. Las enzimas de sucrosa alternante que se pueden utilizar en la reacción para producir LGS incluyen, pero no se limitan a, cepas de Leuconostoc Mesenteroides (LM) NRRL B 1355, 23185, 23186, 23188, 23311, 21297, 30821, 30894 y otras enzimas proporcionadas en la presente. Estas enzimas se pueden clonar y expresar de forma recombinante, tal como lo descrito en Gilíes Joucla, Doctroal Dissertation, Ingenier INSA, Toulouse, Francia, 2003. Estas cepas se pueden cultivar y las enzimas se pueden aislar usando cualquier método conocido en la técnica, tal como los métodos proporcionados posteriormente. Las características físicas de los jarabes producidos, se pueden alterar usando diferentes condiciones de reacción. Por ejemplo, un LGS sustancialmente claro se puede producir haciendo reaccionar una o más de las enzimas de sucrosa alternante en una reacción con la concentración relativamente alta de sucrosa y aceptador. Por otra parte, la eficiencia de la reacción se puede aumentar mediante la reacción a una temperatura de más de 45°C. Esto permite que se necesite menos enzima para lograr la finalización (cuando el sustrato restante es < 2% de la base p/p total de carbohidratos) de la reacción, y la reacción se puede finaliza en un período de tiempo más corto. Por ejemplo, la reacción, se puede realizar a una temperatura de más de 45°C durante un período de menos de 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, o menos de 20 horas. La temperatura aumentada también puede disminuir el riesgo de contaminación microbiana en algunas modalidades. Las características de los LGS se pueden alterar controlando la relación de la sucrosa al aceptador. Generalmente, el índice glucémico de los LGS sustancialmente claros disminuirá mientras que la relación de sucrosa al aceptador aumenta hasta una relación de aproximadamente 12:1. Por ejemplo, se espera que un producto fabricado usando una relación de 1:1 (sucrosa al aceptador) tenga un índice glucémico superior que el de un producto fabricado usando una relación de 4:1 (sucrosa al aceptador). En algunas modalidades se utiliza una relación de aproximadamente 8:1 a aproximadamente 11:1. En otras modalidades, los métodos comprenden la fabricación de LGS usando relaciones de sucrosa al aceptador de por lo menos 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, y 10:1. Por consiguiente, la invención también proporciona los productos alimenticios y de bebida fabricados mediante tales métodos. Los LGS también se pueden caracterizar por las uniones entre las moléculas de glucosa en el oligosacárido de glucosa. En algunas modalidades el oligosacárido de glucosa tiene uniones alfa 1,3 y alfa 1,6. En algunas modalidades, el oligosacárido de glucosa también contiene otras uniones tal como alfa 1,4. En algunas modalidades los LGS tendrán por lo menos 20% de uniones alfa 1,3. En otras modalidades los LGS tendrán por lo menos 20% de uniones alfa 1,3 y por lo menos 20% de uniones alfa 1,6. En algunas modalidades, los LGS sustancialmente claros se procesan posteriormente para elimina una porción de, o toda la fructosa, así se produce un LGS que no tiene fructosa. La fructosa se puede eliminar de los LGS usando cualquier método conocido en la técnica, por ejemplo usando la cromatografía en columna. Generalmente, los LGS contienen menos de 50% de fructosa. Los LGS sustancialmente claros y/o LGS sin fructosa se pueden hidrogenar adicionalmente para fabricar un jarabe no reducido.

En otras modalidades se proporciona un oligo-alternante con un grado de polimerización de 7 a 12 que es un carbohidrato lento pero completamente digerible que hace al LGS un endulzante único que ofrece una respuesta glucémica baja y energía prolongada sin malestar intestinal o efectos secundarios. Las cepas NRRL B 30821 y NRRL B 30894 son mutantes constitutivos de la cepa NRRL B 21297 (Leathers y col., 1997) generados por mutagénesis química. Por lo tanto, ya no se requiere sucrosa para inducir la producción máxima de la sucrosa alternante en la cepa NRRL B 30821. // Productos y mezclas que Incluyen un Jarabe Glucémico Bajo Sustancialmente Claro (LGS) Los LGS sustancialmente claros descritos en la presente se pueden mezclar con uno o más de una variedad de otros ingredientes y se pueden vender a los formuladores como mezclas, o los componentes para las mezclas se pueden proporcionar al formulador por separado y el formulador puede mezclarlos mientras se fabrica un producto alimenticio final. Los LGS sustancialmente claros se pueden mezclar con uno o más de otros ingredientes tal como vitaminas, minerales, alcoholes de azúcar, endulzantes de alta intensidad, saborizantes, mejoradores del sabor, y otros endulzantes convencionales para proporcionar el impacto nutricional deseado así como el sabor deseado. Se espera que la creación de mezclas con LGS sustancialmente claros mejore la homogeneidad de los productos finales.

Las vitaminas que se pueden mezclar con LGS sustancialmente claros incluyen cualquiera de un grupo de sustancias orgánicas distintas de las proteínas, carbohidratos, grasas, minerales, y sales orgánicas que son esenciales para el metabolismo normal, crecimiento, y desarrollo del cuerpo. Las vitaminas incluyen compuestos tal como A, D, E, I, biotina, colina, ácido fólico, y ácido nicotínico. Los compuestos minerales que se pueden mezclar con LGS sustancialmente claros incluyen los compuestos inorgánicos de los elementos minerales, que constituyen los constituyentes minerales del cuerpo. Las sales minerales y el agua se excretan diariamente del cuerpo y, por lo tanto, se necesitan reponer. Éstas se deben sustituir a través del consumo de alimentos o suplementos. Los ejemplos de minerales incluyen Ca, Fe, P, Na, Cu, K, y Mg. Los sabores y/o mejoradores del sabor también se pueden mezclar con los LGS. Por ejemplo ácido dihidroxibenzoico (DHB, incluyendo todos los isómeros) así como los sabores tal como hierbabuena, cacao, y vainilla. Los alcoholes de azúcar se pueden mezclar con LGS y utilizarse para proporcionar dulzura a un producto alimenticio particular y en muchos casos el alcohol de azúcar no contribuirá significativamente al contenido calórico del producto en comparación a los endulzantes convencionales. Los alcoholes de azúcar son caracterizados por la presencia de un grupo hidroxilo en un azúcar de cetosa o azúcar de hexosa. Los ejemplos de alcoholes de azúcar que se pueden mezclar con los endulzantes de LGS descritos en la presente incluyen sorbitol, manitol de lo, xilitol, lactitol, maltitol, isomalt, hidrolisato del almidón hidrogenado, y eritriol. Los LGS descritos en la presente también se pueden mezclar con endulzantes de alta intensidad. Los endulzantes de alta intensidad son agentes que exhiben propiedades de endulzantes a concentraciones muy bajas. Los ejemplos de endulzantes de alta intensidad que se pueden mezclar con las composiciones de LGS descritas en la presente incluyen sacarina, ciclamato, aspartame, monatin, alitamo, acesulfamo de potasio, sucralosa, taumatin, esteviosida, y glicinizina. Los ejemplos adicionales de usos y productos que se pueden fabricar usando LGS sustancialmente claros se incluyen en el documento WO2004023894A1 y WO2005089483A2, que se incorporan por referencia en la presente. Los siguientes ejemplos proporcionan modalidades específicas y un experto en la técnica reconocerá que estos ejemplos se proporcionan con el propósito solamente de ilustración, no se interpretará como una limitación del alcance que se reivindica de cualquier manera. Ejemplos Ejemplo 1, Método Para Fabricar una Solución Enzimática Las preparaciones enzimáticas fueron generadas haciendo crecer Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 30821 o NRRL B 30894, en un medios que contiene 10 g/l de extracto de levadura, 5 g/l de fosfato de potasio, 0.2 g/l de sulfato de magnesio (heptahidrato), 0.1 g/l de sulfato de manganeso (monohidrato), 0.02 g/l de cloruro de calcio, 0.01 g/l de cloruro de sodio, 0.01 g/l de sulfato ferroso (heptahidrato) y 20-40 g/l de glucosa de varias fuentes. El cultivo de Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 21297 se hizo crecer en el mismo medio excepto con 2% de sucrosa y 2% de jarabe de maiz de maltosa alto (65% maltosa) como la fuente de carbono. Los cultivos se hicieron crecer a 27-30°C y con control de pH a 6.0 (con 10% NaOH) hasta que se consumió el carbohidrato. Una vez que se agotó la fuente de carbono, las células se eliminaron por centrifugación a 12,200 x g a 4°C durante 30 minutos. El supernadante de cultivo clarificado se concentró por ultrafiltración a través de una membrana cortada de 50,000 de peso molecular (50 kD MWCO) para obtener un concentrado enzimático de diez veces por volumen. Las cepas NRRL B 30821 y NRRL B 30894 se derivaron Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 21297 por mutagénesis química y expresan sucrosa alternante constitutiva cuando se hacer crecer en un medio de glucosa. Ejemplo 2, Análisis para Determinar la Digestibilidad La digestibilidad del jarabe resultante fue determinada por un análisis de digestión in vitro. 2 ml de 8% del jarabe de prueba se mezclaron con 10 µl de glucoamilasa (Optidex L-400 de Genencor International, Palo Alto, CA), y 2 ml de 0.019 M de amortiguador de acetato, pH = 4.5, y se incubaron a 60°C durante 16-20 horas. Después de la digestión, se extrajeron 2 ml de jarabe y se mezclaron con 2 ml de 0.05 M de amortiguador de fosfato, pH = 6.5, 0.1 ml de 1% NaN3, y 0.1 g de polvo intestinal de rata (catálogo #1-1630, Sigma-Aldrich Fine Chemicals, St. Louis, MO, E.E.U.U.) y se incubaron a 37°C durante hasta 24 horas. En cada punto de tiempo, se mezclaron 0.5 ml de la mezcla con 1 ml de 1.2 N HCl para detener la reacción adicional. La cantidad de liberación de glucosa mediante glucoamilasa e hidrólisis de la enzima intestinal de rata, fue determinada por CLAR usando una columna de Aminex HPX-87H, disponible de Bio-Rad Laboratories (Hércules, CA), con 0.01N de ácido sulfúrico (normal) como la fase móvil a 0.6 ml/min y 60°C. La digestibilidad fue expresada como el % de glucosa liberada de los glucooligosacáridos totales y es calculada por la siguiente ecuación: % de liberación de glucosa teórica = [glucosa]/[fructosa]*0.45/0.55*100 Alternativamente, se puede omitir la etapa inicial de tratamiento de la glucoamilasa. Ejemplo 3, Análisis Enzimático y Definición de la Unidad A 2.5 ml de 40% (p/v) sucrosa a maltosa de una relación 9:1 y 0.1 ml de 1.5 M de amortiguador de citrato, pH 5.5, se agregó de 0.1 a 2.4 ml de enzima concentrada. El volumen se lleva a 5.0 ml con agua nanopura y las reacciones se incubaron a 37°C. Después de 1 hora, 0.5 ml de cada reacción se colocaron en un baño de agua a 90-100°C durante 5 minutos. Después de un período de enfriamiento corto, se agregó 1.0 ml de agua nanopura a las muestras de 0.5 ml y se agregaron 0.05-0.1 g de una mezcla de intercambio iónico que consiste de Dowex 66 y Dowex 88 (Dow Chemical Co., Midland, Ml). Las muestras se invirtieron durante 2-3 minutos y se filtraron a través de una filtro de nylon de 0.45 µm (Whatman, Clifton, NJ) en frascos para CLAR. Las muestras se someten a CLAR a través de una columna de carbohidrato HPX-87C (300m m x 7.8 mm) (Bio-Rad, Hercules, CA) a 85°C con agua como la fase móvil a 0.9 ml/min. Los cálculos se basaron en el área porcentual de fructosa en relación al área de los azúcares totales. El cálculo es como sigue: Porcentaje de fructosa* 1 g de azúcar total en 5 ml de reacción/1 h/volumen de caldo enzimático utilizado = g de fructosa/h/ml de actividad. Los valores entonces se convierten a µmol de fructosa/min/ml usando el peso de fórmula de fructosa y las conversiones métricas. Se define una unidad como la liberación de 1 µmol de fructosa/minutos a 37°C y los valores se reportan en U/ml. Ejemplo 4: Análisis del Perfil de Azúcar del Jarabe Glucémico Bajo El perfil del oligosacárido del jarabe glucémico bajo es analizado por un método de CLAR según lo descrito posteriormente. Una muestra del jarabe glucémico bajo se diluye con agua desionizada a 5-10% de sólidos secos, se eliminó la ceniza con resinas de intercambio iónico (Dowex 66/Dowex 88, Dow Chemical Co., Midland, Ml), y se filtra a través de un filtro de 0.45 micrones antes de la inyección en CLAR para el análisis del azúcar. La separación del oligosacárido es lograda usando dos columnas BioRad Aminex HPX-42A de 300-7.8 mm (Hércules, CA) en serie a 65°C y con un detector del índice de refracción. El agua se utiliza como el eluyente a un caudal de 0.2 ml/min. El cromatógrama de una muestra común del jarabe glucémico bajo (PDF8) se muestra en la figura 1. Los picos secuenciales mostrados en el cromatógrama se asignan como oligómeros de un grado de polimerización (DP, por sus siglas en ingles) en aumento. Por ejemplo, DP3 es un trisacárido y DP4 es un tetrasacárido. El pico que eluye en el tiempo más corto en el lado izquierdo más lejano, se asigna como un pico de polímero con un peso molecular de por lo menos 250,000. Ejemplo 5, Conversión Enzimática del Sustrato de Sucrosa/Maltosa (relación de Sucrosa:Maltosa = 9:1) al Jarabe Especialmente Claro a Altas Temperaturas Los LGS sustancialmente claros con digestibilidad lenta y viscosidad baja se pueden fabricar a temperaturas más altas que 45°C. A temperaturas elevadas, la velocidad de conversión de los sustratos de azúcar al jarabe claro se aumenta significativamente. Debido a la velocidad de reacción aumentada a altas temperaturas, se reducen significativamente el uso de la enzima, la longitud del tiempo de conversión y el riesgo de contaminación microbiana durante el proceso. Esto es de importancia particular en la producción comercial, ofreciendo ventajas económicas para la producción de los LGS sustancialmente claros. Una preparación enzimática fue obtenida de Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 30821 según lo descrito en el ejemplo 1.

La preparación enzimática tuvo una actividad de 92.5 Unidades/ml según lo definido en el ejemplo 3. La gravedad específica de la preparación enzimática y el agua se asume a 1 g/ml. La sucrosa cristalina y la maltosa, adquiridas de Sigma-Aldrich Fine Chemical (St. Louis, MO, E.E.U.U.), se mezclan en seco a una relación de sucrosa:maltosa de 9:1 en una base de peso seco y tierra en una moledora de café para obtener una mezcla de sustrato pulverizado homogéneo, referido de aquí en adelante como sustrato. El sustrato de azúcar se disolvió en agua desionizada a las concentraciones finales de 20, 30, 40 y 50% en peso-por-peso que incluye la adición de la preparación enzimática en tubos de prueba de polipropileno tapados de 50 ml. Una alícuota de 0.17 ml de la preparación enzimática se agregó a cada tubo de prueba, para producir dosificaciones enzímáticas variantes (tabla 1). El peso total del sustrato, agua y enzima fue de 8.50 g en cada tubo de prueba. Los tubos de prueba se colocaron en baños de agua establecidos a 37°C, 45°C, 50°C y 55°C durante 30 minutos para equilibrar la solución de sustrato a las temperaturas respectivas antes de la adición enzimática. Tabla 1. Concentración del Sustrato, Dosificación Enzimática y Cantidades de Sustrato y Agua Contenidas en Cada Tubo de Prueba. Se Agregó 0.17 ml de Enzima a Cada Tubo de Prueba (Equivalente a 15.7 Unidades Totales) Después de la adición de la preparación enzimática, los tubos de prueba se colocaron nuevamente en sus baños respectivos de agua a 37°C, 45°C, 50°C y 55°C. Después de la incubación de 20 horas, se extrajo una muestra pequeña de cada tubo de prueba. El sustrato restante en las muestras se analizó por CLAR según lo descrito en el ejemplo 3 excepto que el área porcentual del sustrato se calculó contra las áreas de azúcar total. La velocidad de reacción promedio durante la reacción de 20 horas se calculó como µmols del sustrato reducido por hora por unidad enzimática (µmols de sustrato/hr/unidad). La tabla 2, siguiente, proporciona los resultados de la reacción y muestra que las reacciones a una temperatura superior y a una concentración superior del sustrato mostraron una conversión superior del sustrato y una velocidad superior de reacción. Por lo tanto, un experto en la técnica apreciará que se necesita menos enzima para terminar la reacción en menos tiempo a temperaturas altas y a concentraciones altas de sustrato que a concentraciones inferiores de sustrato y a temperaturas inferiores. Por ejemplo, la utilización del 97% de sustrato se logró a una concentración de sustrato de 50% y a 50°C con 3.7 U/g de enzima, finalización con 98% de sustrato a una concentración del 40% y a 45°C con 4.63 U/g de enzima en comparación a la reducción del 98% de sustrato a una concentración del 30%, 37°C con 6.17 de U/g de enzima dentro de un período de 20 horas. Se requirió 9.25 U/g de enzima para terminar una reacción de concentración del 20% a 37°C. A partir de un punto de vista de operación industrial, las reacciones a una concentración alta de sustrato también ofrecen los beneficios del uso reducido de agua y energía. A partir de este experimento, un experto en la técnica también apreciará en que un período mucho más largo será requerido para finalizar las reacciones a una concentración alta de sustrato y a una temperatura baja (por ejemplo 37°C), debido a una velocidad de reacción lenta.

Tabla 2. Efectos de la Concentración de Sustrato y de la Temperatura Sobre la Conversión de Sustrato y la Velocidad de Reacción Ejemplo 5, Propiedades Químicas y Fisiológicas de los Jarabes Claros Fabricados a Temperaturas Altas Una preparación enzimática se obtuvo a partir de Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 30821 según lo descrito en el ejemplo 1. La preparación enzimática tuvo una actividad de 92.5 Unidades/ml según lo definido en el ejemplo 3. La gravedad específica de la preparación enzimática y del agua se asumió a 1 g/ml. La sucrosa cristalina y la maltosa, adquiridas de Sigma-Aldrich Fine Chemical (St. Louis, MO, E.E.U.U.), se mezclaron en seco a una relación de sucrosa:maltosa de 9:1 una base de peso seco y tierra en una moledora de café para obtener una mezcla del sustrato pulverizada homogénea, referida de aquí en adelante como sustrato. El sustrato de azúcar se disolvió en agua desionizada a concentraciones finales de 50 y 60% en peso-por peso incluyendo la adición de la preparación enzimática en tubos de prueba de polipropileno tapados de 50 ml. Las alícuotas de la preparación enzimática se agregaron a cada tubo de prueba para obtener las dosificaciones enzimáticas finales de 2 U/g, 5 U/g y 8 U/g. El peso total del sustrato, agua y enzima fue de 20 g en cada tubo de prueba. Los tubos de prueba se colocaron en baños de agua sometidos a 50°C durante 30 minutos para que la solución de sustrato sea equilibrada a las temperaturas respectivas antes de la adición enzimática. Después de 48 horas a 50°C, se analizó la composición de azúcar de las muestras usando una columna dual de CLAR Aminex HPX-42A descrita en el ejemplo 3. La digestibilidad de las muestras se determinó mediante el método descrito en el ejemplo 2. En general, los jarabes fabricados a una temperatura alta y a una concentración alta de sustrato, contuvieron menos polímero y más leucrosa, pero las cantidades similares de gluco-oligosacáridos (tabla 3). Debido a que la velocidad de digestión in vitro fue atribuida significativamente a los contenidos de oligosacáridos, los jarabes fabricados a temperatura alta y concentración alta de sustrato mostraron una digestibilidad in vitro similar a los fabricados a una temperatura baja y concentración baja de sustrato. Los resultados de la velocidad de digestión in vitro mostraron velocidades de digestión similares entre las muestras probadas. Bajo la misma condición de digestión, la maltosa o malto-oligosacáridos se digirieron al 100% dentro de un período de 8 horas (datos no mostrados).

Tabla 3. Perfil de Azúcar y Digestibilidad In Vitro del Jarabe Claro Fabricado a Temperaturas Altas en Comparación con los Fabricados a una Temperatura Baja I5 Ejemplo 6, Claridad de los Jarabes Fabricados a Temperaturas Altas Debido a las concentraciones reducidas de polímero, los 0 jarabes fabricados a temperaturas altas exhibieron otra característica importante, en la cual son claros. Las muestras de jarabe producidas a una concentración de sustrato del 20% (p/p) y a 37°C en Cargil Process Development Facility in Savage (MN, E.E.U.U.), PDF03, PDF04, PDF06, PDF08, 25 y PDFIO, se compararon a las producidas a una concentración de sustrato del 50% (p/p) y a 50°C. Una muestra producida a partir de PDF07 por ultrafiltración (50 kD MWCO) para eliminar el polímero alternante también se incluyó en la comparación. Todas las muestras se diluyeron con agua desionizada a partir del ~80% de sólido seco a 50, 40, 30, 20, 10 y 5% se sólido seco, y la transmisión de luz medida con un espectrofotómetro (Hewlett Packard, modelo 8453) a 650 nm usando una célula de 1 cm. Antes de medir la transmisión de las muestras de prueba el espectrofotómetro fue calibrado con agua desionizada. Según lo mostrado en la tabla 4, todas las muestras fabricadas a una concentración de sustrato del 20% y a 37°C excepto que PDF07 con el polímero eliminado por ultrafiltración tuvo una transmisión de luz de menos de 96.1% y tuvo una apariencia opaca a concentraciones de 40% de sólido seco o menos. Por el contrario, la muestra fabricada a temperatura alta fue tan clara como la con el polímero eliminado por ultrafiltración a través de un intervalo completo de concentración (de 0.5% de sólido seco a 85% de sólido seco).

Tabla 4. Transmisión de Luz de un Jarabe Fabricado a una Temperatura Alta en Comparación a los Fabricados a Temperatura Baja con o sin el Polímero Eliminado por Ultrafiltración.

Ejemplo 7, Jarabe Fabricado con NRRL B 30894 a Temperatura Alta La preparación enzimática a partir de la cepa Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 30821 y de la cepa NRRL B 30894 se fabrico de acuerdo al ejemplo 1. El lote de jarabe-PDF12 fue fabricado con 3 U/g de sustrato de la enzima a partir de Leuconostoc Mesenteroides NRRL B 30894 a 50°C y 50% de azúcar total en una relación de sucrosa a maltosa de 9. Los lotes de jarabe PDF6 y PDF7 se fabricaron con la enzima NRRL B 30821 a dosificación de 6 U/g de sustrato a 37°C y 20% de azúcar total con una relación de sucrosa a maltosa de 9. El análisis de digestión fue hecho según lo descrito en el ejemplo 2 sin la etapa de pre-tratamiento de glucoamilasa. La medición de la viscosidad se realizó a varias temperaturas con dos diferentes porciones de jarabe a 77% de sólido seco usando un Brookfield DV-E Viscometer (Brookfield Engineering Labs, Inc., Middleboro, MA). Los lotes de jarabe PDF6 y PDF7 fueron opacos y el lote de jarabe PDF12 fue un jarabe claro. El perfil de azúcar de los dos tipos de jarabes fabricados a una temperatura baja (PDF7) y alta (PDF12), se muestra en la tabla 6 y mostró que hubo ningún polímero presente en el jarabe PDF12. El jarabe claro tuvo una viscosidad significativamente inferior con respecto al jarabe opaco a los mismos niveles de sólido seco (tabla 7), y es digerido por el polvo intestinal de rata a una velocidad similar a la del jarabe opaco (tabla 8). 7"al /a 6: Perfil de Azúcar del Jarabe Claro y Opaco (en % de Azúcar Total) Tabla 7: Comparación de la Viscosidad del Jarabe Claro Contra el Jarabe Opaco (en Centipois por Segundo) a 77% de Sólido Seco 1 ra muestra 7530 3722 2166 1363 864 tambor 1 1744 1053 686 455 312 tambor 2 3478 1973 1195 756 503 tambor 3 1313 801 506 347 240 tambor 4b 1856 1134 713 474 309 tambor 5 3366 1898 1175 759 509 tambor 6 1263 766 499 344 237 recipiente 1 3225 1856 1150 857 586 Tabla 8: Velocidades de la Digestión del Jarabe Claro contra el Opaco (En % de Glucosa Liberada después de 0-24 Horas) Ejemplo 8, Jarabes Claros Fabricados a Temperaturas Altas con Preparaciones Enzimáticas a partir de Varias Cepas de Leuconostoc Las preparaciones enzimáticas se obtuvieron a partir de 3 diferentes cepas de Leuconostoc usando los métodos descritos en el ejemplo 1. Un total de 3 kg de sustrato de azúcar (sucrosa:maltosa= 9:1) se disolvieron en agua corriente a las concentraciones finales de 50% p/p de sólido seco o 52% p/p de sólido seco incluyendo la adición enzimática. Las reacciones se realizaron a 50°C o 52°C (siguiente tabla 9). Las alícuotas fueron extraídas al final de cada reacción y se determinaron sus perfiles de azúcar y su digestibilidad in vitro según lo descrito. Según lo mostrado en la tabla 9, todas las preparaciones enzimáticas finalizaron las reacciones. El jarabe resultante exhibió una composición química y velocidades de digestión in vitro similares. Tabla 9. Condición de Reacción, Perfil de Azúcar y Digestibilidad In Vitro de los Jarabes Fabricados a Temperaturas Altas

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un método para fabricar un jarabe sustancialmente claro, que comprende hacer reaccionar uno o más sustratos a una concentración de por lo menos 40% p/p con por lo menos una enzima de sucrosa alternante a una temperatura de más de 45°C para formar un jarabe sustancialmente claro.

2. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde por lo menos una sucrosa alternante y uno o más sustratos se mantienen a más de 45°C durante menos de 12 horas.

3. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde la enzima tiene una concentración de sustrato de menos de 8 unidades/gramos.

4. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde el jarabe a una concentración de 20% p/p tiene un transmisión a 650 nm de más de 93%.

5. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde el jarabe comprende menos de 0.5% de alternante que es mayor que DP12.

6. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde el jarabe tiene una viscosidad de menos de 14,000 cps a 80°F y 77% de concentración de sólido seco.

7. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde por lo menos una enzima de sucrosa alternante se obtiene a partir de la bacteria de ácido láctico.

8. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde por lo menos una enzima de sucrosa alternante se obtiene de Leuconostoc mesenteroides.

9. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde 5 por lo menos una enzima de sucrosa alternante se obtiene a partir de una cepa seleccionada del grupo que consiste de Leuconostoc mesenteroides NRRL B 1355, 23185, 23186, 23188, 23311, 21297, 30821, 30894.

10. El método de acuerdo a la reivindicación 1, en donde 10 por lo menos una enzima de sucrosa alternante se produce de forma recombinante.

11. Un jarabe fabricado de acuerdo al método de la reivindicación 1.

12. Una composición alimenticia o de bebida que I5 comprende el jarabe de la reivindicación 11.

13. Un método para fabricar un alimento o bebida, que comprende mezclar uno o más ingredientes con un jarabe sustancialmente claro fabricado haciendo reaccionar uno o más sustratos a una concentración de por lo menos 40% de p/p con 20 por lo menos una enzima de sucrosa alternante a una temperatura de más de 45°C.

14. El método de acuerdo a la reivindicación 13, en donde la bebida es una bebida deportiva.

15. El método de acuerdo a la reivindicación 13, en donde 25 por lo menos una enzima de sucrosa alternante se obtiene a partir de la bacteria de ácido láctico.

16. El método de acuerdo a la reivindicación 13, en donde por lo menos una enzima de sucrosa alternante se obtiene a partir de Leuconostoc mesenteroides.

17. El método de acuerdo a la reivindicación 13, en donde la enzima glucansucrosa se obtiene a partir de una cepa seleccionada del grupo que consiste de las cepas Leuconostoc mesenteroides NRRL B 1355, 23185, 23186, 23188, 23311, 21297, 30821, 30894.

18. El método de acuerdo a la reivindicación 13, en donde por lo menos una enzima de sucrosa alternante se produce de forma recombinante.

19. El método de acuerdo a la reivindicación 13, en donde por lo menos uno de los ingredientes es una vitamina,

20. El proceso de acuerdo a la reivindicación 13, en donde por lo menos uno de los ingredientes es un endulzante de intensidad alta.

21. Un alimento fabricado por el método de acuerdo a la reivindicación 13.

22. Una bebida hecha por el método de acuerdo a la reivindicación 13.