MX2011003975A - Derivados de alternano. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a ésteres de ácidos carboxílicos de alternano, a procedimientos para la preparación de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano y a composiciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano y al uso de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano. La invención se refiere a ésteres de ácidos carboxílicos de alternano que son emulsionantes.

Description

DERIVADOS DE ALTERNANO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a ésteres de ácidos carboxílicos de alternano, a procedimientos para la preparación de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano y a composiciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano y al uso de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El alternano (n° de registro CAS: 136510-13-9) ya se describió en 1954 por Jeanes (J. Am. Soc. 76, 5041-5052) como fracción de S-glucano producida extracelularmente a partir de Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1335. El alternano es un polisacárido compuesto por unidades de glucosa. Las unidades de glucosa están ligadas entre sí mediante enlaces glucosídicos alfa-1 ,6 y alfa-1 ,3, produciéndose estos dos tipos de enlace predominantemente de forma alterna (Miasaki y col., 1980, Carbohydr. Res. 84, 273-285). Además, el alternano puede comprender hasta aproximadamente el 10% de ramificaciones (Seymour y col., 1979, Carbohydrate Research 74, 41-62). Como el alternano tiene los enlaces glucosídicos alfa-1 ,3 que se producen de forma alterna con el alfa-1 ,6 en la cadena principal del polímero y enlaces glucosídicos alfa-1 ,6 sucesivos que se producen muy raramente, si se producen, se diferencia del dextrano, un polímero de glucosa que consiste en la cadena principal de predominantemente enlaces glucosídicos alfa-1 ,6 (n° de registro CAS: 9004-54-0). Por tanto, Cote y Robyt (1982, Carbohydr. Res. 101 , 57-74) introdujeron el nombre alternano que generalmente hoy en día todavía es válido para la fracción de S-glucano especificada a partir de Leuconostoc mesenteroides NRRL B-1335.

El alternano nativo tiene un peso molecular medio (Mw) de 106-107, es relativamente fácilmente soluble en agua y confiere una baja viscosidad a disoluciones acuosas (documento WO 03 010177).

Los derivados de alternano conocidos hasta ahora están limitados porque el peso molecular del alternano nativo se ha reducido por medio de procedimientos físicos y/o biológicos (enzimáticos).

Mediante la degradación del alternano nativo con la enzima isomaltodextranasa se ha preparado el llamado alternano límite (conocido análogamente a las dextrinas límite que se obtienen tras la degradación del almidón por medio de isoamilasa) que tiene un peso molecular medio de 3500. Las propiedades reológicas (viscosidad en disolución acuosa) del alternano límite se corresponden aproximadamente con las de la maltodextrina, es decir, el alternano límite confiere una baja viscosidad y es soluble en agua a altas concentraciones (> 80% en peso/volumen) (Cote y col., 1997, Capítulo 8 en: Spanier y col. (ed), "Chemistry of novel foods", Carol Steam, IL: Allured Publishing Corp., 95-110, ISBN 093171057X).

Tras la incubación de alternano nativo en presencia de hongos del género Penicillium, el peso molecular del alternano nativo es asimismo reducido (documento WO 03 010177). Dependiendo del tiempo de incubación se obtuvo el alternano con un peso molecular de 5-10x105 (tiempo de incubación de 4 días) o 1-5x104 (tiempo de incubación de 7 días). Las enzimas degradadoras de alternano no pudieron detectarse en los hongos usados para este fin, que significa que el mecanismo para reducir el peso molecular del alternano nativo mediante hongos del género Penicillium todavía no se ha explicado hasta ahora.

Además, el peso molecular promedio se ha reducido a menos de 106 mediante el tratamiento con ultrasonidos (Cote, 1992, Carbohydr. Polymers 19, 249-252).

El alternano con un peso molecular reducido que ha sido obtenido tras la incubación con hongos o que ha sido obtenido mediante tratamiento con untrasonidos tiene similitudes con la goma arábiga en lo que se refiere a su comportamiento reológico. A diferencia de la solubilidad en agua del alternano nativo (12%-15% en peso/volumen), es fácilmente soluble en agua (hasta el 50% en peso/volumen) y confiere una baja viscosidad a la disolución. Con respecto al comportamiento pseudoplástico, las disoluciones de alternano con un peso molecular reducido presentan una baja pseudoelasticidad y son líquidos aproximadamente newtonianos. A diferencia de la goma arábiga, ni el alternano nativo ni el alternano con un peso molecular reducido tienen propiedades emulsionantes. Debido a las propiedades reológicas especificadas, ambos derivados de alternano se proponen para el uso como agente de carga, en particular en alimentos que contienen hidratos de carbono (documento WO 03 010177).

Además, el alternano es un polímero que sólo es degradado por glucanasas específicas, Biley y col., 1994, Eur. J. Biochem. 226, 633-639. Tales glucanasas degradadoras de alternano son conocidas de algunos microorganismos. Por consiguiente, el alternano y el alternano con un peso molecular reducido se han propuesto como agente de carga hipocalórico para productos alimenticios (Cote y col., 1997, Capítulo 8 en: Spanier y col. (ed), "Chemistry of novel foods", Carol Steam, IL: Allured Publishing Corp., 95-110, ISBN 093171057X).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es proporcionar derivados de alternano. En comparación con el alternano nativo, los derivados de alternano tienen propiedades que los hacen adecuados para ciertas aplicaciones. Estos derivados de alternano son particularmente adecuados para uso en alimentos, productos farmacéuticos o productos cosméticos.

Este objeto se logra mediante las realizaciones citadas en las reivindicaciones.

Por tanto, la presente invención se refiere a ésteres de ácidos carboxílícos de alternano.

Sorprendentemente se ha encontrado que diversos ésteres de ácidos carboxílícos de alternano confieren viscosidades significativamente mayores a disoluciones acuosas que el alternano nativo que sólo confiere una baja viscosidad. Además, en disoluciones acuosas de diversos ésteres de ácidos carboxílícos de alternano hay una dependencia de la viscosidad conferida por ellos y la fuerza de cizallamiento que actúa sobre la disolución. Por tanto, las disoluciones de diversos ésteres de ácidos carboxílícos de alternano tales como, por ejemplo, ésteres de ácido succínico de alternano, son líquidos no newtonianos. El alternano nativo tiene un carácter de disolución típico de disoluciones newtonianas con bajas interacciones de los polímeros, mientras que los ésteres de ácido succínico de alternano a concentración idéntica son similares a gel, por tanto, se producen interacciones claramente reconocibles entre los polímeros. Por consiguiente, diversos ésteres de ácidos carboxílicos de alternano son particularmente adecuados como aditivos que confieren estructura en alimentos, productos farmacéuticos o productos cosméticos.

En relación con la presente invención, el término "alternano" o "alternano nativo" debe entenderse que significa un polímero que consiste en unidades de glucosa en el que las unidades de glucosa de la cadena principal están ligadas casi exclusivamente en un modo alterno por medio de enlaces alfa-1 ,6 y alfa-1 ,3. El alternano puede tener aproximadamente 10% de cadenas laterales que se forman por ramificaciones de las cadenas principales.

En relación con la presente invención, el término "éster de ácido carboxilico de alternano" debe entenderse que significa alternano que comprende moléculas de glucosa que tienen enlaces éster de ácido carboxilico. Las moléculas de glucosa del alternano pueden tener enlaces éster de ácido carboxilico en los grupos OH libres en la posición C-2, C-3, C-4 y/o C-6 de los átomos de carbono. Como resultado del tipo de unión alterna del alternano, en cada caso todos los grupos OH de las posiciones C-2 y C-4 de las moléculas de glucosa y en cada caso aproximadamente el 50% de los grupos OH de las posiciones C-3 y C-6 de las moléculas de glucosa están disponibles para la formación de un enlace éster. Por tanto, los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención comprenden predominantemente enlaces éster en las posiciones C-2, C-3, C-4 y/o C-6 de las moléculas de glucosa del polímero. Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano pueden representarse por la siguiente fórmula (fórmula 1): O II Alternano — O— C— R en la que R = H, un residuo alquilo de cadena lineal o ramificado que tiene 1 a 30 átomos de carbono que tiene preferentemente 1 a 11 átomos de carbono que puede llevar uno o más residuos oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino y/o halógeno, un residuo alquenilo de cadena lineal o ramificado que tiene 1 a 30 átomos de carbono que tiene preferentemente 1 a 11 átomos de carbono que puede llevar uno o más residuos oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino y/o halógeno, un residuo alcadienilo de cadena lineal o ramificado que tiene 1 a 30 átomos de carbono que tiene preferentemente 1 a 11 átomos de carbono que puede llevar uno o más residuos oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino, azufre y/o halógeno, un residuo alcatrienilo de cadena lineal o ramificado que tiene 1 a 30 átomos de carbono que tiene preferentemente 1 a 11 átomos de carbono que puede llevar uno o más residuos oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino, azufre y/o halógeno, un residuo alcatetraenilo de cadena lineal o ramificado que tiene 1 a 30 átomos de carbono que tiene preferentemente 1 a 11 átomos de carbono que puede llevar uno o más residuos oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino, azufre y/o halógeno, un residuo alquinilo de cadena lineal o ramificado que tiene 1 a 30 átomos de carbono que tiene preferentemente 1 a 11 átomos de carbono que puede llevar uno o más residuos oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino, azufre y/o halógeno, y/o un residuo arilo que puede llevar uno o más radicales oxo, hidroxi, carboxi y/o que puede estar sustituido con grupos amino, azufre y/o halógeno.

Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención también pueden ser ésteres con ácidos grasos saturados o mono o poliinsaturados.

En una realización preferida, los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención son ésteres de ácidos carboxílicos con los ácidos carboxílicos enumerados en la siguiente Lista 1 que pueden llamarse genéricamente ésteres de "nombre trivial" de alternano o ésteres de "nombre químico" de alternano en los que los términos "nombre trivial" o "nombre químico" están sustituidos por uno de los nombres enumerados bajo estos términos en la Lista 1 (por ejemplo, éster de ácido fórmico de alternano o éster de ácido matanoico de alternano).

Nombre trivial Nombre químico Acido fórmico (Acido metanoico) Acido acético (Acido etanoico) Acido glioxálico (Acido oxoacético) Acido propiónico (Acido propanoico) Acido láctico (Acido 2-hidroxipropanoico) Acido pirúvico (Acido oxopropanoico) Acido piválico (Acido 2,2-dimetilpropanoico) Acido acrílico (Acido 2-propenoico) Acido cinámico (Acido 3-fenilpropenoico) Acido benzoico (Acido monofenilmetanoico) Acido salicílico (Acido 2-hidroxibencenocarboxilico) Acido malónico (Acido 1 ,3-propanodioico) Acido tartárico (Acido 2,3-dihidroxibutanodioico) Acido succínico (Acido butanodioico, ácido succinílico) Acido octenilsuccínico (Acido 2-octen-1-ilsuccínico) Acido dodecenilsuccínico (Acido 2-dodecen-1-ilsuccínico) Acido mélico (Acido 2-hidroxibutanodioico) Acido aspártico (Acido 2-aminobutanodioico) Acido maleico (Acido c/s-butenodioico) Acido fumárico (Acido frans-butenodioico) Acido itacónico (Acido c s-metilenbutenodioico) Acido glutárico (Acido pentanodioico) Acido adípico (Acido 1 ,6-hexanodioico) Acido pimélico (Acido heptanodioico) Acido o-ftálico (Acido 1 ,2-bencenodicarboxílico) Acido m-ftálico (Acido 1 ,3-bencenodicarboxílico) Acido p-ftálico (Acido 1 ,4-bencenodicarboxílico) Acido cítrico (Acido 2-hidroxipropano-1 ,2,3-tricarboxílico) Acido butírico (Acido butanoico) Acido valérico (Acido pentanoico) Acido caproico (Acido hexanoico) Acido caprílico (Acido octanoico) Acido palmítico (Acido hexadecanoico) Acido esteárico (Acido octadecanoico) Acido cerótico (Acido hexacosanoico) Acido palmitoleico (Acido (9z)-hexadeca-9-enoico) Acido oleico (Acido (9z)-octadeca-9-enoico) Acido erúcico (Acido (13z)-docosa-13-enoico) Acido linoleico (Acido (9z, 12z)-octadeca-9, 12-dienoico) Acido alfa-lincleico (Acido (9z, 12z, 15z)-octadeca-9, 12,15-trienoico) Acido gamma-linoleico Acido (6z,9z,12z)-octadeca-6,9,12-trienoico Acido gamma-araquidónico Acido (5z,8z, 11 z, 14z)-eicosa-5,8, 1 1 ,14-tetraenoico Lista 1 Los ésteres de ácidos carboxílicos de aiternano según la invención son particularmente preferentemente ésteres de ácidos carboxílicos con ácidos dicarboxílicos tales como, por ejemplo, éster de ácido fumárico de aiternano (éster de ácido trans-butenodioico de aiternano), éster de ácido itacónico de aiternano (éster de ácido cis-metilenbutenodioico de aiternano), éster de ácido glutárico de aiternano (éster de ácido pentanodioico de aiternano) o éster de ácido itálico de aiternano (éster de ácido bencenodicarboxílico de aiternano ). Es obvio para el experto en la materia que particularmente los ésteres de ácidos carboxílicos de aiternano con ácidos di- o tricarboxílicos también pueden estar presentes como sales dependiendo de la composición de la disolución en la que están presentes. Por consiguiente, las sales de ésteres de ácidos carboxílicos de aiternano según la invención también se proporcionan por la presente invención. Los esteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención son particularmente preferentemente éster de ácido acético de alternano (éster de ácido etanoico de alternano), éster de ácido succínico de alternano (éster de ácido butanodioico de alternano, éster de ácido succinílico de alternano) o éster de ácido octenilsuccínico de alternano (éster de ácido 2-octen-1-ilsuccínico de alternano, éster de octenilsuccinato de alternano).

Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención pueden tener un grado de sustitución (GS) de 0,005 a 3. En una realización preferida, los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención tienen un grado de sustitución de 0,005 a 2,0, preferentemente de 0,008 a 1 ,0, particularmente preferentemente de 0,01 a 1 ,0, particularmente preferentemente de 0,01 a 0,5 y especialmente preferentemente de 0,01 a 0,04.

En relación con la presente invención, el término "grado de sustitución (GS)" debe entenderse que significa el grado de sustitución molar que indica cuántos moles de sustituyente están presentes en forma unida por mol de glucosa. Como todas las posiciones C-2 y C-4 y en cada caso aproximadamente el 50% de las posiciones C-3 y C-6 de las moléculas de glucosa de alternano pueden estar sustituidas, el grado máximo de sustitución es 3.

Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención tienen preferentemente un peso molecular promedio en peso (Mw) de 105 a 108, preferentemente de 06 a 108, particularmente preferentemente 5x106 a 108 y especialmente preferentemente de 5x106 a 5x107. Los procedimientos para determinar el peso molecular promedio en peso (Mw) son conocidos para el experto en la materia e incluyen, por ejemplo, procedimientos de determinación por medio de GPC (cromatografía de exclusión molecular) acoplada a procedimientos de detección correspondientes tales como, por ejemplo, MALLS (dispersión de luz láser a múltiples ángulos). Un procedimiento de determinación del peso molecular promedio en peso (Mw) preferido En relación con la presente invención se describe en Procedimientos generales, punto 3.

Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano pueden prepararse usando procedimientos conocidos para el experto en la materia análogamente a la derivatización de otros polímeros de hidratos de carbono tales como, por ejemplo, almidón o celulosa. Los procedimientos para la esterificación de almidones son conocidos para el experto en la materia y se describen, entre otros, en los documentos US 2.461.139, US 2.661.349, en "Starch Chemistry and Technology" Ed.: Whistler y Paschall, Academic Press, 1965, volumen I, Roberts, Capítulo XIX, 439-493, en "Starch Chemistry and Technology" Ed.: Whistler y Paschall, Academic Press, 1967, volumen II, Roberts, Capítulo XIII, 293-350 y Kruger y Rutenberg, Capítulo XV, 369-401. El almidón y la celulosa nativos son sustancias insolubles en agua que están derivatizadas tanto en forma nativa como en forma disuelta. Para esto se usa cualquier disolvente adecuado como, en el caso del almidón, éste se gelatiniza en primer lugar, debido a las temperaturas elevadas, en disoluciones acuosas o disuelto en disolventes adecuados (por ejemplo, formamida). Como el alternano es un polímero relativamente fácilmente soluble en agua, es posible preparar ésteres de ácidos carboxílicos de alternano en disoluciones acuosas, aunque también es posible usar otros disolventes (orgánicos) habituales tales como, por ejemplo, formamida. Por consiguiente, en comparación con la esterificación de, por ejemplo, almidón o celulosa, la preparación de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano ofrece la ventaja de que no se requieren etapas de procedimiento particulares para la disolución o suspensión antes de poder llevarse a cabo una esterificación.

Debido a su insolubilidad en agua, el almidón y la celulosa nativos se esterifican frecuentemente en suspensiones particuladas acuosas. Esto conduce, entre otras cosas, al hecho de que el grado de esterificación dentro de una partícula varíe desde fuera hacia adentro, es decir, el grado de enlaces éster disminuye de la superficie al interior de las partículas. Por el contrario, el alternano es relativamente fácilmente soluble en agua, que significa que tiene la ventaja de que cuando se lleva a cabo la reacción en disoluciones acuosas puede lograrse una distribución uniforme de los enlaces éster con respecto a las moléculas disueltas. El llevar a cabo la reacción de esterificación en disolución acuosa ofrece adicionalmente la ventaja de que no se producen disolventes orgánicos que tengan que separarse y/o disponerse por separado.

La esterificación de polímeros que consisten en unidades de glucosa tales como, por ejemplo, almidón, puede llevarse a cabo por diversos procedimientos, por ejemplo, mediante esterificación directa por medio de ácidos carboxilicos o mediante esterificación por medio de anhídridos carboxilicos, haluros de ácidos carboxilicos o ésteres vinílicos.

Para la esterificación por medio de los diversos procedimientos especificados, el alternano puede estar en forma de una disolución saturada. Se da preferencia al uso de una cantidad de alternano del 1 % al 18%, preferentemente del 3% al 15%.

El alternano usado en la reacción de esterificación puede tener diversos pesos moleculares. Puede ser alternano nativo, o alternano con un peso molecular reducido que ha sido reducido en su peso molecular enzimáticamente mediante el efecto de untrasonidos o mediante incubación con hongos.

Durante la esterificación directa con anhídridos carboxilicos, la reacción tiene lugar en disoluciones acuosas de ácidos carboxilicos. Preferentemente, para esto se usa un ácido carboxílico fuerte (por ejemplo, ácido fórmico), particularmente si van a lograrse altos grados de sustitución. Para aumentar la reactividad también es posible añadir catalizadores tales como, por ejemplo, ácido sulfúrico o haluros.

La reacción de alternano con anhídridos de ácidos carboxilicos o haluros de ácidos carboxilicos puede llevarse a cabo tanto en disoluciones acuosas alcalinas como llevarse a cabo en disoluciones a las que se le ha añadido un catalizador tal como, por ejemplo, piridina. Las reacciones catalizadas por piridina se llevan a cabo preferentemente en disolventes orgánicos (por ejemplo, formamida). Añadiendo piridina a la disolución es posible establecer un pH alcalino. Además, la piridina sirve aquí de catalizador de la reacción.

En comparación con otros polímeros que consisten en unidades de glucosa tales como, por ejemplo, almidón, el alternano ofrece la ventaja que tiene buena estabilidad en disoluciones durante un amplio intervalo de pH. Por el contrario, otros polímeros que consisten en unidades de glucosa, en particular almidones, tienen una estabilidad considerablemente menor que conduce a una significativa reducción en el peso molecular de estas sustancias durante la reacción de esterificación. Esto conduce frecuentemente a que estas sustancias que tienen un peso molecular demasiado bajo tras la esterificación presenten las propiedades que se supone que se logran por la reacción de esterificación. La estabilidad considerablemente mayor del alternano en comparación con otros polímeros que consisten en unidades de glucosa tales como, por ejemplo, almidón durante un amplio intervalo de la escala de pH permite, por ejemplo, una esterificación directa del alternano por medio de ácidos carboxílicos sin reducir considerablemente el peso molecular del alternano. Como dichos procedimientos para la esterificación de polímeros que consisten en unidades de glucosa se llevan a cabo en un medio ácido o básico y el alternano es estable en disoluciones durante un amplio intervalo de pH, en principio pueden usarse todos los procedimientos conocidos para el experto en la materia para la esterificación de polímeros que consisten en unidades de glucosa tales como, por ejemplo, almidón para preparar ésteres de ácidos carboxílicos de alternano.

La presente invención también engloba un procedimiento para la preparación de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano en el que el alternano se hace reaccionar con un agente esterificante. El agente esterificante es preferentemente un ácido carboxílico, un ácido carboxílico anhídrido, haluro de ácido carboxílico o un éster vinílico.

En lo que se refiere a la presente invención, los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano se preparan preferentemente disolviendo en primer lugar el alternano en agua y ajusfando el pH de esta disolución a un valor básico para activar la reactividad del alternano (procedimiento alcalino acuoso). Entonces se añade un agente esterificante a esta disolución. Con el fin de detener la reacción de esterificación, el pH de la mezcla de reacción puede reducirse a un nivel neutro o ligeramente ácido (por ejemplo, pH 6,0 a 6,5). Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano solubles en agua resultantes pueden entonces aislarse usando procedimientos conocidos para el experto en la materia. Un sencillo aislamiento es, por ejemplo, la precipitación de los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano con la ayuda de agentes de precipitación adecuados (por ejemplo, etanol). Para mejorar adicionalmente la pureza de los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano, éstos pueden lavarse una o más veces, después de la precipitación, usando disoluciones adecuadas (por ejemplo, que contienen etanol). Si se requiere puede tener lugar un secado de los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano (por ejemplo, a presión reducida, liofilización, secado por pulverización).

Los agentes de esterificación adecuados para el procedimiento alcalino acuoso son, además de los haluros de ácidos carboxílicos, en particular anhídridos de ácidos carboxílicos o ésteres vinílicos. En el caso del procedimiento alcalino acuoso, el pH de la disolución será superior a 7. La disolución se ajusta preferentemente a un pH entre 7 y 12, preferentemente de 7,5 a 10, particularmente preferentemente de 8 a 10 y especialmente preferentemente de 8,0 a 9,0.

Para activar el alternano y para ajustar el pH al valor preferido puede usarse cualquier agente alcalino deseado. Los agentes alcalinos adecuados son, por ejemplo, hidróxidos de metales alcalinos o metales alcalinotérreos o hidróxidos, óxidos o carbonatos de los principales grupos I y II de la tabla periódica de los elementos. Los agentes alcalinos son preferentemente hidróxido sódico, hidróxido potásico, hidróxido de calcio, hidróxido de amonio, hidróxido de magnesio, carbonato sódico o fosfato de trisodio. Se da preferencia particular al uso de hidróxido sódico.

Debido a que, como resultado de la reacción de esterificación y la participación de agentes alcalinos, el pH de la mezcla de reacción cae, debe controlarse mediante la adición adicional de un agente alcalino, particularmente si se desean altos grados de sustitución del alternano. La adición puede tener lugar tanto secuencialmente, por ejemplo si un cierto pH de la mezcla de reacción se encuentra por debajo del valor deseado, como continuamente. Alternativamente, el pH de la mezcla de reacción también puede controlarse mediante la adición continua o secuencial de una mezcla de agente esterificante y/o agente alcalino.

La reacción de esterificación puede llevarse a cabo a temperatura ambiente o incluso a temperaturas elevadas dependiendo del agente esterificante usado. Se da preferencia a llevar a cabo la reacción entre 20°C y 95°C, particularmente preferentemente entre 20°C y 80°C, especialmente preferentemente a 20°C a 60°C y específicamente preferentemente a 20°C a 40°C.

Los agentes esterificantes usados en el procedimiento alcalino acuoso son preferentemente anhídridos de ácidos carboxílicos o ésteres vinílicos. En los procedimientos según la invención se da preferencia a usar anhídridos de los ácidos carboxílicos especificados en la Lista 1 o anhídridos de ácidos grasos.

En un procedimiento posible alternativo, los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano se preparan añadiendo piridina a la disolución de reacción como catalizador. Para aumentar el grado de sustitución, la piridina puede añadirse en exceso. Los agentes esterificantes (agentes acilantes) adecuados en este procedimiento son los anhídridos de ácidos carboxílicos ya especificados. Los agentes esterificantes que pueden usarse en este procedimiento también son, especialmente en relación con ácidos grasos de cadena relativamente larga, haluros de ácidos carboxílicos, preferentemente cloruros de carbonilo. Los haluros de ácidos carboxílicos son preferentemente haluros de los ácidos carboxílicos especificados en la Lista 1 o haluros de ácidos grasos.

Para preparar ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano es posible o bien usar diferentes dichos agentes esterificantes al mismo tiempo en una reacción o bien es posible llevar a cabo diferentes dichos agentes esterificantes en reacciones sucesivas. Por tanto, la presente invención también se refiere a ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano. Los ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano son moléculas de alternano que tienen al menos dos grupos éster diferentes, caracterizándose los grupos éster diferentes porque su residuo R establecido en la fórmula 1 es diferente. Éstos son preferentemente moléculas de alternano que se han esterificado con en cada caso al menos dos de los ácidos carboxílicos especificados en la Lista 1 y/o con al menos dos ácidos grasos. Alternativamente, éstos son moléculas de alternano que se han esterificado con al menos un ácido carboxílico especificado en la Lista 1 y al menos un ácido graso.

Como ya se ha descrito, las disoluciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano pueden tener una viscosidad considerablemente mayor en comparación con disoluciones que comprenden alternano. Las disoluciones de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano, en particular ésteres de ácido succínico de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano, ° pueden formar geles por encima de una concentración (aproximadamente el 5% en el caso de ésteres de ácido succínico de alternano). Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano pueden tener adicionalmente la propiedad de que las disoluciones resultantes tienen poca turbidez. Los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano también puede servir para la estabilización de emulsiones (por ejemplo, ésteres de ácido succínico de alternano) o pueden usarse como emulsionante (por ejemplo, éster de ácido octeniisuccínico de alternano).

La invención proporciona además un emulsionante que es un éster de ácido carboxilico de alternano según la invención. El emulsionante es preferentemente un éster de ácido carboxilico de alternano con ácidos dicarboxílicos, particularmente preferentemente un éster de ácido carboxilico de alternano con ácidos dicarboxílicos que tienen 8 a 14 átomos de carbono, teniendo preferentemente 10 a 14 átomos de carbono; es particularmente preferentemente éster de ácido octeniisuccínico de alternano. El emulsionante según la invención tiene preferentemente un grado de sustitución (GS) de 0,001 a 0,05, preferentemente de 0,003 a 0,04, preferentemente de 0,008 a 0,03 y especialmente preferentemente de 0,01 a 0,03.

La invención proporciona además emulsiones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano según la invención como emulsionante. Las emulsiones según la invención son preferentemente emulsiones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano con ácidos dicarboxílicos, particularmente preferentemente emulsiones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano con ácidos dicarboxílicos que tienen 8 a 14 átomos de carbono, teniendo preferentemente 10 a 14 átomos de carbono; son particularmente preferentemente emulsiones que comprenden ésteres de ácido octeniisuccínico de alternano.

En relación con la presente invención, el término emulsión deberá entenderse que significa una mezcla finamente dividida de dos sustancias normalmente inmiscibles sin separación visible. Las mezclas preferidas son las dispersiones.

Además de una sustancia hidrófila (por ejemplo, agua) y una lipófila (por ejemplo, aceite), las emulsiones según la invención comprenden preferentemente un éster de ácido carboxilico de alternano según la invención. Aquí, dichas emulsiones comprenden los ásteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención en una concentración de al menos el 0,1%, preferentemente de al menos el 0,3%, preferentemente de al menos el 0,5%, particularmente preferentemente de al menos el 1 ,0% y especialmente preferentemente de al menos el 3,0%, medida en fracciones en peso del emulsionante por volumen de la emulsión. Éstas son preferentemente emulsiones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención en un intervalo de concentración del 0,05% al 5%, preferentemente del 0,1% al 5,0%, particularmente preferentemente del 0,5% al 5% y especialmente preferentemente del 1 ,0% al 3%, medida en fracciones en peso del emulsionante por volumen de la emulsión.

La cantidad de emulsionante según la invención usada aquí puede ajustarse según la fracción de sustancias lipófilas en la mezcla.

Otra materia se refiere a un procedimiento para la preparación de una emulsión en la que ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y una mezcla que consiste en sustancias inmiscibles se mezclan juntos.

No es importante si el emulsionante según la invención se mezcla en procedimientos según la invención para la preparación de una emulsión con sustancias sólidas y/o líquidos.

Lo que sólo importa es que se ejerza el efecto emulsionante.

Preferentemente, en el procedimiento según la invención para la preparación de una emulsión se usan los emulsionantes preferidos según la invención que ya se han especificado anteriormente.

Asimismo, por la invención se proporciona el uso de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano según la invención como emulsionante.

La presente invención proporciona además el uso de un emulsionante según la invención o de una emulsión según la invención o de una emulsión obtenible mediante un procedimiento según la invención para la preparación de una emulsión para la preparación de aditivos alimentarios o de piensos, de alimentos o piensos, de productos cosméticos o de productos farmacéuticos.

La presente invención proporciona además el uso de un éster de ácido carboxílico de alternano según la invención o de un emulsionante según la invención o de una emulsión según la invención como tensioactivo. Preferentemente, el uso como tensioactivo es el uso en composiciones de limpieza (tales como, por ejemplo, composiciones de lavado, aclarado o de limpieza) o en sustancias de cuidado del cuerpo (tales como, por ejemplo, champú, gel de ducha, jabones, cremas) o el uso como agentes espumantes.

En relación con la presente invención, el término "tensioactivo" deberá entenderse que significa una sustancia que reduce la tensión superficial de un líquido o la tensión interfacial entre dos fases y permite o apoya la formación de dispersiones.

Por tanto, debido a las propiedades especificadas de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano, éstos pueden usarse en un gran número de productos diferentes.

Por consiguiente, la presente invención proporciona además composiciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención.

Las composiciones según la invención son preferentemente alimentos (comestibles y artículos de lujo), composiciones alimenticias, composiciones cosméticas o composiciones farmacéuticas.

Las composiciones alimenticias según la invención son preferentemente composiciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención y (al menos) una sustancia que es consumida por personas con los fines de nutrición. Las sustancias que son consumidas por personas con los fines de nutrición incluyen, entre otros, fibra, minerales, agua, hidratos de carbono, proteínas, grasas, vitaminas, materiales vegetales secundarios, oligoelementos, sustancias aromáticas, aromatizantes y/o aditivos alimentarios.

Las composiciones cosméticas según la invención son preferentemente composiciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención y uno o más componentes enumerados bajo la nomenclatura de la INCI (INCI: Nomenclatura internacional de componentes cosméticos). Los componentes cubiertos por la nomenclatura de la INCI se publican, entre otros, en "International Cosmetic Component Dictionary and Handbook", 11a edición, enero de 2006, editorial: CTFA, ISBN: 1882621360. Las composiciones cosméticas son particularmente preferentemente cremas.

Las composiciones farmacéuticas según la invención son preferentemente composiciones que comprenden ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención y (al menos) una sustancia farmacológicamente activa.

Pueden ser adecuados diversos ésteres de ácidos carboxílicos de alternano (tales como, por ejemplo, éster de ácido succínico de alternano) o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano como resultado de conferir viscosidad y la formación de geles a una concentración relativamente baja, en particular para uso en alimentos/composiciones alimenticias en los que es de relevancia una cierta capacidad de espesamiento. Por tanto, pueden usarse como regulador de la viscosidad o agente gelificante durante la fabricación y preparación (por ejemplo, en productos lácteos, productos de panadería, bebidas, postres, mermeladas, salsas, pasteles, etc.). Como las disoluciones de éster de ácido carboxíiico de alternano o de éster mixto de ácido carboxíiico de alternano (tales como, por ejemplo, éster de ácido succínico de alternano) sólo tienen una ligera turbidez, por tanto son particularmente adecuadas para uso en alimentos que no deberían o no deben tener un aspecto claro. El efecto estabilizante y/o la actividad emulsionante que tienen diversos ésteres de ácidos carboxílicos de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano sobre las emulsiones hacen que sean particularmente adecuados para uso en alimentos que tienen tanto constituyentes lipófilos (por ejemplo, grasas) como también constituyentes hidrófilos.

En lo que se refiere a composiciones cosméticas o farmacéuticas, las propiedades que confieren viscosidad de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano o ésteres mixtos de ácidos carboxílicos de alternano, además de sus propiedades estabilizantes de la emulsión y/o emulsionantes, son asimismo de importancia particular. Por tanto, pueden ser, por ejemplo, constituyentes de tinturas, cremas, lociones, bálsamos, composiciones protectoras contra el sol, composiciones de maquillaje, composiciones de limpieza dental, composiciones de cuidado del cuerpo y de cuidado del pelo, etc. Como diversos ésteres de ácidos carboxilicos de alternano (tales como, por ejemplo, éster de ácido succínico de alternano) o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano pueden formar geles, también son particularmente adecuados para la preparación de hidrogeles. En lo que se refiere a composiciones farmacéuticas, los ésteres de ácidos carboxilicos de alternano (tales como, por ejemplo, éster de ácido succínico de alternano) o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano pueden usarse como disgregantes, por ejemplo, en comprimidos.

La invención proporciona además un procedimiento para la preparación de una composición en la que ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención se mezclan con otras sustancias o se añaden a éstas.

Preferentemente, los procedimientos según la invención para la preparación de una composición se refieren a procedimientos para la preparación de alimentos (comestibles y comestibles de lujo), composiciones alimenticias, procedimientos para la preparación de composiciones cosméticas o procedimientos para la preparación de composiciones farmacéuticas.

En lo que se refiere a procedimientos para la preparación de alimentos (comestibles y artículos de lujo) o composiciones alimenticias se mezclan ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención y (al menos) una sustancia que es consumida por personas con los fines de nutrición, o ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención se añaden a tales sustancias o mezclas de sustancias (tales como, por ejemplo, leche). Las sustancias que se mezclan con ésteres de ácidos carboxilicos de alternano y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención son fibra, minerales, agua, hidratos de carbono, proteínas, grasas, vitaminas, metabolitos vegetales secundarios, oligoelementos, sustancias aromáticas, aromatizantes y/o aditivos alimentarios.

Con respecto a los procedimientos para la preparación de composiciones farmacéuticas se mezclan ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención y (al menos) una sustancia farmacológicamente activa, o ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención se añaden a tales sustancias o mezclas de materiales que comprenden dichas sustancias. Con respecto a procedimientos para la preparación de composiciones cosméticas se mezclan ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención y uno o más de los componentes enumerados en la nomenclatura de la INCI (INCI: Nomenclatura internacional de componentes cosméticos), o ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención se añaden a tales sustancias o mezclas de materiales que comprenden dichas sustancias.

Preferentemente, los procedimientos según la invención para la preparación de una composición se refieren a procedimientos para la preparación de una composición según la invención.

El uso de ésteres de ácidos carboxilicos de alternano y/o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención para la preparación de una composición según la invención se proporciona asimismo por la presente invención.

Además, la presente invención se refiere al uso de ésteres de ácidos carboxilicos de alternano según la invención o ésteres mixtos de ácidos carboxilicos de alternano según la invención y/o emulsionantes según la invención y/o emulsiones según la invención para la preparación de alimentos o para la preparación de composiciones farmacéuticas o para la preparación de composiciones cosméticas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Fig 1 : Distribución de masa molar de alternano y ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes grados de sustitución (GS 0,034, GS 0,088, GS 0,161 ).

Fig 2: Comparación del comportamiento de flujo de alternano y ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes grados de sustitución (GS 0,034, GS 0,088, GS 0,161 ) a 25°C. La viscosidad [Pa x s] se muestra en función de la velocidad de deformación en cizalla [Hz].

Fig 3: Barrido de frecuencias de alternano y ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes grados de sustitución (GS 0,034, GS 0,088, GS 0,161 ). El módulo de almacenamiento (G') y el módulo de pérdida (G"), medidos en pascales [Pa], se muestran en función de la frecuencia [Hz] a esfuerzo constante constante.

Fig 4: Formación de gel de alternano, ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes grados de sustitución (GS 0,034, GS 0,088, GS 0,161) y almidón de maíz gelatinizado (AMG) y mezclas de los mismos. El módulo de almacenamiento (G') y el módulo de pérdida (G"), medidos en pascales [Pa], se muestran en función de la temperatura [°C].

Fig 5: Comparación del estado de gel de alternano, ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes grados de sustitución (GS 0,034, GS 0,088, GS 0,161) y almidón de maíz gelatinizado (AMG), y también de mezclas de los mismos en el barrido de frecuencias. El módulo de almacenamiento (G') y el módulo de pérdida (G"), medidos en pascales [Pa], se muestran como una función de la frecuencia [Hz] a una temperatura de medición de 5°C. Fig 6: Comparación de la solidez del gel y la estabilidad del gel de alternano, ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes grados de sustitución (GS 0,034, GS 0,088, GS 0,161) y almidón de maíz gelatinizado (AMG), y también mezclas de los mismos en el barrido de tensiones. El módulo de almacenamiento (G1) y el módulo de pérdida (G"), medidos en pascales [Pa], se muestran en función de la esfuerzo constante [Pa] a una temperatura de medición de 5°C.

Fig 7: Fotografía de las emulsiones que se obtuvieron con diferentes concentraciones de ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano (véase también la Tabla 10).

Fig 8: Distribución de masa molar de ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano con un grado de sustitución de 0,024.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Procedimientos generales 1. Preparación de alternano El alternano puede prepararse con la ayuda de la enzima alternansucrasa. La enzima alternansucrasa puede prepararse de diversas formas mediante procedimientos conocidos para el experto en la materia.

La preparación de alternansucrasa y alternano con la ayuda de cepas bacterianas de las especies Leuconostoc mesenteroides se describen, entre otros, en Reamakers y col. (1997, J. Chem. Tech. Biotechnol. 69, 470-478) o en el documento WO 2006 088884 (véase el Ejemplo 1 particular).

Sin embargo, los procedimientos que usan cepas bacterianas de Leuconostoc mesenteroides para la preparación de la enzima alternansucrasa tienen la desventaja que estas cepas también producen otras sucrasas, en particular dextransucrasas. Hasta la fecha, estas otras sucrasas han sido imposibles de separar completamente de la alternansucrasa. Por tanto, es una mezcla de diferentes enzimas. Por consiguiente, el alternano preparado usando una mezcla de enzimas tal tiene, además de alternano, también dextrano, al menos en pequeñas cantidades. Por tanto, para preparar altérnanos puros se prefieren los procedimientos para la preparación de alternansucrasa por medio de organismos recombinantes. Los procedimientos para la preparación de alternansucrasa preparada por medio de organismos recombinantes y para la preparación de alternano por medio de la enzima preparada de esta forma se describen, entre otros, en los documentos WO 2000 47727, US 2003 229923 (véanse los Ejemplos 2, 5 y 8 particulares) o Joucla y col. (2006, FEBS Letters 580, 763-768). 2. Determinación del grado de esterificación El grado de esterificación de los diversos derivados de alternano se determinó por medio de saponificación alcalina y posterior valoración ácido-base. Se determinó la fracción en porcentaje de la sustitución (masa del sustituyente en % basado en la sustancia seca de los derivados de alternano). Usando los valores resultantes, el grado de sustitución (GS) se determinó según la siguiente fórmula: GSX = 162 x % de X/ (100 x ??-?? x % de X) % de X = Fracción (en %) de la masa del grupo analíticamente determinado (sustituyente) de la masa de la sustancia seca ?? = Masa molar del grupo analíticamente determinado ?? = MS-ML MS = Masa molar del sustituyente ML = Masa molar del grupo saponificado 3. Determinación de la distribución de masa molar por medio de GPC-MALLS Para determinar la distribución de masa molar por medio de cromatografía de exclusión molecular se usaron los siguientes instrumentos: Instrumentos: Módulo de separación Alliance 2695 de Waters, detector de DRI 2414 de Waters, detector de MALLS Dawn-HELEOS de Wyatt Technology Inc., Santa Barbara, EE.UU., longitud de onda ? = 658 nm y una celda de flujo K5 Columnas: Conjunto de columnas de gel SUPREMA (PSS Mainz), límites de exclusión S30000 con 108 - 106, S1000 con 2·106 - 5·104, S100 con 105 - 103 Eluyente: NaN03 0,5 m Temperatura: 30°C Para evaluar los datos obtenidos se usó Astra Software 5.3.0.18. 4. Caracterización reológica por medio de reómetro Para determinar las propiedades Teológicas se usaron los siguientes instrumentos con los parámetros establecidos (ajustables): Instrumento: Reómetro CVO 120HR de Malvern (Bohlin) Parámetros Par de torsión: 0,0001 -120 mNm (6 potencias de diez) Resolución del par de torsión mejor de 10~9 Nm Resolución del ángulo: 5-108 rad Intervalo de frecuencia: 10"5 - 150 Hz Intervalo de velocidad: <10"5 - 3100 min ,-1 Con la ayuda del instrumento especificado, el módulo de almacenamiento (C) y el módulo de pérdida (G") se determinaron en función de la frecuencia a deformación/esfuerzo constante constante (barrido de frecuencias) y en función de la esfuerzo constante a frecuencia constante (barrido de tensiones). 5. Determinación de la viscosidad por medio de RVA El material se disuelve en H20 destilada y se homogeneíza usando un Ultra-Turrax T 25 digital (IKA-Werke GMBH & CO. KG, D-79219 Staufen, Alemania) durante 1 minuto a 9000 rpm. Se usan 27 mi de disolución al 10% de concentración en un vaso de precipitados RVA en un analizador Rapid Visco (Newport Scientific Pty Ltd., Investment Support Group, Warriewod NSW 2102, Australia) para medir la viscosidad. El instrumento funciona según las instrucciones del fabricante. Aquí, los valores de viscosidad se establecen en centipoise (1 cP = 1 mPa x s) según las instrucción de funcionamiento del fabricante. Para determinar la viscosidad de la disolución acuosa del material, la suspensión se agita en primer lugar a 25°C durante 10 segundos a 1200 rpm, luego la temperatura se mantiene constante a 25°C y la mezcla se agita a una velocidad de agitación de 1000 rpm durante otros 2 minutos y 50 segundos. La viscosidad se determina en centipoise (cP) durante el tiempo total de 3 minutos.

Ejemplos 1. Ester de ácido acético de alternano (éster acetílico de alternano) a) Preparación En primer lugar se introdujeron inicialmente 80 mi de agua desmineralizada en un vaso de precipitados de 250 mi y luego se disolvieron 10 g de alternano con agitación constante por medio de un agitador magnético. Después de disolverse el alternano se estableció un pH de 8,5 usando NaOH 0,5 M (Merck). En dos mezclas separadas, la reacción se inició añadiendo en cada caso 1 mi (muestra 1) o 2 mi (muestra 2) de acetato de vinilo (Merck). Durante todo el tiempo de reacción el pH se mantuvo constante usando una disolución de NaOH 0,5 M (Merck) usando un valorador automático (pH-Stat, Metrohm 719 S Titrino). La reacción se llevó a cabo a 23°C.

La reacción se terminó por neutralización (pH « 6,3) con la ayuda de HCI 0,5 M (Merck) y, para precipitar el alternano, la mezcla de reacción se vertió en un vaso de precipitados de 500 mi con dos veces el volumen de etanol (desnaturalizado, Monopoly Administration). Después de agitar durante 5 min usando una barra magnética, el derivado de alternano se separó de la mezcla con la ayuda de un filtro de succión a vacío (0 100 mm), luego la torta de filtración se resuspendió para el lavado en aproximadamente 100 mi de etanol/agua desmineralizada (80:20; v:v). El procedimiento de lavado se repitió dos veces, y la torta de filtración se granuló luego usando un tamiz de laboratorio (0 200 mm, 3 mm de ancho de malla) y los gránulos se secaron luego al aire durante dos días. Antes de caracterizar el producto los aglomerados se trituraron usando un molino de laboratorio (IKA modelo A 10). b) Caracterización La medición de la turbidez se llevó a cabo usando una disolución al 0,5% de concentración de alternano o derivados de alternano. Se pesaron 49,75 g de agua desmineralizada en un vaso de precipitados de 150 mi y se disolvieron 0,25 g de alternano/derivados de alternano en su interior a temperatura ambiente y con agitación constante usando un agitador magnético. La turbidez se midió después de agitar durante 1 hora con la ayuda de un fotómetro (PM 200 de Rühle, Berlín) usando un filtro de 525 nm y una celda de 1 cm de espesor. La fracción de ácido acético (contenido de acetilo) de los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano se determinó según el procedimiento descrito anteriormente en Procedimientos generales en el punto 2.

Tabla 1 : Medición de la turbidez (columna A \) y cantidad de contenido de acetilo (columna de ésteres de ácido acético de alternano que se han preparado usando diferentes cantidades de acetato de vinilo. La cantidad de acetato de vinilo usada en la reacción de esterificación y la duración de la reacción se muestran en las columnas 2 y 3, respectivamente. La referencia (columna 1) citada es alternano nativo que se ha usado como material de partida en la reacción. Las muestras 1 , 2 y 3 (columna 1) se refieren a ésteres de ácido acético de alternano que se han preparado mediante diferentes condiciones de reacción. 2. Ésteres de ácido succínico de alternano (succinato de alternano) a) Preparación Se introdujeron inicialmente 50 g de alternano (peso seco) en un reactor con camisa de 1 litro, se disolvieron en agua desmineralizada y se alcalinizaron usando un valorador automático. Se añadió lentamente anhídrido de ácido succínico. Después de terminar la reacción, el pH se ajustó a 6,5. El éster de ácido succínico de alternano resultante se separó por precipitación con etanol, se lavó y se secó a vacío en una estufa de secado, b) Grado de sustitución El grado de sustitución (valor de GS) de los ésteres de ácido succínico de alternano resultantes se determinó según el procedimiento descrito en Procedimientos generales, punto 2.

Nombre de muestra AIS001 AIS002 AIS003 Valor de GS 0,034 0,089 0,161 determinado por saponificación alcalina y valoración ácido-base, c) Medición de la turbidez de disoluciones Para la medición de la turbidez, los ésteres de ácido acético de alternano resultantes se disolvieron a diferentes concentraciones (véase la Tabla 3) en agua y se midió a 525 nm en un espectrofotómetro. la reacción y ésteres de ácido succínico de alternano (AIS001 , AIS002, AIS003) en disoluciones que comprenden diferentes concentraciones de dichas sustancias.

La consideración de los resultados obtenidos en el Ejemplo 2b) revela que la turbidez de disoluciones que comprenden ésteres de ácido succínico de alternano disminuye en comparación con el alternano. Cuanto mayor sea el grado de sustitución, menor será la turbidez de la disolución a la misma concentración de las sustancias disueltas, d) Caracterización molecular La distribución de masa molar de los ésteres de ácido succínico de alternano resultantes se analizó con la ayuda de GPC-MALLS (cromatografía de exclusión molecular - dispersión de luz láser a múltiples ángulos) usando los agentes descritos en Procedimientos generales, punto 3. Para esto, las diversas sustancias (alternano, AIS001 , AIS002, AIS003) se disolvieron a una concentración de en cada caso el 0,2% en agua desmineralizada en primer lugar a temperatura ambiente durante 24 horas y luego a 120°C durante 20 minutos. Para todas las muestras se usó el mismo incremento del índice de refracción (dn/dc) de 0,146. Usando este valor se obtuvieron tasas de recuperación de aproximadamente el 90% en la GPC para todos los derivados. Para la masa molar promedio en peso (Mw) se obtuvieron los siguientes resultados (véase también la Fig. 1): Tabla 2: Masa mo ar promedio en peso (Mw) de esteres de acido succín co de alternano con diferentes grados de sustitución (AIS001 , AIS002, AIS003) y del alternano que se ha usado como material de partida en la reacción (alternano). f) Propiedades Teológicas Para determinar las propiedades Teológicas, las diversas sustancias (alternano, AIS001 , AIS002, AIS003) se disolvieron a una concentración de en cada caso el 5% en agua desmineralizada con agitación a 95°C. La concentración del 5% en cada caso se eligió debido a que los ésteres de ácido succínico de alternano de las muestras AIS001 y AIS002 ya no eran fluidos a una concentración del 5%. Se formaron geles estables en agua.

Viscosidad El análisis se llevó a cabo con la ayuda de los agentes descritos en Procedimientos generales, punto 4. El comportamiento de flujo (viscosidad) de las disoluciones al 5% se investigó a 25°C en función de la velocidad de deformación en cizalla en el intervalo de frecuencia de 10o- 102 Hz.

La Fig. 2 muestra una comparación de las curvas de flujo del alternano que se ha usado como material de partida en la reacción de esterificación y de las curvas de flujo de ésteres de ácido succínico de alternano con grados de sustitución variables (AIS001 , AIS002, AIS003). Al aumentar los grados de sustitución (valor de GS), los ésteres de ácido succínico de alternano tienen un aumento en la viscosidad de las disoluciones en cuestión. Un valor de GS de 0,161 (AIS003) produjo un aumento en la viscosidad de aproximadamente 2 órdenes de magnitud en comparación con el material de partida alternano. Además de la viscosidad, el estado de disolución también cambió.

La siguiente tabla facilita a modo de ejemplo viscosidades de ésteres de ácido succínico del alternano que se han medido a diferentes tasas de cizallamiento. reacción de carboxilacion y ésteres de ácido succínico de alternano con diferentes valores de GS.

Medición de la oscilación por medio de barrido de frecuencias Las mediciones de la oscilación comparativas del alternano que se usó como material de partida en la reacción de esterificación con los ésteres de ácido succínico de alternano con grados de sustitución variables (AIS001 , AIS002, AIS003) se establecieron a 25°C en un intervalo de frecuencia de 10"2 Hz a 101 Hz usando los agentes descritos en Procedimientos generales, punto 4.

La Fig. 3 muestra los resultados del barrido de frecuencias comparativo entre el alternano y los ésteres de ácido succínico de alternano (AIS001 , AIS002, AIS003). Esto muestra que el alternano tiene el carácter en disolución típico de líquidos newtonianos con ligeras interacciones de la sustancia disuelta. Por el contrario, los ésteres de ácido succínico de alternano fueron similares a un gel a la misma concentración, que es evidente del hecho de que el módulo de elasticidad (G') y el módulo de pérdida (G") tienen una baja dependencia de la frecuencia y de que G' es mayor que G" (G' > G"). g) Comportamiento en emulsión Se prepararon disoluciones de diferente concentración (véase la Tabla 6) de alternano y ésteres de ácido succínico de alternano (AIS001 , AIS002) homogeneizando las sustancias en cuestión en agua ultrapura usando un Ultra-Turrax (25 krpm) durante un minuto. En cada caso, a 20 mi de estas disoluciones se añadieron en cada caso 20 mi de aceite de girasol. Entonces se llevó a cabo la homogenización durante un minuto usando un Ultra-Turrax (Ultra-Turrax T 25 digital, IKA-Werke GMBH & CO. KG, D-79219 Staufen, Alemania) a aproximadamente 25 krpm.

Entonces, las emulsiones resultantes se observaron en cuanto a si se produjo o no la separación de fases. a a : ecto e os esteres e ac o succ n co e a ternano 01 , AIS002) y e alternano sobre las emulsiones. En comparación con el alternano, los ésteres de ácido succínico de alternano tienen un efecto estabilizante sobre las emulsiones.

Esto muestra que los ésteres de ácido succínico de alternano tienen un efecto estabilizante sobre emulsiones en comparación con el alternano nativo, h) Compatibilidad con otros formadores de gel Almidón de maíz Se disolvió almidón de maíz en agua desmineralizada en una concentración del 5% hirviendo a presión a 150°C durante 20 minutos. Disolviendo, con agitación, se prepararon a partir de esta disolución de almidón el alternano y los diversos ésteres de ácido succínico de alternano (AIS001 , AIS003), diversas mezclas (composiciones) que contienen alternano y ésteres de ácido succínico de alternano. La concentración de alternano o éster de ácido succínico de alternano en las mezclas fue en cada caso del 1%.

La disolución caliente se introdujo en el sistema de medición, calentado a 80°C, del reómetro (véase Procedimientos generales, punto 4). A una frecuencia de 10"2 Hz, la gelificación de las diversas mezclas y de una disolución de almidón pura (AMG) se monitorizó durante el enfriamiento a 5°C registrando los módulos de almacenamiento (G') y los módulos de pérdida (G") en cuestión (Fig. 4). Tras la gelificación de las mezclas se registró un barrido de frecuencias (Fig. 5) para estimar el estado del gel y un barrido de tensiones (Fig. 6) para evaluar la solidez del gel y la estabilidad al cizallamiento a una temperatura de en cada caso 5°C.

Las curvas de enfriamiento (Fig. 4) revelan para todas las disoluciones que, a 80°C, el módulo de almacenamiento (G') es inferior al módulo de pérdida (G"). A medida que aumenta el enfriamiento, los valores respectivos para G' y G" aumentan. A aproximadamente 10°C, G' y G" alcanzan para todas las disoluciones valores idénticos o al menos aproximadamente idénticos, es decir, en este intervalo de temperatura la transición sol-gel tiene lugar en las muestras respectivas (punto de gelificación). Las disoluciones que comprenden mezclas de almidón de maíz y alternano o éster de ácido succínico de alternano tienen aproximadamente el mismo punto de gelificación. La adición de ésteres de ácido succínico de alternano a disoluciones de almidón de maíz aumenta tanto las fracciones elásticas como también las viscosas de la disolución de almidón, que en el presente experimento es más pronunciado en el caso de la mezcla (composición) de almidón de maíz (AMG) y el éster de ácido succínico de alternano con el nombre AIS003. Del barrido de frecuencias (Fig. 5) puede deducirse que todas las mezclas formaron geles estables a una temperatura de 5°C.

Del barrido de tensiones (Fig. 6) puede deducirse que la adición de alternano reduce la solidez del gel de geles de almidón de maíz, mientras que la adición de ésteres de ácido succínico de alternano, particularmente aquellos con grados de sustitución relativamente altos (por ejemplo, la sustancia AIS003), aumenta la solidez del gel de geles de almidón de maíz.

Estabilidad en alimentos Las disoluciones de concentración variable (véase la Tabla 5) de ésteres de ácido succínico de alternano (AIS001 , AIS002, AIS003) se prepararon homogeneizando las sustancias en cuestión en leche comercial estándar usando un Ultra-Turrax (Ultra-Turrax T 25 digital, IKA-Werke GmbH & Co. KG, D-79219 Staufen, Alemania) a una velocidad de aproximadamente 25 krpm durante un minuto. Entonces, las disoluciones resultantes se observaron durante varias horas hasta un día en cuanto a si todos los constituyentes permanecieron en disolución o no, o en cuanto a si se formaron áreas no homogéneas o no y/o en cuanto a si produjeron precipitados o no. 3. Ester de ácido octenilsuccínico de alternano (octenilsuccinato de alternano) a) Preparación En primer lugar se introdujeron 60 mi de agua desmineralizada en un vaso de precipitados de 250 mi y luego se disolvieron 10 g de alternano con agitación continua usando un agitador magnético. Después de disolver el alternano, el pH se ajustó a 8,5 añadiendo disolución de NaOH 0,5 M (Merck).

Entonces, en mezclas separadas entre sí, se dosificaron continuamente tanto 1 mi como 2 mi de anhídrido octenilsuccínico (OSA) por medio de una bureta durante el transcurso de una hora. Entonces, las diversas mezclas de reacción se agitaron tanto durante una hora adicional como durante tres horas adicionales, produciéndose un tiempo de reacción total para las mezclas individuales de 2 ó 4 horas (véase también la Tabla 8 a este respecto). Durante todo el tiempo de reacción el pH se mantuvo constante usando una disolución de NaOH 0,5 M (Merck) usando un valorador automático (pH-Stat, Metrohm 719 S Titrino). Las reacciones se llevaron a cabo a 23°C.

La reacción se terminó mediante neutralización (pH « 6,3) con la ayuda de HCI 0,5 M (Merck) y, para precipitar el alternano, la mezcla de reacción se vertió en un vaso de precipitados de 500 mi con dos veces el volumen de etanol (desnaturalizado, Monopoly Administration). Después de agitar durante 5 minutos usando un agitador magnético, el derivado de alternano se separó de la mezcla con la ayuda de un filtro de succión a vacío (0 100 mm), entonces la torta de filtración se resuspendió para el lavado en aproximadamente 100 mi de etanol/agua desmineralizada (80:20; v:v). El procedimiento de lavado se repitió dos veces, la torta de filtración se granuló luego usando un tamiz de laboratorio (0 200 mm, 3 mm de ancho de malla) y los gránulos se secaron luego al aire durante dos días. Antes de la caracterización del producto, los aglomerados se trituraron usando un molino de laboratorio (IKA modelo A 10). b) Caracterización Medición de la turbidez La medición de la turbidez se llevó a cabo con en cada caso una disolución al 0,5% de concentración que comprendía alternano o los diversos ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano. Para su preparación, 49,75 g de agua desmineralizada se pesaron en cada caso en un vaso de precipitados de 150 mi, y 0,25 g de la sustancia correspondiente se agitó en su interior a temperatura ambiente y con agitación continua usando un agitador magnético. La turbidez se midió después de agitar durante 1 hora con la ayuda de un fotómetro (PM 200 de Rühle, Berlín) usando un filtro de 525 nm y una celda con un espesor de 1 cm. En cada caso se ha facilitado el valor de absorbancia.

Capacidad emulsionante La capacidad emulsionante del alternano y de los ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano preparados bajo diversas condiciones se determinó en cada caso introduciendo inicialmente 20 mi de una disolución al 1% de concentración (disolución madre: 0,5 g + 49,5 g de agua desmineralizada) en un vaso de precipitados de valoración de 100 mi (de valoradores de Mettler), luego añadiendo 20 mi de aceite de girasol (aceite comercial estándar de REWE) y homogenelzando inicialmente la mezcla usando un Ultra-Turrax (T 18) a 14.000 rpm durante 1 minuto. Entonces, en cada caso se añadieron en cada etapa 10 mi de aceite, que en cada caso se había homogeneizado durante 1 minuto (Ultra-Turrax, 14.000 rpm). La adición de aceite se llevó a cabo hasta que disminuyó la viscosidad de la emulsión y/o se rompió la emulsión. La capacidad emulsionante se calculó según la siguiente fórmula: Capacidad emulsionante [mi de aceite/g de alternano x 100 mi de agua] = volumen total de aceite x 5 Se obtuvieron los resultados mostrados en la siguiente tabla.

Tabla 6: Medición de la turbidez (columna 4) y cantidad de capacidad emulsionante (columna 5) de alternano y ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano que se han preparado por diversos procedimientos. La cantidad de anhídrido octenilsuccínico usada en la reacción de esterificación y el tiempo de reacción se muestran en las columnas 2 y 3, respectivamente (para más parámetros de reacción véase el Ejemplo 3a)). La referencia (columna 1) citada es alternano nativo que se usó como material de partida en la reacción. Las muestras 1 , 2, 3 y 4 (columna 1) se refieren a ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano que se han preparado por medio de diferentes condiciones de reacción establecidas.

La capacidad emulsionante de los ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano es elevada en comparación con el alternano. La turbidez de las disoluciones que comprenden éster de ácido octenilsuccínico de alternano es reducida en comparación con el alternano a concentración idéntica. 4. Propiedades emulsionantes de anhídrido octenilsuccínico de alternano a) Preparación de anhídrido octenilsuccínico de alternano El alternano se hizo reaccionar con anhídrido octenilsuccínico en la relación 1 :0,05 en el medio alcalino y se neutralizó cuando la reacción se completó. El éster de ácido octenilsuccínico de alternano resultante se precipitó con etanol, se lavó y se secó. El grado de sustitución (GS) del éster de ácido octenilsuccínico de alternano determinado por medio del procedimiento descrito en Procedimientos generales, punto 2, fue 0,024. Estos ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano se analizan más adelante. b) Caracterización molecular La distribución de masa molar de los ésteres de ácido succínico de alternano resultante se analizó con la ayuda de GPC-MALLS (cromatografía de exclusión molecular-dispersión de luz láser a múltiples ángulos) usando los agentes descritos en Procedimientos generales, punto 3 (Fig 8). La masa molar promedio resultante (Mw) fue 21 ,5 x 106 g/mol. c) Propiedades reológicas Viscosidad usando un reómetro El análisis se llevó a cabo con la ayuda de los medios descritos en Procedimientos generales, punto 4. El comportamiento de flujo (viscosidad) de las disoluciones al 10% de concentración se investigó a 20°C en función de la velocidad de deformación en cizalla en el intervalo de frecuencia mostrado (Fig 9).

Los ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano presentaron una viscosidad de aproximadamente 25 mPa x s, que fue ligeramente superior a la viscosidad del alternano (aproximadamente 15 mPa x s).

Viscosidad usando un RVA Las viscosidades del alternano y los ésteres de ácido octenilsuccinico de alternano se determinaron en comparación con la viscosidad de la goma arábiga con la ayuda de un RVA (analizador Rapid Visco) usando el procedimiento facilitado en el punto 5, Procedimientos generales. En cada caso se usaron disoluciones al 10% de concentración (peso/volumen). Los resultados se muestran en la siguiente tabla. a a : scos a es eterm na as con un e goma arábiga, a ternano y ster de ácido octenilsuccinico de alternano. d) Propiedades emulsionantes de anhídrido octenilsuccinico de alternano En cada caso, se disolvieron 20 mg, 40 mg, 200 mg y 1 g de éster de ácido octenilsuccinico de alternano (AI-OSA) en 20 mi de agua desmineralizada con la ayuda de un Ultra-Turrax (1 minuto, (Ultra-Turrax T 25 digital, IKA-Werke GmbH & Co. KG, D-79219 Staufen, Alemania) a aproximadamente 25 krpm). Entonces se añadieron 20 mi de aceite de girasol (producto comercial: ja! de REWE). La mezcla resultante se homogeneizó mediante tratamiento durante un minuto usando un Ultra-Turrax (véase anteriormente). Entonces se evaluaron la consistencia y la estabilidad de la consistencia. La Fig. 7 muestra un diagrama de las emulsiones resultantes. Otros resultados se resumen en la siguiente tabla.

Cantidad de sustancia en Consistencia/deposición de Separación de fases N° en la la mezcla gotitas de aceite después de Fig. 7 Agua Aceite AI- aproximadamente 72 [mi] [mi] OSA h [mg] 20 20 20 Emulsión, similar a clara de Ninguna 1 huevo batida/elevada 20 20 40 Emulsión, similar a clara de Ninguna 2 huevo batida/ligera 20 20 200 Emulsión, similar a clara de Ninguna 3 huevo batida/ninguna 20 20 1000 Emulsión, cremosa/ninguna Ninguna 4 Tabla 10: Consistencia y estabilidad de mezclas de aceite/agua que comprenden diferentes cantidades de éster de ácido octeniisuccínico de alternano (AI-OSA). La columna 6 contiene el nombre (n°) de las mezclas correspondientes como se establece en la Fig. 7. e) Comparación de la emulsionabilidad de ácido octeniisuccínico de alternano con goma arábiga Se prepararon, en cada caso, disoluciones acuosas al 3% de concentración (peso/volumen) de ácido octeniisuccínico de alternano o goma arábiga. A estas disoluciones se añadieron diferentes cantidades de aceite de girasol comercial estándar antes de llevarse a cabo una homogenizacion usando un Ultra-Turrax (Ultra-Turrax T 25 digital, IKA-Werke GmbH & Co. KG, D-79219 Staufen, Alemania, 1 minuto a 9 krpm). Después de un periodo de seis días, las emulsiones resultantes se evaluaron como la estabilidad de la emulsión. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla.

Ca ntidad de i sustancia en la Separación de fases des pués de 5 días rr íezcla Agua Aceite Emulsionante Goma arábiga Ester octenilsuccínico de [mi] [mi] [mg] alternano 18 2 600 Separación Ninguna significativa 15 5 600 Separación Ninguna significativa Tabla 11 : Estabilidad de emulsiones con goma arábiga y ester de acido octenilsuccínico de alternano. f) Emulsiones con concentraciones variables de éster de ácido octenilsuccínico de alternano Se prepararon disoluciones acuosas con diferentes concentraciones de éster de ácido octenilsuccínico de alternano. A continuación, a estas disoluciones se añadieron diferentes cantidades de aceite de girasol comercial estándar antes de llevarse a cabo una homogenización usando un Ultra-Turrax (Ultra-Turrax T 25 digital, IKA-Werke GmbH & Co. KG, D-79219 Staufen, Alemania, 1 minuto a 9 krpm). Después de un periodo de seis días, las emulsiones resultantes se evaluaron como la estabilidad de la emulsión. Los resultados obtenidos se muestran en la siguiente tabla.

Cantic lad de Separaciór i de fases a la s cantidad es de AI-OSA en la mez< ;la sustar icia en establecido a en cada casi la me: .cía Agua Aceite 5 mg 10 mg 30 mg 50 mg 100 mg 500 mg [mi] [mi] 10,0 0,1 Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna 9,7 0,3 Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna 9,5 0,5 Completa Significativa Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna 9,0 1,0 Completa Completa Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna 8,0 2,0 Completa - Ninguna Ninguna - 7,0 3,0 Completa Significativa Ninguna Tabla 12: Es labilidad de emulsiones con contenido de aceite variab e con diferentes cantidades de ácido octenilsuccínico de alternano (AI-OSA) después de 6 y 18 días, g) Preparación de cremas Los ésteres de ácido octenilsuccínico de alternano se añadieron a una mezcla de agua que comprendía el 30% (v/v) de aceite de girasol comercial estándar hasta una concentración final del 15% (peso/volumen) y se homogeneizaron usando un Ultra-Turrax (9 krpm) durante 1 minuto. Se obtuvo una crema estable. Se obtuvieron resultados sim de 6 díasilares con una mezcla de agua/aceite que comprendía el 36% aceite de girasol. A diferencia deppesués de8 das D 1í Desués la crema preparada a partir de la mezcla que comprendía el 30% de aceite, la preparada a partir de la mezcla con el 36% de aceite fue más cremosa.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un éster de ácido carboxílico de alternano.

2. Un procedimiento para la preparación de ésteres de ácidos carboxílicos de alternano, caracterizado porque el alternano se hace reaccionar con un ácido carboxílico o con su anhídrido o con un haluro de acido carboxílico o con un éster vinílico.

3. Un emulsionante caracterizado porque es un éster de ácido carboxílico de alternano tal como se reclama en la reivindicación 1.

4. Una emulsión caracterizada porque comprende un emulsionante de acuerdo con la reivindicación 3.

5. Una composición caracterizada porque comprende ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la reivindicación 1 , emulsionantes según la reivindicación 3 o emulsiones según la reivindicación 4.

6. Un procedimiento para la preparación de una composición, caracterizado porque los ésteres de ácidos carboxílicos de alternano según la reivindicación 1 , los emulsionantes según la reivindicación 3 o las emulsiones según la reivindicación 4 se mezclan con otras sustancias o se añaden a éstas.

7. El uso de un éster de ácido carboxílico de alternano según la reivindicación 1 como tensioactivo.

8. El uso de un éster de ácido carboxílico de alternano según la reivindicación 1 , de un emulsionante según la reivindicación 3 o de una emulsión según la reivindicación 4 para la preparación de alimentos, composiciones cosméticas o composiciones farmacéuticas.