MXPA99008564A - Polimerizacion de mono- y disacaridos utilizando bajas concentraciones de acidos minerales - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a diversos polisacáridos, al reaccionar glucosa o materiales que contienen glucosa tales como almidón hidrolizado, con un poliol tal como sorbitol en presencia deácidos minerales tales comoácido fosfórico, clorhídrico y/o sulfúrico. En una modalidad, la polidextrosa se prepara al reaccionar glucosa o materiales que contienen glucosa, tales como almidón hidrolizado, con un poliol tal como sorbitol en presencia de concentraciones bajas es decir desde aproximadamente 0.001%a aproximadamente 0.09%, más estrechamente desde aproximadamente 0.01%a aproximadamente 0.06%deácido fosfórico. En otras modalidades otrosácidos minerales o mezclas de los mismos pueden emplearse. En modalidades alternativas, se emplea una combinación deácidos mineral y orgánico carboxílico tales comoácido cítrico. Debido a las bajas concentraciones del catalizador usadas en ciertas modalidades preferidas, se forma un mínimo o ningún mal sabor y poco color durante el curso de la reacción.

Description

POLIMERIZACIÓN DE MONO- Y DISACARIDOS UTILIZANDO BAJAS CONCENTRACIONES DE ÁCIDOS MINERALES Solicitud Relacionada Esta solicitud es una continuación en parte de nuestra Solicitud de Patente de E.U. copendiente No. 08/820,115, presentada el 19 de Marzo 1997. Campo Técnico La presente invención se refiere a la polimerización de glucosa y otros monosacáridos utilizando ácidos minerales, tales como bajas concentraciones de ácido fosfórico, para proporcionar materiales comestibles particularmente adecuados para uso alimenticio. Con una demanda incrementada de los consumidores de productos alimenticios saludables, bajos en calorías, los materiales de carbohidratos polimerizados tales como la polidextrosa han ganado popularidad en años recientes como sustitutos para endulzantes, harinas y otros almidones convencionales en recetas de cocina y como agentes bajos en grasa. La reducción de la densidad calórica en productos alimenticios utilizando polidextrosa, por ejemplo, puede ser significativa debido a que la polidextrosa suministra solamente cerca de 1 kcal/gramo, lo cual es aproximadamente de 25% del valor de la glucosa y 9% del valor de la grasa (Figdor, S. K. y Bianchine, J. R., J". Agri e . Food Chem . 1983, 31 : 389-393) . Además, la polidextrosa es un agente de carga de sabor suave que puede agregar la sensación bucal, textura y aceptabilidad de los carbohidratos más altos en calorías a los alimentos sin afectar la utilización de vitaminas, minerales o aminoácidos esenciales que ha plagado el uso de algunos otros reemplazos de azúcar y grasa. Además en las pruebas dentales, la polidextrosa no promueve el cariado de los dientes o la formación de placa, así que puede ser usada en repostería y similares con formación reducida de caries. El uso de la polidextrosa y polisacáridos relacionados en productos alimenticios para reemplazar total o parcialmente los ingredientes con más calorías y para aumentar los azúcares que reemplazan los endulzantes artificiales, permite a un alimento dietético para retener su apariencia física apetitosa, mientras contribuye a la textura y a la calidad comestible del alimento. (Para una revisión de la polidextrosa, ver Murray, P. R. en Birch, G. G. y Lindley, M. G. editores, Low- Cal ori e Produc t s elsevier Applied Science, New York, 1988, capítulo 7, páginas 84-100) .

La polidextrosa soluble en agua y altamente ramificada es ahora usada ampliamente como un agente de carga, auxiliar de formulación, humectante y texturizador en composiciones lácteas congeladas tales como helado, helado de leche y otros postres; en artículos horneados tales como pasteles, galletas y pastelillos que contienen harina y en mezclas para hornear; y en glaseados, dulces, jarabes, revestimientos, salsas, gelatinas, pudines, bebidas y goma de mascar. Antecedentes de la Invención Se sabe que la glucosa se polimeriza bajo condiciones acidas. Mora, por ejemplo, describe la preparación de polímeros de carbohidratos de cadena ramificada en la Patente de E.U. No. 2,719,179. Su proceso involucra mantener un sacárido o una mezcla de sacáridos en un disolvente o diluyente inerte en presencia de un catalizador de ácido de Lewis a una temperatura de -80°C a 110°C. El sugirió que el ácido clorhídrico, ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido sulfúrico, cloruro de aluminio, cloruro de zinc, cloruro estánico, trifluoruro de boro, tricloruro de antimonio o el ácido p-toluensulfónico podrían ser útiles para la práctica de su invención, aunque sus ejemplos emplean solamente ácido clorhídrico para polimerizar la dextrosa. Bajo condiciones acidas a temperaturas elevadas, los carbohidratos especialmente los monosacáridos, son vulnerables a una variedad de reacciones, incluyendo la hidrólisis, deshidratación, descomposición y polimerización. Los productos, los cuales tienden a tener colores de amarillo a café y olores semejantes a caramelo, son mezclas complejas de anhidro azúcares, hidroximetil furfural y otros compuestos de furano, ácido levulínico, ácido fórmico, polímeros cafés solubles y huminas insolubles. Estas reacciones están descritas, por ejemplo en W. Pigman, The Carbohydra tes , Chemi s try , Bi ochemi s try and Physi ol ogy) (Academic Press, New York, 1957, páginas 57 a 60) ; en W. Pigman y D. Horton, The Carbohydra tes , Chemi s try y Bi ochemi s try) (Academic Press, New York, 1972, volumen IA, páginas 175 a 186 y volumen IIA, página 95) ; en O. R. Fennema, Food Chemi s try (2a edición, Marcel Dekker, Inc., New York, 1985, página 98) ; y en B.F.M. Kuster, Volumen 42 de S tarch/S tarke (1990, páginas 314-321) . Las reacciones son difíciles de controlar durante la polimerización catalizada por ácido de los sacáridos en donde el objeto es un polímero que tiene un sabor suave y un color bajo. En la Patente de E.U. No. 2,436,967, Leuck describe una serie de experimentos que comparan catalizadores o combinaciones de catalizadores para la polimerización de azúcares, preferentemente en un estado fundido. El encontró que las sales alcalinas no podían ser usadas efectivamente debido a que tenían una tendencia a descomponer o destruir la dextrosa y que las sales neutras eran más efectivas que un ácido como Catalizador para la polimerización. El reportó que, como una regla general, las sales neutras daban mayores cantidades y grados mayores de polimerización que los ácidos o las sales acidas y tienen una ventaja adicional de que no provocan tanta formación de color por unidad de tiempo o por unidad de temperatura como lo hacen los ácidos o las sales acidas. Rennhard revisó las desventajas de usar ácido mineral para promover la polimerización de azúcares para producir productos comestibles en las Patentes de E.U. Nos. 3,766,165 y 3,876,794. Los polisacáridos hechos a partir de sus mono- o disacáridos constituyentes utilizando estos catalizadores ácidos eran típicamente de color oscuro y de mal sabor. Además de la caramel i zación y/o oscurecimiento observados, los ácidos minerales tienden a catalizar la reacción inversa, la despolimerización, formando productos de inversión acida que disminuyen la eficiencia de la reacción hacia adelante. Además, para su uso en alimentos, los catalizadores, disolventes y similares no comestibles usados en los procedimientos preparatorios deben ser sustancialmente eliminados completamente de los productos formados en la polimerización y en algunos casos esto no era posible como, por ejemplo, cuando los catalizadores formaban complejos con los productos. Aunque una publicación más reciente sugirió que el ácido clorhídrico puede ser deseable para condensar glucosa bajo algunas circunstancias (Patente de E.U. No. 4,965,354 para Yanaki y Muebuta), la patente no describe preparaciones que incorporan un poliol con un sacárido en la mezcla de polimerización o, como se evidenció por los estudios de la degradación enzimática (Tabla 6, columna 9) , la formación de polidextrosa altamente ramificada para aplicaciones al iment icias . Rennhard propuso que los ácidos minerales se reemplazaran con ácidos policarboxílicos orgánicos no volátiles y comestibles para la manufactura de polisacáridos para uso alimenticio (Mn, desde 1500 a 18,000) . El probó una variedad de estos ácidos como catalizadores y agentes degradantes para la polimerización de glucosa y maltosa y encontró que podía obtener buenos productos si la reacción se realizaba en estado fundido a presión reducida. El encontró que podían obtenerse productos superiores si incluía un poliol aceptable alimenticio tal como sorbitol en la mezcla de reacción de sacárido- ácido carboxílico antes de la policondensación. Además, él reportó que, por ajuste de la concentración inicial de ácido, la duración de la reacción y la temperatura de la reacción, dos clases de poliglucosa o polimaltosa, solubles e insolubles, podían obtenerse simultáneamente o separadamente. El uso de Rennhard de ácido cítrico de grado alimenticio para hacer polidextrosa eventualmente llegó a ser un proceso identificado por la Food and Drug Administration como seguro (21 C.F.R. § 172.841) . Las publicaciones subsecuentes se centraron alrededor de las maneras de mejorar el producto de la reacción. La polidextrosa de Rennhard poseía un sabor ligeramente amargo, lo cual limitó su utilidad en alimentos, así que muchas descripciones estaban dirigidas hacia la mejoría en el sabor. En la E.U. No. 4,622,233 para Torres, por ejemplo, la anhidroglucosa (que se piensa que contribuye al sabor amargo) otras impurezas y algo de color se eliminaron de la polidextrosa por tratamiento con un disolvente y un agente blanqueador aprobado para alimentos. Las Patentes de E.U. Nos. 4,948,596 y 4,956,458 para Bunick et al y Luo et al , respectivamente describen la purificación de polidextrosa por extracción con disolvente y osmosis inversa. La EP-A- 0380248 , para Guzek et al , describe la purificación de polidextrosa (Mn desde 1500 a 18,000) empleando un proceso de intercambio de iones para eliminar el ácido cítrico unido hasta concentraciones de 0.01 a 0.3 moles%. En las Patentes de E.U. Nos. 5,645,647 y 5,667,593, para Guzek et al , la polidextrosa se trató por intercambio de iones para hacerla sustancialmente libre de compuestos residuales con sabor amargo. En la Patente de E.U. No. 5,051,500, una polidextrosa que tenía color y sabor mejorados y una reactividad disminuida hacia los ingredientes alimenticios que tienen una funcionalidad amina, se preparó hidrogenando el producto de polímero para eliminar los grupos reductores de glucosa (W092/14761 para Borden et al ) . En la Patente de E.U. No. 5,051,500 Elmore describe el uso de catalizadores de ácidos carboxílicos con pequeñas cantidades de un promotor de ácido orgánico. La EP-A- 0662483 , Kuzee et al , utilizan energía de microondas y un ácido pol icarboxí 1 ico o inorgánico en una mezcla de reacción acuosa para preparar un agente de carga de polisacárido. Todas las publicaciones mencionadas arriba se incorporan para referencia en la presente para todos los propósitos como si estuvieran completamente expuestas. Debido a que el interés del consumidor en productos alimenticios y bebidas con calorías reducidas y bajas está creciendo, sería deseable tener procesos alternativos para producir de manera económica polidextrosa de de grado alimenticio utilizando otros procedimientos. Sumario de la Invención Es un objeto de la invención proporcionar otro proceso para la preparación de polisacáridos de de grado alimenticio. Es un objeto más específico de la invención proporcionar un proceso para la producción de polisacáridos comestibles utilizando ácidos minerales seleccionados o una combinación de ácidos minerales y ácidos orgánicos, particularmente en cantidades y bajo condiciones requeridas para lograr un efecto seleccionado como se expone abajo. Es un objeto adicional de la invención proporcionar un proceso para la producción de polisacáridos comestibles y particularmente polidextrosa, utilizando concentraciones muy bajas de ácido fosfórico. Es un objeto adicional de la invención proporcionar procesos para modificar la polidextrosa y otros polisacáridos preparados utilizando ciertos catalizadores de ácido mineral. Estos y otros objetos se logran por la presente invención, la cual proporciona un proceso para preparar polisacáridos altamente ramificados haciendo reaccionar un sacárido tal como maltosa, glucosa u otro azúcar simple o un material que contiene glucosa tal como almidón hidrolizado en presencia de un poliol tal como sorbitol, glicerol eritritol, xilitol, manitol, galactitol o mezclas de los mismos, típicamente en una concentración desde aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 20% en peso de poliol en presencia de una cantidad suficiente de uno o más catalizadores de ácido mineral o una mezcla de un catalizador de ácido mineral y un ácido orgánico, para formar un polisacárido adecuado para uso alimenticio es decir que exhiba un color bajo y una concentración baja de malos sabores . El porcentaje en peso (% en peso) , para los propósitos de la presente especificación está en base a el peso total de los reactivos de poliol, sacárido y catalizador. En una primera modalidad el proceso de la invención utiliza cantidades muy bajas, preferentemente desde aproximadamente 0.0001% en peso a aproximadamente 0.3% en peso, más preferentemente 0.1% en peso o menos, todavía más preferentemente desde aproximadamente 0.0001% en peso a 0.1% en peso y especialmente desde aproximadamente 0.0002% en peso a aproximadamente 0.06% en peso, de un componente de catalizador que comprende uno o más ácidos minerales seleccionados de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido t iosul fúrico , ácido ditiónico, ácido pirosul fúrico , ácido selénico, ácido selenioso, ácido fosforoso, ácido hipofosforoso, ácido pirofosfórico , ácido pol i fosfórico , ácido hipofosfórico , ácido bórico, ácido perclórico, ácido hipocloroso, ácido bromhídrico, ácido yodhídrico y ácido silícico; sales acidas de metales alcalinos o metales alcalinotérreos de los ácidos de arriba, tales como el bisulfato de sodio y el bisulfito de sodio; o mezclas de estos ácidos (y/o sales acidas de metales alcalinos o alcalinotérreos) con ácido fosfórico . En una segunda modalidad el proceso de la invención utiliza cantidades muy bajas, preferentemente desde aproximadamente 0.001% en peso a aproximadamente 0.09% en peso, más preferentemente desde 0.006% en peso a aproximadamente 0.09% en peso y todavía más preferentemente desde aproximadamente 0.01% en peso a aproximadamente 0.06% en peso, de un catalizador de ácido fosfórico opcionalmente en combinación con un ácido pol icarboxí 1 ico tal como ácido cítrico . En una tercera modalidad el proceso de la invención utiliza en el componente de catalizador, un ácido mineral blanqueador en una cantidad y bajo condiciones efectivas para reducir la formación del color y/o el mal sabor en el polisacárido resultante. Como ejemplos de ácidos minerales blanqueadores están algunos de los ácidos minerales mencionados arriba, incluyendo el ácido sulfuroso, ácido selenioso, ácido perclórico, ácido hipofosforoso y ácido hipocloroso, así como también las sales acidas de metal alcalino y alcalinotérreo de los mismos, tal como el bisulfito de sodio. Típicamente, tales ácidos minerales blanqueadores se usan en cantidades de hasta aproximadamente 5.0% en peso y más preferentemente hasta aproximadamente 1.0% en peso, como se requiera para lograr el efecto deseado. Las combinaciones de tales ácidos minerales blanqueadores con otros catalizadores ácidos (que incluyen otros catalizadores de ácido mineral y/o pol icarboxí 1 ico también son parte de esta tercera modal idad . En una cuarta modalidad el proceso de la invención utiliza en el componente de catalizador, un ácido mineral quelante de metal en una cantidad y bajo condiciones efectivas para reducir la formación de color y/o mal sabor en el polisacárido resultante, debido a la presencia de contaminantes de metal. Como ejemplos de ácidos minerales quelantes de metal están algunos de los ácidos minerales mencionados arriba, incluyendo el ácido pol i fosfórico y el ácido pirofosfórico , así como también las sales acidas de metal alcalino y metal alcalinotérreo de los mismos. Típicamente, tales ácidos minerales quelantes de metal se usan en cantidades de >hasta aproximadamente 1.0% en peso y más preferentemente hasta aproximadamente 0.5% en peso, como se requiera para lograr el efecto deseado. Las combinaciones de tales ácidos minerales quelantes de metal con otros catalizadores de ácido (incluyendo otros catalizadores de ácido mineral y/o pol icarboxí 1 ico) son también parte de esta cuarta modalidad. El producto así formado por cualquiera de los procesos de arriba puede ser neutralizado, purificado adicionalmente por intercambio iónico, cromatografía de exclusión de tamaño, filtración por membrana, tratamiento enzimático y/o tratamiento con carbón y/o modificado por hidrogenación. En el algunas modalidades, la etapa de purificación por intercambio iónico involucra el tratamiento con resina de intercambio de aniones o de lecho mixto. Breve Descripción de la Figura La Figura 1 es una gráfica de barras que resume los datos del sabor comparativo de la polidextrosa hecha por diferentes catalizadores de ácidos alimenticios: ácido cítrico, un catalizador de ácido cítrico seguido por una etapa de purificación por intercambio iónico, ácido fosfórico, ácido fosfórico seguido por una etapa de purificación por intercambio iónico, ácido fumárico, ácido málico y ácido tartárico. Descripción Detallada de la Invención Esta invención se basa en el descubrimiento de que los polisacáridos de grado alimenticio y particularmente la polidextrosa de grado alimenticio, que tiene características deseables puede ser preparada utilizando varios catalizadores de ácido mineral bajo condiciones apropiadas. En la práctica de la invención, los polisacáridos comestibles se preparan haciendo reaccionar un poliol con un azúcar o materiales que contienen azúcar en presencia de un ácido mineral, una mezcla de ácido mineral o una mezcla de un ácido mineral con un ácido orgánico. Los polioles incluyen, pero no están limitados a, sorbitol, glicerol eritritol, xilitol, manitol, galactitol y mezclas de los mismos; el sorbitol se prefiere en algunas modalidades. Las modalidades típicas utilizan un poliol o polioles que son anhidros, hidratados o una solución acuosa. Desde aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 20% en peso, preferentemente desde aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 15% en peso de poliol se emplean típicamente en la mezcla de reacción. Algunas modalidades emplean desde aproximadamente 8% en peso a aproximadamente 12% en peso de poliol. (A menos que se indique de otra manera, todos los porcentajes dados a la presente son en peso y están basados en el peso en la etapa particular del procesamiento que está siendo descrito.) Los azúcares incluyen glucosa, maltosa otros azúcares simples, materiales que contienen glucosa y maltosa tales como almidón hidrolizado y mezclas de los mismos. En las modalidades típicas el sacárido es anhidro, hidratado o una solución acuosa. Una ventaja de la invención es que los polisacáridos que exhiben propiedades ligeramente diferentes pueden obtenerse variando el componente de azúcar. Como se usa en la presente, los términos poliglucosa, polidextrosa, polimaltosa y polisacárido se proponen para denominar materiales poliméricos en los cuales la mayoría de las porciones monoméricas son glucosa, maltosa u otro sacárido, así como también materiales poliméricos en los cuales algunas de las porciones de glucosa, maltosa u otro sacárido están esterificadas con porciones derivadas del activador de la pol imeri zación . En la práctica de la invención el azúcar y el poliol reaccionan juntos en presencia de una cantidad de un catalizador de ácido mineral o una mezcla de un catalizador de ácido mineral y un ácido orgánico, bajo condiciones suficientes para formar un polisacárido adecuado para uso alimenticios es decir, uno que tenga un bajo calor y una baja concentración de malos sabores. Por ejemplo en la primera modalidad referida arriba, la cantidad total de catalizador es muy baja y está en el intervalo desde aproximadamente 0.0001% en peso a aproximadamente 0.3% en peso, preferentemente menos de 0.1% en peso, de un ácido mineral o una mezcla de ácido mineral. A concentraciones de ácido mayores que la óptima, la mezcla de reacción puede (dependiendo de las circunstancias tales como las condiciones de reacción) producir productos que son coloreados y de mal sabor; el uso de concentraciones menores que la óptima puede no alcanzar un grado aceptable de polimerización. Las concentraciones óptimas de ácido tienen la ventaja adicional de proporcionar un producto que contiene una cantidad mínima de catalizador, lo cual elimina o simplifica las etapas de purificación adicionales. Los ácidos minerales incluyen, pero no están limitados a, ácido clorhídrico, ácido fosfórico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido t iosul fúrico , ácido ditiónico, ácido pirosul fúrico , ácido selénico, ácido selenioso, ácido fosforoso, ácido hipofosforoso, ácido pirofosfórico , ácido pol ifosfórico , ácido hipofosfórico , ácido bórico, ácido perclórico, ácido hipocloroso, ácido bromhídrico, ácido yodhídrico y ácido silícico y las sales acidas de metal alcalino y alcalinotérreo de los ácidos de arriba, tales como el bisulfato de sodio y bisulfito de sodio. En algunas modalidades el ácido clorhídrico o el ácido sulfúrico se emplean solos o en una mezcla con uno o más de otros ácidos. El ácido clorhídrico es menos preferido en la producción a gran escala que emplea recipientes de reacción de metal, debido a que tiene la tendencia a corroer el metal . Los ácidos orgánicos preferidos son ácidos policarboxílicos comestibles que incluyen, pero no están limitados a ácido cítrico, maleico, málico, glutárico, ascórbico eritórbico, fumárico, tartárico, succínico, adípico, itacónico o tereftálico. Los anhídridos del ácido maleico, succínico, adípico e itacónico también pueden ser usados. Cuando se emplean ácidos orgánicos el ácido cítrico se prefiere particularmente. La primera modalidad preferentemente emplea desde aproximadamente 0.0001% en peso a aproximadamente 0.3% en peso de un componente de catalizador que consiste de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, una mezcla de éstos con cada uno de los otros o una mezcla de uno o ambos de éstos con ácido fosfórico . En la segunda modalidad que emplea ácido fosfórico, se prefieren concentraciones mínimas, de manera que el producto no requiera una purificación extensiva, pero la concentración debe ser adecuada para promover la reacción. Sorprendentemente, se ha encontrado que son operables concentraciones de ácido muy bajas, por ejemplo concentraciones muy por debajo de la concentración de 0.1% en peso descrita por A. E. Staley (F.D.A. Food Additive Petition § 172.841, Fed . Reg . 59 : 36204 (1994) , las concentraciones de 0.1 a 1% en peso descritas en la Patente Japonesa No. 05087083 o las concentraciones de 0.3 a 0.5% en peso descritas en la Patente Japonesa No. 01012761. Se prefieren las concentraciones de ácido fosfórico que están en el intervalo entre cerca de 0.01% en peso a 0.09% en peso. Estas concentraciones dan velocidades de reacción aceptables mientras minimizan los colores oscuros, los malos sabores y la acidez de los productos y los productos pueden, si se desea, ser usados directamente en alimentos sin purificación. Se prefieren las concentraciones de ácido fosfórico desde aproximadamente 0.01 a 0.06% en peso y una concentración de cerca de 0.03% en peso se prefiere particularmente. En la tercera modalidad de la presente invención el catalizador empleado es un ácido mineral blanqueador, lo cual evita un tratamiento de blanqueo post - reacción tal como se describe en la previamente mencionada Patente Estadounidense No. 4,622,233. La cantidad de ácido mineral blanqueador usada será suficiente para reducir el color del producto resultante. Las cantidades actuales de catalizador de ácido blanqueador variarán dependiendo de un número de factores tales como la temperatura de reacción y el uso de otros catalizadores, pero se prefiere utilizar la cantidad mínima necesaria para lograr el efecto de color deseado para evitar en el grado posible otros procesos de purificación post - reacción tales como los mencionados arriba. En la cuarta modalidad de la presente invención el catalizador empleado es un ácido mineral quelante de metal el cual ayuda a evitar efectos nocivos (tales como la formación de una densidad de color y mal sabor) debido a la presencia de contaminantes de metal en los productos resultantes. La cantidad de ácido mineral quelante de metal usada será suficiente para reducir el contenido de metal libre del producto resultante. Las cantidades actuales de ácido mineral quelante de metal variarán dependiendo de un número de factores tales como la temperatura de reacción y el uso de otros catalizadores, pero se prefiere utilizar la cantidad mínima necesaria para lograr el efecto de reducción de metal libre deseado para evitar en el grado posible otros procesos de purificación postreacción tales como los mencionados arriba. Opcionalmente en cualquiera de las modalidades de proceso de la presente invención, los productos resultantes pueden ser purificados por intercambio de iones, filtración de membrana, carbón y otros tratamientos conocidos en la técnica relevante . La reacción típicamente se realiza en un estado fundido anhidro. La glucosa o maltosa pulverizada seca, por ejemplo, se combina con la cantidad apropiada de ácido y los reactivos se calientan bajo presión reducida. La duración de la reacción y la temperatura de reacción son variables int erdependientes en la práctica de la invención. Las temperaturas de reacción preferidas varían desde aproximadamente 120° a aproximadamente 200°C, preferentemente desde aproximadamente 145° a aproximadamente 185°C. La temperatura precisa de la polimerización en estado fundido anhidro depende de la relación inicial de la glucosa, maltosa u otros azúcares al ácido que se usa el tiempo de reacción y la proporción de polisacáridos solubles a polisacáridos degradados insolubles que se desea en la mezcla de producto final. De manera alternativa, los reactivos pueden inicialmente ser hidratados o estar en solución acuosa. En este caso el agua típicamente se elimina de la mezcla de reacción por destilación a presión reducida, para promover la reacción de pol imeri zación . La exposición térmica (tiempo de reacción y temperatura) usada en la producción de polisacáridos de acuerdo a la invención debe ser tan baja como sea posible, puesto que la decoloración, la caramel i zación y la degradación se incrementan con la exposición prolongada a altas temperaturas. Afortunadamente, sin embargo, cuando la temperatura de la polimerización se incrementa el tiempo requerido para lograr una polimerización sustancialmente completa disminuye. Las presiones preferidas no exceden de cerca de 300 mm Hg , por ejemplo desde aproximadamente 10 5 a 100-300 mm Hg y pueden obtenerse por el uso de una bomba de vacío, un expulsor de vapor, una aspiradora o por otros medios. El vacío se emplea para excluir el aire de la polimerización y para eliminar el agua de hidratación y el agua liberada en la reacción de polimerización. La exclusión de aire también minimiza la descomposición y la decoloración de los polisacáridos formados en la polimerización. Una purga de nitrógeno también puede ser empleada para excluir el aire. El producto de reacción formado es un polisacárido tal como polimaltosa o polidextrosa. Por "polidextrosa" se entiende glucosa polimerizada térmicamente en presencia de un ácido que funciona como un catalizador y un poliol que funciona como un plastificante y agente de terminación de cadena. La polidextrosa es un polímero de condensación de glucosa soluble en agua, unido aleatoriamente, que contiene cantidades menores de sorbitol unido. La polidextrosa está compuesta casi enteramente de polímeros de glucosa degradados aleatoriamente con todos los tipos de uniones glucosí dicas , la unión 1-6 predomina y contiene algunos grupos sorbitol. Junto con el polímero mismo, también puede contener pequeñas cantidades de materiales de partida residuales y sus productos de reacción . Después de que la reacción es completa, la mezcla de reacción puede ser neutralizada utilizando pequeñas cantidades de base. Aún cuando se emplean cantidades muy pequeñas de ácido en ciertas modalidades, de modo que la purificación adicional puede no ser requerida, la neutralización de poliglucosas o polimaltosas puede ser deseable para ciertas aplicaciones, a pesar de las concentraciones muy bajas del catalizador de ácido que se emplean. Por ejemplo, cuando las poliglucosas van a ser usadas en alimentos dietéticos que contienen leche entera el exceso de ácido puede tender a cuajar la leche. La neutralización puede ser realizada agregando sustancias alcalinas tales como carbonatos o hidróxidos de potasio, sodio, calcio o magnesio al polisacárido o a una solución acuosa del polisacárido. Otros materiales que pueden ser usados para neutralizar la poliglucosa o la polimaltosa incluyen la 1-lisina, d-glucosamina , N-met ilglucamina e hidróxido de amonio. Otros métodos para reducir la acidez de las soluciones de poliglucosa o polimaltosa son la diálisis el intercambio iónico y la osmosis inversa. Como se indicó arriba el polisacárido formado puede ser purificado utilizando el intercambio iónico, filtración por membrana, cromatografía de exclusión por tamaño, tratamiento con carbón, tratamiento enzimático, blanqueado extracción con disolvente o similares o más de un tratamiento. Los tratamientos individuales tales como el tratamiento con una resina de intercambio aniónico o una resina de lecho mixto, se prefieren por razones económicas. Las poliglucosas y polimaltosas solubles, por ejemplo, pueden ser decoloradas poniendo en contacto una solución acuosa del polisacárido con carbón activado o carbón vegetal. El polisacárido también puede ser extraído con etanol o metanol. De manera alternativa el polisacárido puede ser blanqueado. Por ejemplo, la polidextrosa puede ser blanqueada utilizando peróxido de hidrógeno (por ejemplo utilizando 10 mg de H202/gramo de polidextrosa) o dióxido de cloro (por ejemplo utilizando 0.5 mg de Cl02/gramo de polidextrosa) . Las purificaciones por intercambio iónico se prefieren en algunas modalidades e incluyen, pero no están limitadas a, hacer una pasta aguada de la polidextrosa con una resina o mezclas de resinas o pasando una solución de polidextrosa a través de una columna de resina. Las resinas preferidas incluyen las resinas de intercambio aniónico (ya sea débilmente básicas o fuertemente básicas) , las resinas de intercambio catiónico o resinas de lecho mixto que comprenden una resina de intercambio aniónico y una resina de intercambio catiónico. Por lo general, para la purificación por intercambio iónico, la concentración de polidextrosa está en el intervalo desde aproximadamente 10% a aproximadamente 70%, la temperatura está en el intervalo desde aproximadamente 10° a aproximadamente 80°C, la velocidad de flujo está en el intervalo desde aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10 volúmenes de lecho por hora y la presión está en el intervalo de cerca de 1 a 10 atmósferas. Para algunas resinas, los límites superiores de temperatura y presión por debajo de los límites descritos arriba pueden ser necesarios para evitar la descomposición química o física de las resinas. Los ejemplos están ilustrados en lo sucesivo. Las resinas preferidas se emplean en purificaciones por intercambio iónico conducidas a temperatura ambiente y presión atmosférica. El tratamiento con resina de intercambio iónico elimina el catalizador de ácido, algunos productos secundarios coloreados y algunos malos sabores. Como se demuestra en lo sucesivo el tratamiento de intercambio iónico de la polidextrosa catalizada por ácido fosfórico da lugar a resultados más pequeños para los atributos organolépticos indeseables. La disminución en la amargura observada para la polidextrosa catalizada por ácido fosfórico es particularmente notable, puesto que la importancia de la amargura y la efectividad del tratamiento por intercambio iónico para la eliminación de la amargura eran conocidos previamente solamente para la polidextrosa catalizada por ácido cítrico. Es una ventaja de la invención que la polidextrosa preparada de acuerdo a un método de la invención puede proporcionar un producto que exhibe un sabor suave y un color ligero. Es otra ventaja de la invención que el uso de una purificación con resina de intercambio aniónico débilmente básica para purificar una polidextrosa de la invención, por ejemplo, proporcione un producto que exhibe un sabor menos metálico, menos astringente y menos ácido comparado a una polidextrosa preparada utilizando medios convencionales. Los polisacáridos formados por el método de la invención pueden ser adicionalmente modificados. Como se describió arriba, pueden ser blanqueados con clorito de sodio, peróxido de hidrógeno u otro agente usado para blanquear harina. Alternativamente, pueden ser hidrogenados como se describe en WO 92/14761 referido arriba e incorporado en la presente para referencia. Esto típicamente involucra exponer la polidextrosa a hidrógeno, a temperaturas y presiones elevadas en presencia de un catalizador de hidrogenación en un proceso continuo o por lotes. Por ejemplo, una solución acuosa de polidextrosa al 30% a 60% puede ser hidrogenada en presencia de níquel Raney a una presión de cerca de 1000 psi a aproximadamente 2500 psi y a una temperatura desde aproximadamente 100° a aproximadamente 160°C por cerca de 30 minutos a aproximadamente 6 horas. La solución de polidextrosa hidrogenada típicamente se expone entonces a una resina de intercambio catiónico, para eliminar el níquel disuelto. Alternativamente, la polidextrosa puede ser reducida con un donador de hidruro. Por ejemplo, la polidextrosa preparada de acuerdo a la invención puede ser reducida en una solución acuosa al 30% a 60% que tiene un pH de cerca de 9 a aproximadamente 12 a una presión ambiental, a aproximadamente 5° a 80°C por cerca de 30 minutos a 12 horas, utilizando borohidruro de sodio y borohidruro de potasio como donadores de hidruro. Utilizando cualquiera de los dos métodos, la polidextrosa se mejora para ciertos propósitos, debido a que no tiene substancialmente grupos reductores reactivos que puedan provocar un color y sabor amargo indeseables. Como una etapa de purificación adicional, las pol idextrosas no modificadas o modificadas de la invención, pueden en algunas modalidades, ser tratadas con enzimas para mejorar el color, la estabilidad del color el sabor, la viscosidad, la estabilidad y similares, como se describe previamente (Patentes de E.U. Nos. 5,424,418, 5,493,014 y 5,573,794 para Duflot y la patente Canadiense No. 2,086,207 para Caboche) . En las modalidades típicas, la especificidad de diversas glucosidasas u oxidasas bacterianas o fúngicas se emplea ya sea para romper preferencialmente uniones encontradas en los productos no deseados de reacciones secundarias, formados durante el curso de la reacción de polimerización o para eliminar productos de peso molecular bajo no deseados. El uso de la glucosa oxidasa, por ejemplo, se ha sugerido para eliminar glucosa de los productos de polisacárido, decolorarlos eliminar algunos sabores ácidos quemados y disminuir su contenido calórico (Patente de E.U. No. 5,573,794) . Los tratamientos de purificación con enzima típicos involucran la adición de la enzima a una solución del producto de polisacárido, seguido por un período de incubación o el contacto de una solución del producto de polisacárido a enzimas unidas a un soporte. Las enzimas útiles incluyen, pero no están limitadas a, glucosa oxidasa, amilasa, ß-glucosidasa , ami loglucosidasa y combinaciones de las mismas. Las pol idextrosas disponibles en el comercio son solubles en agua, típicamente exhiben un peso molecular promedio desde aproximadamente 1,000 a aproximadamente 3,000 dependiendo del grado de polimerización, pureza y método usado para determinar el peso molecular y exhiben un sabor suave, sin un resabio. La invención puede ser utilizada para preparar materiales similares, así como también polisacáridos con pesos moleculares promedios por arriba y por debajo de este intervalo. Las polidextrosas preferidas preparadas de acuerdo a la invención exhiben un contenido de glucosa de menos de cerca de 4.0%, preferentemente menos de cerca de 3.5% y un color de la Asociación de Salud Pública Americana (American Public Health Association) (APHA) de 300 o menos. Es una ventaja de la invención que el grado de polimerización, así como también la cinética de la reacción puedan ser controladas cambiando las relaciones de los reactivos el tiempo de reacción, la temperatura, la presión y la cantidad de catalizador de ácido. Las concentraciones óptimas para la polidextrosa de sabor suave, casi incolora se dan arriba. Los ejemplos comparativos que ilustran preparaciones bajo diferentes condiciones se dan abaj o . Es otra ventaja de ciertas modalidades de la invención que, debido a que las cantidades de catalizador consumidas son bajas y el catalizador es barato el proceso total es económico y proporciona polisacáridos que no requieren procedimientos de purificación extensivos. Por ejemplo, pueden ser preparadas polidextrosas de acuerdo a la invención con menos de 0.1% en peso de ácido fosfórico sugerido por A. E. Staley en F.D.A. Food Additive Petition § 172.841 (1994) . En algunas modalidades, la concentración de ácido es tan baja que los productos formados utilizando el proceso pueden ser utilizados sin neutralización u otros procedimientos de purificación. Es una ventaja adicional de la invención que las polidextrosas hechas de acuerdo a la invención exhiban un sabor superior a la polidextrosa hecha con otros ácidos tales como el ácido cítrico, fumárico, málico o tartárico o concentraciones más altas de ácido mineral. Las pruebas comparativas se exponen en los Ejemplos de abaj o . Ej emplos Los siguientes ejemplos se presentan para ilustrar y explicar adicionalmente la presente invención y no deben ser tomados como limitantes en ningún respecto. A menos de que se indique de otra manera, todas las partes y porcentajes son en peso y están basados en la etapa del proceso que está siendo descrita el color en una solución acuosa al 10% se reporta utilizando la escala de la Asociación de Salud Pública Americana (American Public Health Association) (APHA) en donde cero es incoloro y los perfiles de peso molecular se estimaron utilizando la cromatografía de líquidos de alta resolución (CLAR) . Ejemplo 1 Catálisis por Diversas Concentraciones de Acido Fosfórico Mezclas secas que contenían una proporción en peso de 89:10 de dextrosa a sorbitol y concentraciones bajas de ácido fosfórico, como se indican en la siguiente tabla, se calentaron a 160-190°C bajo vacío parcial (20-25 mg de Hg) por tiempos suficientes para dar concentraciones de glucosa residual de cerca de 2-3.5% en peso. El color de APHA se determinó en solución acuosa al 10% para cada producto. Los atributos organolépticos se compararon directamente con aquellos de Litesse® (polidextrosa catalizada por ácido cítrico purificada por intercambio iónico, manufacturada por Cultor, Inc.) en solución acuosa al 10% % en Tiempo de Porcient o Color Atributos Organolépticos en peso Reacción comparación con Li tesse H3P04 mm ddeexxtt rroossaa APHA Dulce Agrio Salado Amargo 0.59 6 2 2.. .22 175 IIgguuaall mas Igual lig.mas percep 0.25 8 2 2.. .00 175 mas Igual Igual mas percep percep 0.13 2 2 2.. .77 55 mas Igual Igual mas percep percep 0.05 4 3 3.. .00 70 mas Igual Igual mas percep percep 0.05 7 2 2.. .11 70 mas Igual Igual mas percep percep 0.03 10 3 3.. , 55 50 mas Igual Igual Igual percep 0.03 11 1 1.. , 44 125 mas Igual Igual Igual percep Ejemplo 2 Catálisis por 0.005% de Acido Sulfúrico Una mezcla de 267 gramos de monohidrato de dextrosa, 30 gramos de sorbitol y 15 miligramos de ácido sulfúrico concentrado (97% de H2S04) se calentó a 150-160°C bajo vacío parcial, con agitación, por aproximadamente 10 a 15 minutos. El producto contenía 3.1% de glucosa y tuvo un color de APHA de 125 en solución acuosa al 10%. Ejemplo 3 Catálisis por 0.002% de Acido Clorhídrico Una mezcla de 267 gramos de monohidrato de dextrosa, 30 gramos de sorbitol y 15 miligramos de ácido clorhídrico concentrado (38% de HCl) se calentó a 150 - 160 ° C bajo vacío parcial, con agitación, por aproximadamente 10 a 15 minutos. El producto contenía 2.9% de glucosa y tuvo un color de APHA de 75 en solución acuosa al 10%. La descripción de arriba es para el propósito de ilustrar y no limitar la presente invención y enseña a la persona de experiencia ordinaria en la técnica cómo practicar la invención. No se propone detallar todas aquellas modificaciones y variaciones obvias de ésta, las cuales llegarán a ser aparentes para el técnico experto con la lectura de la descripción. Se propone, sin embargo, que todas las modificaciones y variaciones obvias están incluidas dentro del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones anexas. Las reivindicaciones se proponen para cubrir los componentes y etapas reivindicados en cualquier secuenciasque sea efectiva para satisfacer los objetivos propuestos en la misma, a menos que el contexto específicamente indique los contrario. Las patentes y artículos citados arriba se incorporan en la presente para referencia en su total idad .

Claims (16)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones. 1. Un proceso para preparar un polisacárido comestible, caracterizado porque comprende reaccionar bajo condiciones de polimerización en estado fundido anhidro, un poliol seleccionado del grupo que consiste de sorbitol, glicerol eritritol, xilitol, manitol, galactitol y mezclas de los mismos, con un sacárido seleccionado del grupo que consiste de glucosa otros azúcares simples, almidón hidrolizado y mezclas de los mismos en presencia desde 0.0001% a 0.3% en peso de un componente de catalizador que consiste de un ácido mineral seleccionado del grupo que consiste de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido sulfuroso, ácido t iosul fúrico , ácido ditiónico, ácido pirofosfórico , ácido pol i fosfórico , ácido hipofosfórico , ácido bórico, ácido perclórico, ácido hipocloroso, ácido bromhídrico, ácido yodhídrico y ácido silícico; sales acidas de metal alcalino o metal alcalinotérreo de los ácidos minerales de arriba, mezclas de los mismos y mezclas de éstos con ácido fosfórico .
2. 2. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el ácido mineral se selecciona de ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, sales acidas de metal alcalino o metal alcalinotérreo de los ácidos minerales de arriba, mezclas de los mismos y mezclas de éstos con ácido fosfórico.
3. 3. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente de catalizador está presente en una cantidad desde 0.1% en peso o menos .
4. 4. El proceso según la reivindicación 3, caracterizado porque el componente de catalizador está presente en una cantidad desde 0.0001% a 0.06% en peso .
5. 5. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el poliol es sorbitol y el sacárido es glucosa.
6. 6. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el poliol, sacárido y el catalizador de ácido reaccionan bajo condiciones para dar como resultado un producto soluble en agua que tiene un color de 300 o menos en base a una solución acuosa al 10% en peso utilizando la escala de la Asociación de Salud Pública Americana (American Health Association) (APHA) en donde cero es incoloro .
7. 7. Un proceso para preparar una polidextrosa comestible que exhibe una amargura y acidez reducidas directamente siguiendo a la reacción y antes de la purificación, caracterizado porque comprende reaccionar un poliol seleccionado del grupo que consiste de sorbitol, glicerol eritritol, xilitol, manitol, galactitol y mezclas de los mismos, con un sacárido seleccionado del grupo que consiste de glucosa, almidón hidrolizado y mezclas de los mismos en presencia desde aproximadamente 0.001% a aproximadamente 0.09% en peso de un catalizador de ácido fosfórico, bajo condiciones de polimerización en estado fundido anhidro .
8. 8. El proceso según la reivindicación 7, caracterizado porque el catalizador se encuentra presente en una cantidad desde 0.006% a 0.09% en peso .
9. 9. El proceso según la reivindicación 8, caracterizado porque la reacción se conduce en la presencia adicional de una cantidad desde 0.01% a 0.06% en peso .
10. 10. El proceso según la reivindicación 7, caracterizado porque la reacción se conduce en la presencia adicional de un catalizador de ácido policarboxílicó .
11. 11. El proceso según la reivindicación 7, caracterizado porque el poliol es sorbitol y el sacárido es glucosa.
12. 12. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el poliol, sacárido y el catalizador de ácido reaccionan bajo condiciones para dar como resultado un producto soluble en agua que tiene un color de 300 o menos en base a una solución acuosa al 10% en peso utilizando la escala de la Asociación de Salud Pública Americana (American Public Health Association) (APHA) en donde cero es incoloro.
13. 13. Un proceso para preparar una polidextrosa altamente ramificada y soluble en agua, que tiene un peso molecular desde aproximadamente 1000 a aproximadamente 24,000 y un color de 300 o menos en base a una solución acuosa al 10% en peso utilizando la escala de la Asociación de Salud Pública Americana (American Public Health Association) (APHA) en donde cero es incoloro, caracterizado porque comprende reaccionar sorbitol con glucosa a una temperatura en presencia desde aproximadamente 0.01% a aproximadamente 0.09% de catalizador de ácido fosfórico bajo condiciones de polimerización en estado fundido anhidro.
14. 14. Un proceso para preparar un polisacárido comestible que exhibe un color de APHA de 300 o menos, caracterizado porque comprende reaccionar bajo condiciones de polimerización en estado fundido anhidro un poliol seleccionado del grupo que consiste de sorbitol, glicerol eritritol, xilitol, manitol, galactitol y mezclas de los mismos, con un sacárido seleccionado del grupo que consiste de glucosa otros azúcares simples, almidón hidrolizado y mezclas de los mismos en presencia de un catalizador de ácido mineral quelante de metal o un blanqueador en una cantidad efectiva para reducir el color y/o el mal sabor del polisacárido resultante .
15. 15. El proceso según la reivindicación 14, caracterizado porque el catalizador es un miembro seleccionado del grupo de catalizadores que comprende un miembro seleccionado del grupo que consiste de ácido sulfuroso, ácido selenioso, ácido hipofosforoso, ácido pirofosfórico , ácido pol i fosfórico , sales acidas de metal alcalino y metal alcalinotérreo de los ácidos de arriba, ácido perclórico, ácido hipocloroso y mezclas de dos o más de éstos .
16. 16. El proceso según la reivindicación 14, caracterizado porque el poliol es sorbitol y el sacárido es glucosa.