CZ404691A3 - Process for removing residues of cyclodextrin from fats and oils - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu odstraňování zbytků cyklodextrinu z tuků a olejů, z nichž byly působením cyklodextrinu odstraněny komplexovatelné nežádoucí látky jako steroly, zvláš tě cholesterol, volné mastné kyseliny, vitaminy, barviva a některé zvláštní nečistoty a které ještě obsahují určitý zbytek cyklodextrinu.

Dosavadní stav techniky

Oe známo, že zvýšený obsah cholesterolu v krevním seru u lidí představuje zvýšené riziko vzniku arteriosklerosy a koronárního srdečního onemocnění. Z tohoto důvodu je snahou potravinářského průmyslu podstatně snížit obsah cholesterolu nebo esterů cholesterolu v potravinách živočišného původu, bohatých na tuky, přičemž podstatný problém spočívá v tom, aby byly pokud možno zachovány sensorické a fyziologické vlastnosti potravin.

Poměrně šetrným způsobem odstraněním derivátů cholesterolu je tvorba komplexů těchto látek s beta-cyklodextrinem s následným odstraněním vytvořeného komplexu.

Podle EP 0 256 911 se na zkapalněný tuk působí pevným cyklodextrinem, čímž je možno snížit obsah cholesterolu až o 80 %, je však třeba opakovaného působení cyklodextrinu.

Z publikace W. Schlenk, V. M. Sand, 0. Am. Chem. Soc.,

84, str. 2312 (1961) je známo, že lze vytvořit komplexy volných mastných kyselin s cyklodextrinem.

Podstatným problémem tohoto postupu je skutečnost, že určitý podíl rozpuštěného cyklodextrinu zůstane v tucích a olejích při použití dosud známých postupů pro oddělení těchto látek.

Za běžných podmínek jsou cyklodextriny (alfa, beta a gama) s šesti až osmi jednotkami glukosy oligosacharidy, které vytvářejí kruh a jsou netoxické. Při zkouškách na akutní toxicitu u myší a krys nebylo možno pozorovat při perorálním podání žádné známky toxického účinku. Přesto nejsou cyklodextriny v řadě států dosud povoleny jako přísady do potravin.

Vynález si klade za úkol navrhnout postup k odstranění zbytků cyklodextrinu z tuků a olejů tak, aby docházelo bez velkých technických nákladů k dobrému a selektivnímu odstranění cyklodextrinu z uvedených látek.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je tedy způsob odstraňování zbytků cyklodextrinu z tuků a olejů, který spočívá v tom, že se tuky a oleje s obsahem cyklodextrinu emulgují ve vodě a cyklodextrin se enzymaticky odbourává při použití alespoň jedné alfa-amylázy, která se volí z enzymů, produkovaných mikroorganismy ze skupiny Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus polymyxa, dále je možno užít amylázu ze slinivky vepře, z Bacillus coagulans nebe Flavobacterium a/nebo se cyklodextrin enzymaticky odbourává při použití CTGázy, která se volí z enzymů, produkovaných bakteriemi z čledi Bacillus, Klebsiella, Micrococcus a alkalofilní bakterie.

Bylo neočekávaně prokázáno, že tímto způsobem je možno dosáhnout prakticky úplného odbourání cyklodextrinu v tucích a olejích hospodárným způsobem. To je překvapující z toho důvodu, že cyklodextriny byly popsány jako účinné inhibitory alfa- i beta-amyláz podle publikace R. 0. Weselake, R. D.

Hill, Cereal Chem. 60, str. 98, 1983, a jako látky, odolné proti působení většiny alfa- i beta-amyláz. Navíc bylo zjištěno, že několik typů alfa-amyláz, například enzymy z Bacillus polymyxa, Aspergillus oryzae nebo amyláza ze slinivky vepře jsou schopné cyklodextriný hydrolyzovat, avšak s malou rychlostí. Je proto zvláště překvapující a neočekávané, že účinnost těchto látek v emulzích tuků a olejů je dostatečné k relativně rychlému a úplnému odbourání cyklodextrinu.

Při provádění způsobu podle vynálezu se výchozí látka, která je tvořena tuky a oleji živočišného nebo rostlinného původu, například máslo, sádlo nebo lůj, husí sádlo, rybí olej, slunečnicový olej a podobně, přičemž tyto tuky a oleje obsahují po působení cyklodextrinu ještě zbytek, například 0,001 až 1,0 % hmotnoatních cyklodextrinu, podrobí enzymatickému zpracování.

S výhodou se užijí amylázy, produkované mikroorganismy ze skupiny Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus polymyxa, dále amyláza ze slinivky vepře, amyláza, produkovaná Bacillus coagulans a čeledí Flavobacterium. Ze skupiny CTGáz, tj . cyklodextrintransglykosyláz (EC 2.4.1.19) jsou zvláště vhodnými enzymy ty enzymy, které jsou produkovány bakteriemi z čeledi Bacillus, například Bacillus macerans, Bacillus megaterium, Bacillus stearothermophilus, Bacillus circulans a Bacillus ohbensis, dále čeledí Klebsiella, například pneumoniae, Micrococcus, například varians a alkalofilními bakteriemi, například kmeny č. 38-2 a 17-1. Uvedené enzymy je možno získat také po genetické manipulaci expresí v produkčních buňkách jiného původu. Tyto enzymy umožní prakticky odbourání cyklodextrinu. Požadované množství enzymů se v podstatě řídí výchozím obsahem cyklodextrinu v tuku nebo v oleji a v případě alfa-amylázy je zpravidla zapotřebí 10 až

500 FAU na 1 gram cyklodextrinu, který má být odstraněn.

FAU = fungální alfa-amylázy, to znamená množství, které odbourá za standardních podmínek (substrát: rozpustný škrob, doba inkubace 7 až 20 m inut, teplota: 37 °C, pH 4,7) 5,2 g škrobu za hodinu. V případě CTGáz se užije s výhodou 0,5 až 20 U (jednotka) na 1 gram cyklodextrinu, který má být odstraněn. Jedna jednotka enzymu odbourá jeden mikromol substrátu za minutu. Je možno užít i větší množství enzymu, dochází však ke snížení hospodárnosti vzhledem k tomu, že již není možno dosáhnout lepšího účinku. Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se užívá směs alfa-amylázy a CTGázy.

Je důležité, aby tuk nebo olej byl užit ve formě emulze olej ve vodě. K tomuto účelu se výchozí materiál, popřípadě po rozpuštění emulguje ve vodě, přičemž se s výhodou na 1 kg tuku nebo oleje přidá 0,1 až 5 kg vody. Tato voda již může obsahovat alfa-amylázy a/nebo CTG-ázu. Enzym je však možno přidat také až po vytvoření emulze. Před přidáním enzymu se s výhodou upraví hodnota pH vody nebo emulze na hodnotu, optimální pro použitý enzym. Tato úprava pH se s výhodou provádí pomocí pufrů, je však možno ji provést také jednoduchým přidáním kyseliny nebo zásady, s výhodou poživatelných látek, například kyseliny citrónové, kyseliny mléčné a solí těchto kyselin. Do emulze je možno popřípadě přidat daké kofaktory, například dvojmocné ionty, jako ionty vápenaté nebo hořečnaté ve stopových množstvích. V případě použití CTG-ázy je možno také ještě přidat akceptory, například glukosu.

Podmínky zpracování, jako je teplota nebo doba zpracování je možno v určitém rozmezí měnit, avšak tuky a oleje by se při zpracování měly nacházet v kapalném stavu, to znamená, že enzymatické odbourávání by se mělo provádět v rozmezí teploty tání tuku nebo oleje a 70 °C. 5 výhodou se užije pro enzymatické odbourávání teplotního rozmezí 25 až 55 °c, doba odbourávání je pak 1 až 5 hodin.

Způsobem podle vynálezu je takto možno technicky velmi jednoduchým způsobem dosáhnout dobrého a selektivního odstranění cyklodextrinu ze zpracovávaného tuku nebo oleje, přičemž zbytek cyklodextrinu po tomto zpracování je nižší než hranice prokazatelnosti 10 ppm.

Praktické provedení způsobu podle vynálezu bude osvětleno následujícími příklady.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

K 1 kg rybího tuku,předem zpracovaného beta-cyklodextrinern se zbytkovým obsahem beta-cyklodextrinu 150 ppm se přidá 1 kg vody a směs se emulguje při teplotě 40 °C. Pak se pH emulze upraví kyselinou citrónovou na hodnotu 5,5. Pak se přidá 50 FAU směsi alfa-amyláz z Aspergillus oryzae ve formě běžně dodávaného výrobku Fungamyl 800 (Novo).

Směs se inkubuje 2 hodiny při teplotě 40 °C, po této době již není možno beta-cyklodextrin prokázat (hranice prokazatelnosti je 10 ppm).

Příklad 2 kg máselného tuku, předem zpracovaného beta-cyklodextrinem, se zbytkovým obsahem beta-cyklodextrinu 2500 ppm se emulguje v 1 kg vody při teplotě 50 °C. Pak se upraví pH emulze přidáním kyseliny citrónové na hodnotu 6,2 a emulze se inkubuje 2 hodiny při teplotě 50 °C s 250 FAU alfa-amylázy z Sacillus coagulans (nečištěný preparát). Po tomto zpracování již není možno beta-cyklodextrin prokázat (hranice prokazatelnosti je 10 ppm).

- 6 Příklad 3 kg hovězího loje se zbytkovým obsahem 200 ppm alfa-cyklodextrinu se emulguje při teplotě 40 °C v roztoku s obsahem síranu vápenatého v množství 5 mmol/litr a pH se upraví kyselinou citrónovou na hodnotu 6,5. Pak se k emulzi přidá 5 g glukosy a 20 U CTG-ázy z Bacillus macerans. Směs se inkubuje 2,5 hodiny při teplotě 40 °C, po této době již není možno prokázat žádný alfa-cyklodextrin (hranice prokazatelnosti je 10 ppm).

Zastupuje:

KOfíejzov,' ^a“vokáli<a τ

Claims (6)

1. PATENTOVÉ

   1. Způsob odstraňování zbytků cyklodextrinu z tuků a olejů, vyznačující se tím, že se tuky a oleje emulgují ve vodě a cyklodextrin se enzymaticky odbourává při použití alespoň jedné alfa-amylázy ze skupiny alfa-amyláz, produkovaných mikroorganismy Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Bacillus polymyxa, při použití amylázy ze slinivky vepře, alfa-amylázy z Bacillus coagulans nebo Flavobacterium nebo/a s výhodou při použití CTG-ázy, která se volí z enzymů, produkovaných bakteriemi čeledi Bacillus, Klebsiella, Micrococcus a alkalofilními bakteriemi.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m , že se užije 10 až 500 FAU alfa-amylázy na 1 g cyklodextrinu, který má být odstraněn.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se užije 0,5 až 20 U CTG-ázy na 1 g cyklodextrinu, který má být odstraněn.
4. 4. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím , že se enzymatické odbourávání provádí při teplotě tání užitého tu/u nebo oleje až teplotě 70 °C.
5. 5. Způsob podle nároků laž3, vyznačující se tím, že se enzymatické odbouráváš provádí při teplotě 25^Jaž 55 °C.
6. 6. Způsob podle nároků 1 až 5 , vyznačující se tím, že se jeden hmotnostní díl tuku nebo oleje emulguje v 0,1 až 5 hmotnostních dílech vody.

   Zastupuje

   JUDr. Zdeňka KOREJZOVÁ

   .........advokátka