ES2557552T3 - Procedimiento para la separación de proteínas vegetales - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la separación de proteínas vegetales que comprende la etapa de a) poner en contacto una solución proteínica con un mineral de tres capas, que se escoge entre el conjunto que se compone de los minerales de tres capas producidos de una manera natural o artificial, que pueden ser tratados previamente en condiciones ácidas o alcalinas y/o que contienen una cierta proporción de un gel de sílice, poseyendo el mineral de tres capas una capacidad de intercambio de cationes de por lo menos 50 meq/ 100 g del mineral de tres capas.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento para la separacion de protemas vegetales

El presente invento se refiere a un procedimiento para la separacion de protemas vegetales mediando utilizacion de un mineral de tres capas.

La demanda de fracciones protemicas vegetales purificadas individuales, ha estado aumentando constantemente en los ultimos anos tanto en la industria de los alimentos y piensos asf como tambien en la industria farmaceutica. En este caso, con arreglo a unos costes aumentados de energfa y materias primas, es interesante, en particular, capturar y purificar unas protemas que resultan como un producto de desecho en el caso de la elaboracion de sustancias vegetales.

Especialmente un agua de vegetacion de patatas, que resulta en grandes cantidades como un producto de desecho en el caso de la produccion de almidon, contiene un gran numero de protemas, que tanto poseen un valor nutritivo cualitativamente alto como tambien presentan un gran interes, a causa de las mas diversas funcionalidades, para el empleo en la produccion de alimentos.

La mayona de los procesos de aislamiento y purificacion aplicados para protemas, que son conocidos a partir del estado de la tecnica, incluyen, junto a otros metodos de separacion (p.ej. los de filtracion), unas etapas cromatograficas. Los procedimientos cromatograficos son generalmente caros, contribuyendo el agente sorbente en gran medida a los costes. Los agentes intercambiadores de iones pertenecen a las fases estacionarias que se utilizan con la mayor frecuencia. En lo que se refiere a la pureza del producto diana y para la prolongacion de los penodos de tiempo de estabilidad en estado util (de vida util) del agente sorbente, tienen una alta relevancia la regeneracion, la purificacion y la esterilizacion realizadas a continuacion de la etapa de separacion. Estas requieren, un consumo en parte muy alto de agua, tampones o disolventes. Ademas de ello, los materiales para la cromatograffa, en el caso de una utilizacion multiple, tienen que ser comprobados continuamente en cuanto a su rendimiento de separacion o a unas contaminaciones con microbios.

Otros metodos, conocidos a partir del estado de la tecnica, para la purificacion de soluciones que contienen protemas, requieren la desnaturalizacion de una o varias fracciones protemicas, de tal manera que estas ya no se presentan en una forma biologicamente activa y carecen de valor para la mayona de los usos. Por ejemplo, unas protemas de patatas desnaturalizadas pierden su capacidad de actuar como agentes emulsionantes, agentes formadores de espuma, agentes formadores de geles y su funcion para la fijacion de agua asf como su solubilidad en agua y, por consiguiente, se han vuelto sin valor para todos los sectores de uso en la industria de los alimentos.

A continuacion, se presenta una recopilacion acerca de los procedimientos conocidos dentro del estado de la tecnica para la purificacion de un agua de vegetacion de patatas como un ejemplo de una solucion que contiene protemas:

En el documento de patente europea EP 0487480 B1 se describe un procedimiento para la purificacion de un agua de vegetacion de patatas, en el que una parte de las protemas se desnaturaliza mediante calentamiento y en la solucion remanente la parte de las protemas que sigue siendo activa es separada con respecto del agua mediante una ultrafiltracion. Tambien en el presente caso, una gran parte de las valiosas protemas de patatas (y de otras sustancias constituyentes) se pierde por medio del tratamiento por calor. El documento de solicitud de patente de los EE.UU. US 2003/009251 A1 divulga un procedimiento, en el que se purifican unos agentes inhibidores de proteasas, mediante el recurso de que en primer lugar se extrae por disolucion un gran numero de diferentes fracciones protemicas mediante una extraccion exenta de alcoholes a partir de un apropiado material vegetal, y las protemas indeseadas (tales como por ejemplo unos agentes inhibidores de carboxipeptidasas) se desnaturalizan mediante accion del calor y el material desnaturalizado se separa mediante centrifugacion.

Tambien en el documento de patente alemana DE 2814922 y en el documento de patente de los EE.UU. US 6.686.456 B2, un agua de vegetacion de patatas o respectivamente un extracto protemico se purifica a partir de un material vegetal solamente mediante una coagulacion por accion del calor y una centrifugacion.

Por lo demas, se conocen unos procedimientos, en los que la purificacion no se lleva a cabo mediante una coagulacion por accion del calor sino mediante una coagulacion enzimatica (Bihac, J.R. A modified method to purify patatin prom potato tubers [Un metodo modificado para purificar una patatina a partir de unos tuberculos de patatas]; J. Agric. Food. Chem., 1991, 39, 1411-1415).

En el documento de solicitud de patente internacional WO 97/42834 se describe un procedimiento para la purificacion de protemas de patatas, en cuyo caso la protema de patatas no desnaturalizada se aumenta de concentracion y opcionalmente se seca, no sobrepasando los 40 °C las temperaturas de desecacion. El aumento de la concentracion se puede llevar a cabo en este caso mediante filtracion (de manera preferida ultrafiltracion), evaporacion, adsorcion con elucion, o una mezcla de estos metodos. El proceso implica tambien opcionalmente un tratamiento previo de la protema no desnaturalizada mediante una floculacion, que se lleva a cabo con fosfato de calcio. En otras etapas adicionales del procedimiento, la protema se purifica mediante una ultrafiltracion.

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Un procedimiento, en el que las protemas de patatas se purifican mediante una "expanded bed adsorption" (adsorcion en un lecho expandido), ha sido descrito por Straetkvern, K.O. y colaboradores (Expanded bed adsorption for recovery of patatin from crude potato juice [Adsorcion en un lecho expandido para la recuperacion de patatina a partir de un jugo crudo de patatas]; Bioseparation 7: 333-345, 1999): Un procedimiento similar se describe en el documento de solicitud de patente europea EP 1 920 662 A1 asf como tambien en el documento WO 2008/069650, combinandose en el presente caso la etapa de “adsorcion en un lecho expandido” con una precedente floculacion del agua de vegetacion de patatas.

En el documento de solicitud de patente alemana DE 10 2005 060392 A1 se utiliza un procedimiento para la separacion de protemas a partir de unos medios lfquidos, utilizandose un material arcilloso.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 2008/056977 A1 se describe un procedimiento para la separacion de protemas y tambien de glicoalcaloides a partir de, por ejemplo, un agua de vegetacion de patatas, mencionandose un silicato en capas (estratificado) tal como un mineral arcilloso del tipo de esmectita, tal como una montmorillonita, bentonita, saponita, hectorita o tambien vermiculita.

Los procedimientos conocidos a partir del estado de la tecnica tienen en comun el hecho de que ellos o bien requieren el empleo de unos materiales caros, como se da el caso al realizar unos metodos cromatograficos, o tienen como consecuencia la desnaturalizacion de por lo menos una fraccion protemica, de tal manera que estas protemas se han vuelto carentes de valor para otras posibilidades de uso. Ademas de ello, todos los metodos conocidos a partir del estado de la tecnica requieren un gran numero de etapas de tratamiento previo y/o posterior, tales como una extraccion previa de las protemas mediante unos disolventes no alcoholicos y una posterior separacion por centrifugacion del extracto o del material desnaturalizado.

Por lo tanto, subsiste una necesidad de un procedimiento, que haga posible la purificacion deliberada de unas fracciones protemicas individuales de origen vegetal, en cuyo caso, por una parte, todas las protemas conserven su forma activa, y por consiguiente sus posibles funciones, pero que, por otra parte, tambien sea ahorrativo de costos y que dedique poco tiempo para su realizacion, de tal manera que el sea apropiado tambien para el empleo a gran escala industrial.

El presente invento pone a disposicion por fin un procedimiento para la separacion de protemas vegetales, que comprende la etapa de

a) poner en contacto una solucion protemica con un mineral de tres capas, que se escoge entre el conjunto que se compone de los minerales de tres capas producidos de una manera natural o artificial, que pueden ser tratados previamente en condiciones acidas o alcalinas y/o que contienen una cierta proporcion de un gel de sflice, poseyendo el mineral de tres capas una capacidad de intercambio de cationes de por lo menos 50 meq/ 100 g del mineral de tres capas.

En este caso se encontro de manera sorprendente que unos minerales de tres capas, que poseen una capacidad de intercambio de cationes de por lo menos 50 meq/ 100 g del mineral de tres capas, son especialmente bien apropiados para la separacion de unas fracciones protemicas. Los minerales de tres capas, que se emplean en el procedimiento conforme al invento, antes de ser empleados en el procedimiento conforme al invento, pueden ser tratados previamente en condiciones acidas o alcalinas y/o contienen una cierta proporcion de un gel de sflice.

El procedimiento conforme al invento posee, en comparacion con los procedimientos conocidos a partir del estado de la tecnica, la ventaja de que todas las protemas separadas conservan su actividad, y pueden ser utilizadas ulteriormente para cualquier sector de uso concebible. Ademas de esto, los minerales de tres capas se pueden adquirir a un precio barato en grandes cantidades. Otra ventaja adicional del procedimiento conforme al invento reside en que el se puede llevar a cabo de un modo sencillo y sin gran dedicacion de tiempo, lo que contribuye asimismo al ahorro de costes. Ademas, el procedimiento conforme al invento se puede llevar a cabo tanto discontinuamente como un procedimiento por tandas (en ingles batch), como tambien de un modo continuo a traves de un empaquetamiento en columnas del correspondiente mineral de tres capas, y hace posible por consiguiente un ajuste muy flexible a las respectivas circunstancias de produccion.

Dentro del marco del presente invento, por el concepto de "protema vegetal" se entiende cualquier protema, que sea de origen vegetal, es decir que pueda ser extrafda a partir de plantas y/o que sea formada por plantas. Las plantas (Plantae) forman un reino propio dentro del dominio de los seres vivos, con un nucleo celular y una membrana celular (organismos eucariotas) y abarcan dentro del marco del presente invento tambien musgos, plantas vasculares asf como algas verdes y rojas. Unas plantas preferidas dentro del marco del presente invento, son unas plantas que contienen almidon y/o unos tuberculos, de manera especialmente preferida, las plantas conformes al presente invento se escogen entre el conjunto que se compone de mafz, arroz, cebada, trigo, centeno, avena, mijo, soja, tapioca, topinambur, patatas y batatas, yuca, mandioca, tania, cana de Indias o sagu, name, maranta, taro y farro, siendo preferidas especialmente las patatas.

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Por el concepto de "protema" se entiende dentro del marco del presente invento cualquier molecula, que comprenda por lo menos dos aminoacidos. Por consiguiente, dentro del marco del presente invento estan abarcados por el concepto de “protema” tambien peptidos, oligopeptidos y polipeptidos.

Por el concepto de "mineral de tres capas", dentro del marco del presente invento se entiende un alumosilicato o silicato de magnesio que esta constituido a modo de capas (estratificado) . Estos estan constituidos a base de tetraedros y octaedros. Los tetraedros de Si forman en la reunion las capas tetraedricas, existiendo la posibilidad de una sustitucion del Si por p.ej. Al o Fe. Los tetraedros estan unidos entre ellos por tres atomos de oxfgeno basales. Un cuarto atomo de oxfgeno une a las capas tetraedricas con la capa octaedrica. Una union lateral de los octaedros unos con otros resulta por medio de la ocupacion en comun de las aristas. A los minerales de tres capas pertenecen las pirofilitas de talco, las tierras de mica, las vermiculitas y las esmectitas. Estos conjuntos se diferencian unos de otros en la carga electrica de sus capas, que resulta a traves de unas sustituciones isomorfas. Por ejemplo, las vermiculitas se deslindan de las esmectitas por una mas alta carga electrica de sus capas que resulta a partir de una proporcion mas alta de sustituciones en las capas tetraedricas, mediante lo cual las vermiculitas tienen p.ej. una mas pequena capacidad de hinchamiento, asf como por una determinada disposicion de las sustituciones en el caso de las vermiculitas que, al contrario que las esmectitas, se presentan distribuidas aleatoriamente.

Unos minerales de tres capas preferidos dentro del marco del presente invento tienen un contenido de SO2 de por lo menos 50 % en peso, de manera mas preferida de por lo menos 55 % en peso, de manera particularmente preferida de por lo menos 60 % en peso, de manera aun mas preferida de por lo menos 65 % en peso y de manera todavfa mas preferida de por lo menos 70 % en peso. Asimismo, se puede preferir que los minerales de tres capas tengan, dentro del marco del presente invento, un contenido de Fe2O3 de 2,5 a 5,5 % en peso, de manera preferida de 2,7 a 5,2 % en peso y de manera mas preferida de 2,8 a 4,9 % en peso. Puede siguiendo ser preferido que los minerales de tres capas tengan, dentro del marco del presente invento, un contenido de A^O3 de 9,0 a 20,0 % en peso, de manera preferida de 9,4 a 18,5 % en peso y de manera mas preferida de 9,8 a 15,5 % en peso.

Dentro del marco del presente invento, el mineral de tres capas se escoge preferiblemente entre el conjunto que se compone de los silicatos en capas esmectfticos y no esmectfticos asf como por unas mezclas de estos.

Las esmectitas tienen una carga electrica de las capas situada entre 0,2 y 0,6 por cada unidad de formula. En las capas octaedricas estan incorporados en primer lugar unos cationes trivalentes (las esmectitas dioctaedricas) o unos cationes divalentes (las esmectitas trioctaedricas). Partiendo de los dos silicatos de 2:1 capas no cargados electricamente, talco y pirofilita, las estructuras se derivan de los minerales arcillosos esmectfticos individuales. Partiendo de la estructura de la pirofilita, mediante una sustitucion parcial de los iones de Al3+ resulta la capa octaedrica de montmorillonita, mientras que la beidellita procede de la sustitucion de Si4+ por Al3+ en la capa tetraedrica. Analogamente a esto, es posible una derivacion de las esmectitas trioctaedricas a partir del talco reemplazando el Si4+ en la capa tetraedrica por unos iones trivalentes tales como Al3+ (p.ej. en el caso de las saponitas) o el Mg2+ en la capa octaedrica se reemplaza por Li+ (como en el caso de unas hectoritas). En todos los casos, en dependencia del grado de sustitucion con unos iones que estan mas reducidamente cargados electricamente, se produce una carga electrica negativa permanente de las capas. La carga electrica negativa es equilibrada por medio de la incorporacion de unos cationes situados entre las capas. Es posible un intercambio de estos cationes.

Las esmectitas contienen agua en diferentes formas: Esta puede ser retenida capilarmente en unos microporos o se puede presentar asociada a la superficie interna o externa en el espacio intermedio entre las capas.

De acuerdo con una forma de realizacion especialmente preferida, los silicatos de capas de tipo esmectftico se escogen entre el conjunto que se compone de bentonitas, beidellitas, saponitas, montomorillonitas, hectoritas y estevensitas, y los silicatos de capas de tipo no esmectftico se escogen entre el conjunto que se compone de vermiculitas.

Los minerales de tres capas que se emplean en el procedimiento conforme al invento pueden ser tratados previamente en condiciones acidas o basicas. Por el concepto de "un tratamiento previo en condiciones acidas o basicas" dentro del marco del presente invento se entiende el tratamiento del mineral de tres capas conforme al invento de manera preferida con un acido organico, que se escoge de manera especialmente preferida entre el conjunto que se compone de acido cftrico, acido tartarico, acido oxalico, acido malico y unas mezclas de estos. El tratamiento se puede efectuar en este caso de cualquier manera que sea conocida por un experto en la especialidad como apropiada para la finalidad conforme al invento, y el se efectua de manera preferida mediante una molienda simultanea del mineral de tres capas con el acido o mediante una rociadura o inmersion del mineral de tres capas con/en el acido.

Los minerales de tres capas que se emplean en el procedimiento conforme al invento pueden contener ademas de ello (junto a, o tambien sin, un tratamiento previo) una cierta proporcion de un gel de sflice. La proporcion del gel de sflice es de manera preferida de 0,01 a 80 % en peso (referida al peso del mineral de tres capas), de manera preferida de 0,1 a 65 % en peso y de manera aun mas preferida de 1 a 50 % en peso. Un cierto contenido del gel de sflice conduce a unos minerales de tres capas que tienen un comportamiento de hinchamiento fuertemente reducido

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o incluso no tienen ninguno, de tal manera que especialmente estos minerales de tres capas se pueden emplear ventajosamente en unas columnas o en unas capas de filtracion. En particular, estos minerales de tres capas que contienen gel de sflice son apropiados tambien para el empleo en unas filtraciones con arrastre y se pueden sedimentar con facilidad.

Por el concepto de "capacidad de intercambio de cationes", se entiende dentro del marco del presente invento la suma de todos los cationes intercambiables. La capacidad de intercambio de cationes comprende en este caso por ejemplo la suma de todos los cationes di- y monovalentes intercambiables tales como los iones de calcio, magnesio, sodio, litio y potasio. Para la determinacion de la capacidad de intercambio de cationes, el mineral de tres capas se trata con una solucion de cloruro de amonio. En este caso, a causa de la alta afinidad de los iones de amonio para el mineral de tres capas, practicamente todos los cationes intercambiables se intercambian por iones de amonio. Despues de haber separado y lavado, se determina el contenido de nitrogeno del mineral de tres capas y a partir de este se calculan el contenido de iones de amonio asf como la capacidad de intercambio de cationes.

La capacidad de intercambio de cationes se determina dentro del marco del presente invento tal como se describira seguidamente en la parte de metodo.

La capacidad de intercambio de cationes del mineral de tres capas se situa en este caso en por lo menos 50 meq/ 100 g del mineral de tres capas, de manera preferida en por lo menos 55 meq/ 100 g, de manera mas preferida en por lo menos 60 meq/ 100 g, de manera aun mas preferida en por lo menos 65 meq/ 100 g, de manera asimismo preferida en por lo menos 70 meq/ 100 g y de manera sumamente preferida en por lo menos 80 meq/ 100 g.

De acuerdo con otra forma de realizacion del presente invento, el mineral de tres capas comprende ademas de ello una o varias fase(s) amorfa(s). El contenido de gel de sflice no debena sobrepasar en total una proporcion de 80 % en peso (referida al peso del mineral de tres capas), de manera preferida de 65 % en peso, y de manera sumamente preferida de 50 % en peso, pudiendose escoger libremente la proporcion de gel de sflice dentro de los lfmites preferidos.

Junto al mineral de tres capas y a las fases amorfas, las arcillas conformes al invento pueden contener tambien uno o varios minerales secundarios, que se escogen entre el conjunto que se compone de cuarzo, cristobalita, feldespato, calcita, dolomita y sus mezclas. La proporcion de los minerales secundarios en el material total debena ser mas pequena que 30 % en peso, de manera preferida mas pequena que 20 % en peso, de manera especialmente preferida mas pequena que 10 % en peso. En este caso, es particularmente preferido que la proporcion de cuarzo y de cristobalita en el mineral de tres capas sea mas pequena que 10 % en peso, de manera preferida mas pequena que 7 % en peso, de manera mas preferida mas pequena que 5 % en peso y de manera sumamente preferida mas pequena que 2 % en peso.

De acuerdo con otra forma de realizacion conforme al invento, el mineral de tres capas posee un tamano medio de partmulas de 1 pm a 1,5 mm, de manera preferida de 5 pm a 0,5 mm, de manera especialmente preferida de 0,1 pm a 1 mm. Los tamanos de partmulas preferidos conforme al invento hacen posible, por una parte, poner a disposicion una superficie todavfa aceptable de los agentes adsorbentes y, por otra parte, minimizar las perdidas de presion. El tamano de partmulas se puede caracterizar en este caso, por ejemplo, mediante un analisis granulometrico por tamizado. En el presente caso, una muestra se tamiza a traves de unos tamices con diferentes anchuras de mallas, y el residuo que queda sobre el tamiz se determina en tantos por ciento en peso. Esto es valido en particular en el caso de unos usos tecnicos como una medida de la finura del polvo. Adicionalmente, se pueden llevar a cabo todavfa unas investigaciones por dispersamiento de la luz en el aire, con el fin de determinar el tamano medio de partmulas.

La eleccion del tamano de partmulas depende en particular del proceso que se lleve a cabo. Si se emplea un proceso por tandas (discontinuo), con el fin de separar a la solanina y a las protemas menores de las patatas, entonces se prefieren unos tamanos de partmulas relativamente finos. Estos debenan ser entonces de manera preferida mas pequenos que 100 pm. Si las protemas menores y/o los glicoalcaloides deben de ser separados mediante una filtracion en tierra de diatomeas (kieselgur), usualmente se utilizan tambien unos tamanos de partmulas que estan comprendidos entre 20 pm y 100 pm. Por el contrario, en el caso de un empleo de los materiales conformes al invento para el proceso de separacion precedentemente expuesto en unas columnas tecnicas, se tienen que emplear unos tamanos de partmulas mas grandes, con el fin de minimizar las perdidas de presion. Para esto se emplean usualmente unos tamanos de partmulas de 0,3 mm a 1 mm. Esto requiere entonces, antes del proceso de separacion, transformar a las arcillas o las tierras de batan empleadas, que por regla general se presentan en forma de un polvo con unos tamanos medios de partmulas situados entre 1 pm y 100 pm, por medio de un proceso de granulacion, en unas partmulas mas grandes.

Con el fin de ajustar un deseado tamano preferido de partmulas, se puede usar cualquier procedimiento que sea conocido por un experto en la especialidad como apropiado para la finalidad conforme al invento, pero de manera preferida el tamano de partmulas se ajusta mediante una tecnica de granulacion, tal como por ejemplo una compactacion o una granulacion con un agente aglutinante acuoso en una capa fluidizada producida mecanicamente. Las partmulas se pueden estabilizar, ademas de ello, a continuacion mediante un tratamiento a

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altas temperaturas. En el caso de que, al referirse al mineral de tres capas, se trate de una fase mixta a base de una (o varias) arcilla(s) esmectftica(s) y de un gel de sflice, se prefiere machacar previamente de manera grosera al mineral de tres capas (fase mixta), a continuacion, llevar a cabo una limpieza en humedo y desmenuzar ulteriormente las partmulas gruesas que han quedado en este caso; tambien en el presente contexto es posible realizar una estabilizacion mediante una desecacion o un uso de altas temperaturas. Una desecacion o un uso de altas temperaturas poseen la ventaja de que se obtienen unas partmulas con una alta porosidad pero tambien con una estabilidad mecanica apropiada.

De acuerdo con otra forma de realizacion conforme al invento, la solucion protemica posee de manera preferida un valor del pH de 5,0 a 9,0, de manera mas preferida de 5,2 a 8,8, de manera aun mas preferida de 5,5 a 8,5, de manera todavfa mas preferida de 5,8 a 8,2, de manera especialmente preferida de 6,0 a 8,0 y de manera sumamente preferida de 6,2 a 7,5.

De acuerdo con otra forma de realizacion del presente invento, en el caso de la solucion protemica se trata de manera preferida de un agua de vegetacion de plantas. Por el concepto de "un agua de vegetacion de plantas" se entiende en este contexto cualquier solucion que contenga un material vegetal. De manera preferida, la solucion se obtiene mediante un prensado de plantas enteras o de partes de plantas. La solucion se puede obtener, sin embargo, tambien mediante una extraccion de plantas o de partes de plantas, empleandose como disolvente de manera preferida agua. Dentro del marco del presente invento se puede emplear sin embargo cualquier disolvente que sea conocido por un experto en la especialidad como apropiado para la finalidad conforme al invento. Por lo demas, el agua de vegetacion de plantas se puede producir mediante cualquier procedimiento que sea conocido por un experto en la especialidad como apropiado para la finalidad conforme al invento.

De acuerdo con un procedimiento especialmente preferido conforme al invento, en el caso del agua de vegetacion de plantas se trata de un agua de vegetacion de patatas.

El agua de vegetacion de patatas resulta, en el caso de la obtencion industrial de un almidon, como un producto secundario lfquido, que contiene aproximadamente 1,8 % de protemas.

Las protemas presentes en el agua de vegetacion de patatas se pueden subdividir en tres grandes conjuntos. Al primer conjunto pertenecen las isoformas de la patatina. En el caso de las patatinas se trata de una clase de aproximadamente 15 diferentes isoformas de glicoprotemas que son inmunologicamente identicas, y tienen una masa molecular de aprox. 40-43 kDa y unos puntos isoelectricos situados entre unos pH de 4,6 y 5,2. Las patatinas que estan localizadas en los vacuolos de las celulas parenquimatosas, se presentan en su forma natural como unos dfmeros u oligomeros. Una patatina constituye aproximadamente un 40-60 % de las protemas solubles en los tuberculos de patatas y, a causa de su alta acumulacion, se considera como una protema almacenadora. Al contrario que otras protemas almacenadoras, ella tiene una actividad enzimatica (una actividad de acilhidrolasa asf como de aciltransferasa de lfpidos). Una patatina muestra una amplia especificidad para los substratos y es activa hidrolfticamente frente a fosfolfpidos, lfpidos neutros (mono- y diacilgliceroles), glicolfpidos y esteres de acidos grasos de cadenas largas. Se puede consignar una actividad enzimatica especialmente alta en el caso de unas longitudes de las cadenas de C8/C10 y de C14/C16. Una patatina como monomero se compone de 366 aminoacidos y esta glicosilada en N junto a la asparagina 60 y la asparagina 90, constituyendo las glicosilaciones aproximadamente un 4 % de la masa molecular. A causa de una alta calidad fisiologica - nutritiva y de una equilibrada composicion de aminoacidos, una patatina, aislada en su forma funcional, sena un componente protemico interesante para la industria alimentaria.

El segundo conjunto de protemas de patatas se compone de siete clases diferentes de agentes inhibidores de proteasas, que representan en comun aproximadamente un 20-30 % de la protema global (protema menor de patata). En el caso de los agentes inhibidores de proteasas se trata, al contrario que las patatinas, de un conjunto heterogeneo de protemas, que se diferencian tanto en su secuencia de aminoacidos, en su peso molecular asf como tambien en su actividad.

Los agentes inhibidores de proteasas son considerados por lo general como unas protemas almacenadoras (una fuente de nitrogeno) y participan en la defensa inducida por lesiones frente a animales herbfvoros y agentes patogenos. En los ultimos anos ha aumentado el interes en los agentes inhibidores de proteasas de patatas a causa de su actividad anticarcinogena. El efecto anticarcinogeno se pudo comprobar tanto in vitro como tambien in vivo y se manifiesta p.ej. a traves de una actividad inhibidora de la proliferacion de los agentes inhibidores de serina proteasas frente a celulas tumorales. El mas alto efecto anticarcinogeno parte de unos agentes inhibidores de proteasas con una actividad inhibidora de la quimotripsina.

Basandose en un efecto saturador, ellas se pueden emplear en el sector de los alimentos funcionales (en ingles "Functional Food"). El efecto de saturacion se basa en la liberacion del peptido intestinal colecistoquinina por medio de la inhibicion de tripsina.

La tercera clase de las protemas de patatas la constituyen las polifenol oxidasas (que constituyen aprox. 20-30 % de la protema global), las cuales catalizan la oxidacion de unos polifenoles para dar unas orto-quinonas. Las polifenol

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oxidasas constituyen de este modo un factor decisivo en unas reacciones de caramelizacion en frutas y legumbres. Dos de las polifenol oxidasas mas importantes son la tirosinasa (que cataliza la conversion qmmica de monofenoles y orto-difenoles) y la laccasa (que cataliza la oxidacion de orto- y para-difenoles, as^ como de unos polifenoles sustituidos y de unas aminas aromaticas).

Junto a las fracciones protemicas individuales, que se han descrito precedentemente, un agua de vegetacion de patatas contiene tambien todav^a una serie de otros componentes adicionales, entre los cuales les corresponde una importancia especial a los glicoalcaloides.

Los glicoalcaloides (en primer termino aprox. 60 % de a-chaconina y aprox. 40 % de a-solanina) se presentan en todas las partes de una planta de patata como unos metabolitos secundarios. En la cascara de los tuberculos, en las flores y en los brotes se presentan unas concentraciones especialmente altas de glicoalcaloides.

En el estado de la tecnica se conocen desde hace mucho tiempo multiples y variadas repercusiones negativas de los glicoalcaloides de patatas sobre unas tfpicas etapas de procesos en la elaboracion de alimentos. Ademas de esto, la alta estabilidad termica de los glicoalcaloides se ha descrito multiples veces, de tal manera que estos no son eliminados automaticamente ni siquiera a unas altas temperaturas. Tambien la coccion, la fritura o el tratamiento con microondas, incluso en el caso de un calentamiento a unas temperaturas por encima de 170 °C, conducen solamente a una pequena reduccion del contenido de glicoalcaloides. A causa de las propiedades toxicas asf como del sabor amargo, tiene una especial importancia el hecho de eliminar los glicoalcaloides de patatas a partir del agua de vegetacion de patatas o respectivamente de las protemas purificadas, con el fin de poder utilizar ulteriormente la protema aislada por ejemplo en la industria de los alimentos o los piensos. Junto a esto, muchos glicoalcaloides son fuertemente hidrofobos y por lo tanto diffciles de extraer mediante unos habituales metodos de extraccion.

Los glicoalcaloides de la patata, debido a su efecto inhibidor sobre las acetil- y butil-colinesterasas, actuan toxicamente sobre el sistema nervioso central (por inhibicion de la hidrolisis del neurotransmisor acetilcolina) y danan a las membranas celulares en el sistema digestivo y en otros sistemas de organos. Por lo demas, son probables ciertas interferencias con el metabolismo de los esteroles o respectivamente de los esteroides. Estos efectos pueden conducir a unos trastornos gastrointestinales, a unos trastornos neurologicos, al delirio, al coma o a la muerte. Unas primeras repercusiones aparecen en el caso de unas concentraciones de aproximadamente 1-3 mg/kg de peso corporal. Unas concentraciones a partir de aproximadamente 3-6 mg/kg de peso corporal pueden actuar letalmente.

Junto a estas desventajosas propiedades, que conciernen sobre todo a la produccion de alimentos, los glicoalcaloides poseen, sin embargo, tambien ciertos efectos farmaceuticos positivos. En unos estudios, que se ocupan de las repercusiones de unos glicoalcaloides procedentes de diferentes solanaceas sobre la proliferacion de celulas cancengenas, se detecto un efecto inhibidor de la proliferacion. Este se basa en la destruccion de las membranas celulares por medio de una modificacion del potencial de las membranas, asf como en unas roturas en la membrana mediante una insercion de los glicoalcaloides en las membranas. Por otra parte, puede tener lugar una induccion de una apoptosis.

La aglicona de a-solanina y a-chaconina (solanidina) se esta debatiendo, ademas de esto, como un compuesto de partida para la smtesis de la deshidropregnenolona (DPA). Basandose en la DPA se preparan diferentes hormonas esteroides, tales como p.ej. la progesterona, unos estrogenos o la cortisona.

A causa de su actividad biologica, la a-chaconina y la a-solanina son en principio extremadamente atractivas para usos farmaceuticos, de tal manera que una purificacion del agua de vegetacion de patatas, aplicable a una gran escala industrial, es interesante tambien desde este punto de vista.

Si el procedimiento conforme al invento se aplica por ejemplo a un agua de vegetacion de patatas, entonces en la etapa a) se separan simultaneamente las protemas menores de patatas y los glicoalcaloides, permaneciendo en la solucion las patatinas, y las protemas restantes (entre ellas esencialmente las protemas menores) y los glicoalcaloides son adsorbidas al mineral de tres capas. Puesto que dentro del marco del procedimiento conforme al invento, todas las fracciones protemicas conservan su(s) actividad(es), ellas son empleables para todos los posteriores sectores de uso posibles.

De acuerdo con otra forma de realizacion preferida, el procedimiento conforme al invento abarca por lo demas las etapas de

b) separar la solucion protemica puesta en contacto segun la etapa a) y el mineral de tres capas;

c) poner en contacto el mineral de tres capas de la etapa b) con una solucion tamponadora o una solucion tamponadora altamente salina.

Las patatinas pueden ser extrafdas a partir de la solucion mediante unos metodos conocidos en el estado de la tecnica y aprovechadas ulteriormente. Las protemas adsorbidas al mineral de tres capas y los glicoalcaloides se

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pueden desorber desde el agente adsorbente (el mineral de tres capas) mediante un deliberado desplazamiento de protemas, por ejemplo mediante el uso de unas soluciones tamponadoras o de unas soluciones tamponadoras altamente salinas. En este caso, es ventajoso que para la desorcion de las fracciones individuales se emplee en cada caso un tampon o un tampon altamente salino con un valor del pH, que esta situado de manera preferida en 1 unidad, de manera preferida en 0,8 unidades, de manera aun mas preferida en 0,6 unidades, de manera especialmente preferida en 0,5 unidades y de manera asimismo especialmente preferida en 0,4 unidades, por encima del punto isoelectrico de la protema que se ha de desorber (o del glicoalcaloide o respectivamente del compuesto que se ha de desorber).

El desprendimiento de los compuestos adsorbidos individuales con respecto del mineral de tres capas se puede efectuar, no obstante, fundamentalmente de cualquier manera que sea conocida por un experto en la especialidad como apropiada para la finalidad conforme al invento.

Constituye una ventaja especial del procedimiento conforme al invento el hecho de que los minerales de tres capas, que se emplean, se pueden regenerar y utilizar de nuevo despues del proceso de separacion. En este caso, los agentes inhibidores de proteasas se pueden obtener mediante el desprendimiento con respecto del agente adsorbente.

Una regeneracion se puede efectuar por ejemplo mediante la puesta en contacto del mineral de tres capas con un tampon altamente salino (con NaCl 1 M o 2 M) o con un tampon alcalino. Se prefieren en el presente caso los tampones alcalinos, en particular los que tienen unos valores del pH de 8 - 14, de manera preferida de 9 a 13 y de manera sumamente preferida de 10 a 12. Unos tampones preferidos son en este contexto el de CAPS 100 M (de pH 11), asf como el de fosfato 100 mM (de pH 12). La posibilidad de la regeneracion es especialmente ventajosa, cuando el mineral de tres capas se emplea en el procedimiento conforme al invento en un empaquetamiento en columna.

Parte de metodo

Las propiedades ffsicas del agente adsorbente se determinaron con los siguientes procedimientos Superficie especifica segun BET/volumen de poros segun las normas BJH y BET:

La superficie espedfica y el volumen de poros se determinaron con un porosfmetro de nitrogeno totalmente automatico de la entidad Micromeritics tipo ASAP 2010.

La muestra se enfna en un alto vado a la temperatura del nitrogeno lfquido. Seguidamente, se anade dosificadamente nitrogeno de manera continua a las camaras de muestra. Mediante la averiguacion de la cantidad adsorbida del gas en funcion de la presion, se determina a una temperatura constante una isoterma de adsorcion. En una compensacion de la presion se elimina escalonadamente el gas de analisis y se registra una isoterma de desorcion.

Para la determinacion de la superficie espedfica y de la porosidad segun la teona de BIT se evaluan los datos de acuerdo con la norma DIN 66131.

El volumen de poros se determina ademas a partir de los datos de medicion mediando aplicacion del metodo de BJH (vease la referencia de I.P. Barret, L.G. Joiner, P.P. Haienda, J.Am.Chem.Soc. 73, 1991, 373). En el caso de este procedimiento se toman en cuenta tambien los efectos de una condensacion capilar. Los volumenes de poros de unos determinados intervalos de magnitudes de volumen se determinan mediante la suma de unos volumenes de poros incrementales, que se obtienen a partir de la evaluacion de la isoterma de adsorcion segun BJH. El volumen de poros global segun el metodo de BJH se refiere a unos poros que tienen un diametro de 1,7 a 300 nm.

Contenido de agua:

El contenido de agua de los productos se determina a 105 °C mediando utilizacion del metodo DIN/ISO-787/2. Analisis de silicatos:

(a) Disgregacion de una muestra

Este analisis se basa en la disgregacion total de la arcilla en bruto o respectivamente del correspondiente producto. Despues de la disolucion de los materiales solidos, los componentes individuales se analizan y cuantifican con unos metodos de analisis convencionales espedficos, tales como p.ej. el de ICB.

Para la disgregacion de la muestra se muelen finamente aprox. 10 g de la muestra que se ha de investigar y se secan durante 2 - 3 horas en una estufa de desecacion a 105 °C hasta la constancia de peso. Aprox. 1,4 g de la muestra secada se introducen en un crisol de platino y se determina la cantidad pesada inicial de la muestra hasta

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una exactitud de 0,001 g. Despues de esto, la muestra se mezcla en el crisol de platino con la cantidad ponderal 4 hasta 6 veces mayor de una mezcla de carbonato de sodio y carbonato de potasio (1 : 1 ). La mezcla se coloca con el crisol de platino en un horno de Simon Muller y se funde durante 2 - 3 horas a 800 - 850 °C. El crisol de platino con la masa fundida se saca desde el horno con una pinza de platino y se deja reposar para que se enfne. La masa fundida enfriada se enjuaga con un poco de agua destilada en una cacerola y se mezcla con precaucion con un acido clorfndrico concentrado. Despues de haberse terminado el desprendimiento de gases, la solucion se concentra por evaporacion hasta sequedad. El residuo se recoge de nuevo en 20 ml de un acido clorfndrico concentrado y se concentra de nuevo por evaporacion hasta sequedad. La concentracion por evaporacion con acido clorfndrico se repite todavfa una vez mas. El residuo se humedece inicialmente con aprox. 5 -10 ml de acido clorfndrico (al 12 %), se mezcla con aprox. 100 ml de agua destilada y se calienta. El SiO2 insoluble se separa por filtracion, el residuo se lava tres veces con acido clorfndrico caliente (al 12 %) y luego se lava con agua caliente (destilada), hasta que el agua del material filtrado este exenta de cloruros.

(b) Determinacion de los silicatos

El SiO2 se incinera con el filtro y se pesa.

(c) Determinacion de aluminio, hierro, calcio y magnesio

El material filtrado, que se ha reunido en el caso de la determinacion del silicato, se transfiere a un matraz aforado con una capacidad de 500 ml y se completa con agua destilada hasta la marca de calibracion. A partir de esta solucion las determinaciones del aluminio, hierro, calcio y magnesio se llevan a cabo mediante un FAAS.

(d) Determinacion de potasio, sodio y litio

500 mg de la muestra seca se pesan inicialmente en una cubeta de platino con una exactitud de 0,1 mg. Despues de esto, la muestra se humedece a fondo con aprox. 1 - 2 ml de agua destilada y con 4 gotas de acido sulfurico concentrado. A continuacion, se concentra por evaporacion hasta sequedad en un bano de arena con aprox. 10 - 20 ml de HF concentrado. Finalmente, se humedece con H2SO4 y se evapora en forma de humos hasta sequedad sobre la placa de un horno. Despues de una breve calcinacion de la cubeta de platino se anaden aprox. 40 ml de agua destilada y 5 ml de acido clorfndrico (al 18 %) y la mezcla se hierve. La solucion obtenida se transfiere a un matraz aforado con una capacidad de 250 ml y se completa con agua destilada hasta la marca de calibracion. A partir de esta solucion, se determinan los contenidos de sodio, potasio y litio mediante un EAS.

Perdida por calcinacion:

En un crisol de porcelana pesado y calcinado, provisto de una tapa, se pesa inicialmente aprox. 1 g de la muestra seca con una exactitud de 0,1 mg y se calcina durante 2 h a 1.000 °C en un horno de mufla. Despues de esto, el crisol se enfna en un aparato desecador y se pesa.

Capacidad de intercambio de iones:

Para la determinacion de la capacidad de intercambio de cationes, el material arcilloso que se ha de investigar se seca a lo largo de un penodo de tiempo de 2 horas a 105 °C. Despues de esto, el material arcilloso seco se hace reaccionar bajo reflujo durante 1 hora con un exceso de una solucion acuosa 2 N de NH4CL Despues de un penodo de tiempo de reposo de 16 horas a la temperatura ambiente, se filtra, despues de lo cual la torta del filtro se lava, se seca y se muele, y se determina segun las instrucciones del fabricante el contenido de NH4 en el material arcilloso mediante una determinacion del nitrogeno (en un analizador de CHN "Vario-EL III" de la entidad Elementar en Hanau). La proporcion y el tipo de los iones de metales intercambiados se determinan en el material filtrado mediante una espectroscopfa de ICP.

Determinacion del volumen del sedimento:

Un cilindro de medicion graduado con una capacidad de 100 ml se llena con 100 ml de agua destilada. 2 g de la sustancia que se ha de medir se anaden lentamente y en porciones, en cada caso aproximadamente de 0,1 a 0,2 g, con una espatula sobre la superficie del agua. Despues de haberse hundido una porcion anadida, se anade la siguiente porcion. Despues de haber anadido los 2 g de la sustancia y de haberse hundido estos hasta el fondo del cilindro de medicion, el cilindro se deja reposar durante una hora a la temperatura ambiente. A continuacion, con ayuda de la graduacion del cilindro de medicion se lee el nivel del volumen del sedimento en ml/2 g. Para la determinacion del volumen del sedimento despues de un almacenamiento durante 3 dfas en agua, se cierra la tanda de la muestra con una Parafilm® y se deja reposar durante 3 dfas a la temperatura ambiente sin sacudidas. Despues de esto, se lee el volumen del sedimento con ayuda de la graduacion del cilindro de medicion.

Determinacion del contenido de montmorillonita a traves de la adsorcion de azul de metileno

El valor de azul de metileno es una medida de la superficie interna de los materiales arcillosos.

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a) Preparacion de una solucion de difosfato de tetrasodio

5,41 g del difosfato de tetrasodio se pesan inicialmente con una exactitud de 0,001 g en un matraz aforado con una capacidad de 1.000 ml y mediando sacudimiento se completa con agua destilada hasta la marca de calibracion.

b) Preparacion de una solucion de azul de metileno al 0,5 %

En un vaso de precipitados con una capacidad de 2.000 ml se disuelven 125 g de azul de metileno en aprox. 1.500 ml de agua destilada. La solucion se separa por decantacion y se completa con agua destilada hasta 25 l.

0,5 g de una bentonita de ensayo humeda con una superficie interna conocida se pesan inicialmente con una exactitud de 0,001 g en un matraz Erlenmeyer. Se anaden 50 ml de una solucion de difosfato de tetrasodio y la mezcla se calienta durante 5 minutos hasta ebullicion. Despues de haberse enfriado a la temperatura ambiente se anaden 10 ml de una solucion de H2SO4 0,5 molar y se anaden de 80 a 95 % del consumo final que es de esperar de la solucion de azul de metileno. Con una barra de vidrio se recoge una gota de la suspension y se deposita sobre un papel de filtro. Se forma una mancha de color azul negruzco con un halo incoloro. Entonces, se anade en porciones 1 ml de la solucion de azul de metileno y se repite la prueba de la gotita. La adicion se efectua hasta que el halo se ha coloreado ligeramente de azul claro, es decir que la cantidad anadida de azul de metileno ya no es absorbida por la bentonita de ensayo.

c) Comprobacion de unos materiales arcillosos

La comprobacion del material arcilloso se lleva a cabo de igual manera que para la bentonita de ensayo. A partir de la cantidad consumida de la solucion de azul de metileno se puede calcular la superficie interna del material arcilloso.

381 mg de azul de metileno/g de arcilla corresponden segun este procedimiento a un contenido de 100 % de montmorillonita.

Determinacion del residuo seco de tamizado

Aproximadamente 50 g del material arcilloso secado al aire, que se ha de investigar, se pesan inicialmente sobre un tamiz que tiene la correspondiente anchura de mallas. El tamiz se conecta con una aspiradora, que aspira todas las porciones, que son mas finas que el tamiz, a traves de una rendija de succion que gira por debajo del suelo del tamiz. El tamiz se cubre con una tapadera de material plastico y la aspiradora se pone en marcha. Despues de 5 minutos se desconecta la aspiradora y mediante un pesaje diferencial se determina la cantidad de las porciones mas gruesas que han quedado sobre el tamiz.

Determinacion del residuo humedo de tamizado

En primer lugar se prepara una suspension al 5 % introduciendo con agitacion una cantidad correspondiente del material arcilloso que se ha de investigar con aprox. 930 rpm (revoluciones por minuto) durante 5 minutos en agua. La suspension se agita durante otros 15 minutos a aprox. 1.865 rpm y esta suspension se vierte a traves de un tamiz con la deseada anchura de mallas. El residuo se lava con agua corriente del grifo hasta que las aguas de lavado salgan transparentes. El tamiz con el residuo se coloca entonces durante 5 minutos en un bano de ultrasonidos, con el fin de eliminar las porciones finas restantes. El residuo remanente se lava brevemente con agua corriente del grifo y se repite eventualmente el tratamiento con ultrasonidos, hasta que durante el tratamiento con ultrasonidos ya no pase ninguna sustancia fina mas al agua. El tamiz se seca entonces hasta la constancia de peso. Para realizar el pesaje, el residuo que ha quedado sobre el tamiz se transfiere a una cubeta de porcelana que se ha pesado

Determinacion del peso aparente

Un cilindro de medicion cortado a la altura de la marcacion de 1.000 ml se pesa. Luego se introduce de una vez la muestra que se ha de investigar mediante una tolva para polvo, de tal manera que por encima del extremo final del cilindro de medicion se forme un cono a granel. El cono a granel se retira con ayuda de una regla, que se grna por encima de la abertura del cilindro de medicion, y el cilindro de medicion llenado se pesa de nuevo. La diferencia corresponde al peso aparente.

Difractometria de rayos X (en unas fases mixtas de esmectita y gel de silice)

1 hasta 2 g de la muestra se muelen a mano en un mortero de agata y luego se tamizan a traves de un tamiz con una anchura de mallas de 20 pm. Eventualmente se repite el proceso de molienda hasta tanto que toda la muestra haya pasado por el tamiz. Para las mediciones se utilizo un difractometro de rayos X Siemens D5000. Se utilizaron las siguientes condiciones de medicion:

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Soporte de muestras

De un material sintetico, "top loading" (con carga por arriba, 0 = 25 mm

Espesor de la capa de polvo

1 mm

Fuente de rayos X

Cu Ka: 40 kV/40mA

Angulo de difraccion

2 - 80 ° (2 0)

Tiempo de medicion

3 segundos por etapa

Rendija

Unos diafragmas divergentes primarios y secundarios con unas anchuras de rendija de 1 mm

La evaluacion cualitativa de los difractogramas, es decir la asignacion de las fases minerales, se efectua con ayuda del programa obtenible comercialmente "EVA" de Bruker AXS GmbH, Karlsruhe, correspondientemente a la publicacion de Brindley y Brown (1980): "Crystal Structures of clay minerals and their X-ray identification" [Estructuras cristalinas de minerales arcillosos y su identificacion por rayos X]; Mineralogical Society n° 5, 495.

La evaluacion cuantitativa se efectuo de acuerdo con el procedimiento de Rietveld mediando utilizacion del programa de ordenador AutoQuan de la entidad Seifert GE Inspection Technologies GmbH, Ahrensburg, Alemania. Para la determinacion de la proporcion de la fase amorfa se utilizo zinquita como patron interno. Para la correccion del fondo se utilizo un polinomio de cuarto grado en un intervalo de angulos de 4 a 80 ° (20).

Difractometria de rayos X para la determinacion del contenido de minerales secundarios de la muestra comparativa (una bentonita de calcio)

Las radiograffas para este patron de muestra se realizaron en un difractometro de alta resolucion de la entidad Phillips (X'-Pert-MPD(PW 3040), que se habfa equipado con un anodo de Cu. El contenido de minerales secundarios del silicato estratificado (p.ej. una bentonita) se determino con unas mediciones a partir de una serie de concentraciones con un silicato de capas exento de minerales secundarios, que habfa sido enriquecido con el correspondiente mineral secundario. Para esto, para los minerales se emplearon unos denominados patrones de NIST NIST (adquiridos del National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Drive, Stop 2300, Gaithersburg, MD 20899-2300). Para cada mineral se determino la intensidad (altura) de reflejo del reflejo mas intenso como una funcion del contenido del respectivo mineral secundario en el material de referencia. A partir de estos datos, despues de la determinacion de la altura del mismo reflejo en la muestra desconocida, se puede calcular el contenido del correspondiente mineral secundario. Este procedimiento se ha de valorar como semicuantitativo.

Figuras y Ejemplos

El procedimiento conforme al invento se va a describir mas detalladamente a continuacion con ayuda de las Figuras y los Ejemplos que se describen. En este caso, se ha de resaltar que tanto las Figuras como tambien los Ejemplos poseen solamente un caracter ilustrativo y que no restringen de ningun modo el alcance del invento.

Allf muestran:

La Fig. 1:

la composicion porcentual de un agua de vegetacion de patatas industrial

La Fig. 2:

La Fig. 3: La Fig. 4: La Fig. 5:

La Fig. 6:

una recopilacion acerca de las clases de agentes inhibidores de proteasas que estan contenidas en el agua de vegetacion de patatas

la formula estructural de la a-solanina

la formula estructural de la a-chaconina

la adsorcion de protemas procedentes del agua de vegetacion de patatas en los minerales de tres capas ensayados, agente adsorbente 1 (una fase mixta de un gel de sflice y una esmectita), agente adsorbente 2 (bentonita 1), agente adsorbente 4 (saponita 1), agente adsorbente 5 (tierra de batan 1), agente adsorbente 6 (tierra de batan 2), agente adsorbente 7 (tierra de batan 3) y agente adsorbente 3 (bentonita 2) (por una SDS Page)

el contenido de glicoalcaloides en un agua de vegetacion de patatas y en los materiales sobrenadantes despues de la adsorcion a los diferentes minerales de tres capas. (Valores promedios de la determinacion doble)

Caracterizacion de los minerales arcillosos y de las tierras de batan que se emplean para los procesos de separacion en un agua de vegetacion de patatas, tal como se emplean en los Ejemplos:

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Con el fin de determinar las propiedades relevantes de los minerales arcillosos para un empleo para la separacion de solanina y para la separacion de las fracciones protemicas en el agua de vegetacion de patatas, se emplearon para los procesos de separacion los siguientes minerales arcillosos y unas tierras de batan producidas a partir de ellos.

En el caso del agente adsorbente 1 se trata de una fase mixta a base de una montmorillonita y un gel de sflice natural. Para la determinacion de los contenidos de las fracciones minerales individuales - para el caso de este agente adsorbente se realizo una evaluacion por difraccion de rayos X mediando utilizacion del analisis de Rietveld. Los resultados se representan en la Tabla 3. Los datos ffsicos caractensticos para este agente adsorbente se han reproducen en la Tabla 1: la proporcion del material amorfo es de 34 % en peso.

En el caso del agente adsorbente 2 se trata de una bentonita de sodio y calcio natural con una alta capacidad de intercambio de cationes.

En el caso del agente adsorbente 3 se trata de una bentonita de calcio con una capacidad de intercambio de cationes desde mediana hasta baja.

En el caso del agente adsorbente 4 se trata de una saponita en la forma con calcio, que se presenta en la naturaleza.

En el caso de los agentes adsorbentes 5 y 6 se trata de unas bentonitas (unas tierras de batan) disgregadas en condiciones acidas, que se habfan obtenido mediante una coccion de una montmorillonita con un acido.

En el caso del agente adsorbente 7 se trata de una denominada SMBE (acronimo del ingles "surface modified bleaching earth" [= tierra de batan modificada superficialmente]). Esta se habfa obtenido mediante una carga del agente adsorbente 1 con 5 % en peso de acido sulfurico.

Los datos ffsicos caractensticos respecto a los agentes adsorbentes se exponen en la Tabla 1. La Tabla 2 muestra las composiciones qmmicas, la Tabla 4 muestra los contenidos de minerales secundarios, determinados mediante difraccion de rayos X mediando utilizacion de unas mediciones comparativas con unos patrones de NIST (vease la parte de metodo).

Agente adsorbente

1 2 3 4 5 6 7

Fase mixta de un gel de silice y esmectita Bentonita 1 Bentonita 2 Saponita 1 Tierra de batan 1 Tierra de batan 2 Tierra de batan 3

Capacidad de intercambio de cationes (meq/100 g)

52 105 59 49 38 38 48

Residuo seco de tamizado a 45 pm (%)

49 n.d. n.d. n.d. 41 40 53

Residuo seco de tamizado a 63 pm (%)

35 n.d. max. 20 n.d. 31 29 41

Residuo seco de tamizado a 25 pm (%)

n.d. 0,2 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d.

Peso aparente (g/l)

292 600 750 713 570 550 380

Adsorcion de azul de metileno (mg/g de muestra)

106 500 247 n.d. n.d. n.d. n.d.

Contenido de agua (%)

8 12,2 9 ± 4 9 ± 3 ~ 10 ~ 10 ~ 10

pH (al 10 % en peso en agua)

7,9 10,0 8,6 8,5 2,2-39 2,2-48 2-4

Superficie especifica segun BET (mVg)

208,4 80 65 65 190 270 190

Volumen de poros acumulativo (segun BJH) para un diametro de poros de 1,7 - 300 nm (cm3/g)

0,825 0,13 0,103 0,12 n.d. 0,41 n.d.

Diametro promedio de poros (segun BJH) (nm)

16,4 9,9 9,6 6,1 n.d. 5,9 n.d.

Volumen del sedimento o respectivamente de hinchamiento (ml/2 g)

5,5 15 6 5 3,0 2,0 4,0

n.d. = no determinado

La composicion de los agentes adsorbentes 1 hasta 3 utilizados conforme al invento asf como de la bentonita de calcio empleada como comparacion se indica en la Tabla 4.

Tabla 2: Composicion de los agentes adsorbentes

Agente adsorbente

1 2 3 4 5 6 7

Fase mixta de un gel de sflice y esmectita

Bentonita 1 Bentonita 2 Saponita 1 Tierra de batan 1 Tierra de batan 2 Tierra de batan 3

SiO2

70,6 59,6 57,9 52 64 66,8 70,2

Fe2O3

2,8 3,6 4,9 1,9 4,3 3,7 2,8

Al2O3

9,8 17,2 18,3 6,6 15,2 14,2 9,4

MgO

4,1 6,7 3,4 26 2,8 2,3 2,5

CaO

1,4 2,4 3,1 1,1 1,4 1,1 2,3

K2O

1,5 0,51 1,8 1,4 2,9 2,2 1,5

Na2O

0,26 1,7 0,7 0,32 1 0,8 0,4

TiO2

0,25 0,27 -- 0,25 -- -- 0,3

SO3

-- -- -- -- -- -- --

GV (a 1.000°C)

7,9 7 8,9 9,5 7,6 8 9,5

5

Ademas, los agentes adsorbentes 1 y 2 utilizados conforme al invento se investigaron mas exactamente por difractometna de rayos X en cuanto a su composicion mineral. La evaluacion se efectuo tal como se ha descrito mas arriba. La composicion mineral de los agentes adsorbentes 1 y 2 asf como de la bentonita de calcio utilizada como comparacion se recopila en las Tablas 5a y 5b.

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Tabla 3: Composicion mineral del agente adsorbente 1, determinada mediante evaluacion de unos difractogramas de rayos X mediando utilizacion del analisis de Rietveld

Fase mineral

Agente adsorbente 1 (una fase mixta de un gel de sflice y esmectita)

Esmectita (% en peso)

40

Illita / muscovita (% en peso)

trazas

Caolinita (% en peso)

n.d.

Sepiolita (% en peso)

11

Cuarzo (% en peso)

trazas

Ortoclasa (% en peso)

12

Plagioclasa (diferente) (% en peso)

3

Calcita (% en peso)

trazas

Material amorfo

34

15 En la siguiente Tabla 5 b se exponen los contenidos de minerales secundarios que se han determinado a partir de unas mediciones con rayos X (vease la descripcion de los metodos):

Tabla 4: Composicion mineral del material utilizado como comparacion (siempre y cuando que este presente, sin el agente adsorbente 1)._________________________________________________________________________

Fase mineral

Agente adsorbente 2 (bentonita 1) Agente adsorbente 3 (bentonita 2) Agente adsorbente (saponita 1) Agente adsorbente 5 (tierra de batan 1) Agente adsorbente 6 (tierra de batan 2) Agente adsorbente 7 (tierra de batan 3)

Caolinita (% en peso)

- 1 -2 - - - -

Cuarzo (% en peso)

0,5 6 -9 2 -3 8 6 -7 1 -2

Feldespato (% en peso)

- 1 -4 2 -3 2 -3 2 2

Mica (% en peso)

- 1 -6 - 2 -3 2 -3 1 -2

Calcita (% en peso)

< 1 - 0,5 -1 - - -

Otros minerales (% en peso)

5 -10

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Ejemplo 1

Adsorcion de protemas de patatas a diferentes minerales de tres capas

Se investigo en dependencia del valor del pH la adsorcion de un agua de vegetacion de patatas a los materiales agente adsorbente 1 (una fase mixta de un gel de sflice y esmectita), agente adsorbente 2 (bentonita 1), agente adsorbente 4 (saponita 1), agente adsorbente 7 (tierra de batan 3) y agente adsorbente 3 (bentonita 2).

Realizacion:

- 100 mg del agente adsorbente

- 2,5 ml de un agua de vegetacion de patatas diluida y tamponada (2.400 pl de un tampon 50 mM + 100 pl de un agua de vegetacion de patatas)

- tampon: acetato (pH 4 y pH 5), MES (pH 6), HEPES (pH 7), Tris (pH 8 y pH 9)

- incubar durante 2 horas en un mezclador de cabezal superior

- separar por centrifugacion el material, materiales sobrenadantes: por SDS-PAGE (geles al 10 %, tincion con plata)

Los geles se representan en la Figura 5.

A unos pH de 4 y 5 se adsorben por estos agentes adsorbentes todas las protemas que estan contenidas en el agua de vegetacion de patatas. A un pH de 7-9 tiene lugar una adsorcion selectiva de los agentes inhibidores de proteasas, (pH 6: adsorcion completa de los agentes inhibidores de proteasas, adsorcion parcial de las patatinas) cuando como agentes adsorbentes se emplean unas bentonitas, unas tierras de batan o unas fases mixtas de esmectitas y unos geles de sflice. La saponita adsorbe todas las fracciones protemicas en todas las condiciones empleadas y en todos los valores del pH empleados, y por lo tanto no es apropiada para su separacion o respectivamente un empobrecimiento de las protemas menores de patatas y de las polifenol oxidasas. Esto es provocado probablemente por su pequena capacidad de intercambio de cationes.

Ejemplo 2

Empobrecimiento de los glicoalcaloides a partir de un agua de vegetacion de patatas

Un agua de vegetacion de patatas diluida (5 ml + 5 ml de tampon) se adsorbio a un pH de 8'' (Tris 100 mM) a los materiales, agente adsorbente 3 (bentonita 2), agente adsorbente 5 (tierra de batan 1) asf como agente adsorbente 6 (tierra de batan 2). Se utilizaron 5 g del material correspondiente.

Despues de haberse efectuado la incubacion de los materiales con el agua de vegetacion de patatas y de haber separado por centrifugacion agente adsorbente, en el material sobrenadante, despues de una extraccion con acido acetico y de una extraccion en fase solida, se determino el contenido de glicoalcaloides mediante una analttica por HPLC.

En los tres agentes adsorbentes se pudo comprobar un efecto de empobrecimiento de mas que un 90 %:

Agente adsorbente 3 (bentonita 2): 93,9 %

Agente adsorbente 5 (tierra de batan 1): 96,4 %

La bentonita activada en condiciones acidas CEC [agente adsorbente 6 (la tierra de batan 2)]: 96,5 %

Los resultados se han representado tambien en la Fig. 5.

Claims (9)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento para la separacion de protemas vegetales que comprende la etapa de

   a) poner en contacto una solucion protemica con un mineral de tres capas, que se escoge entre el conjunto que se compone de los minerales de tres capas producidos de una manera natural o artificial, que pueden ser tratados previamente en condiciones acidas o alcalinas y/o que contienen una cierta proporcion de un gel de sflice, poseyendo el mineral de tres capas una capacidad de intercambio de cationes de por lo menos 50 meq/ 100 g del mineral de tres capas.
2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, habiendose escogido el mineral de tres capas entre el conjunto que se compone de unos silicatos de capas esmectfticos y no esmectfticos asf como unas mezclas de estos.
3. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, habiendose escogido los silicatos en capas esmectfticos entre el conjunto que se compone de bentonitas, beidelitas, saponitas, montmorillonitas, hectoritas y estevensitas, y habiendose escogido los silicatos en capas no esmectfticos entre el conjunto que se compone de las vermiculitas.
4. 4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, comprendiendo los minerales de tres capas, ademas de esto, una o varias fase(s) amorfa(s) y uno o varios mineral(es) secundario(s), que se escoge(n) entre el conjunto que se compone de cuarzo, cristobalita, feldespato, calcita, dolomita y sus mezclas.
5. 5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, poseyendo la solucion protemica un valor del pH de 5,0 a 9,0.
6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, poseyendo el mineral de tres capas un tamano medio de partmulas de 1 pm a 1,5 mm.
7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, tratandose en el caso de la solucion protemica de un agua de vegetacion de plantas.
8. 8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 7, tratandose en el caso del agua de vegetacion de plantas de un agua de vegetacion de patatas.
9. 9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente las etapas de

   b) separar la solucion protemica puesta en contacto segun la etapa a) y el mineral de tres capas;

   c) poner en contacto el mineral de tres capas de la etapa b) con una solucion tamponadora o con una solucion tamponadora altamente salina.