ES2837026T3 - Procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes, que comprende las etapas de (A0) enriquecer una composición gaseosa con al menos una sustancia aromatizante mediante la puesta en contacto de la composición gaseosa con un líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante; (A1) poner en contacto la composición gaseosa que contiene la al menos una sustancia aromatizante con un adsorbente, donde el adsorbente comprendeun tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Å; (A2) poner en contacto la composición gaseosa según la etapa (A1) con un líquido, en donde el líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante es zumo de fruta y/o un líquido fermentado.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes
La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes. Las sustancias aromatizantes se emplean frecuentemente sobre todo en la industria alimentaria para modificar la cualidad sensorial de los productos. Se aprecia una demanda cada vez mayor especialmente de sustancias aromatizantes naturales, ya que los consumidores están reaccionando cada vez más críticamente al uso de sustancias aromatizantes artificiales. Las sustancias aromatizantes naturales se extraen, por ejemplo, de materias primas vegetales utilizando disolventes orgánicos tales como alcoholes o cetonas. Esta clase de procedimientos son ampliamente conocidos en el estado de la técnica.
El incoveniente de estos procedimientos es que, por un lado, los disolventes empleados para la extracción representan costes adicionales y, además, se tienen que separar del extracto mediante destilación o evaporación que consume energía antes de la adición de las sustancias aromatizantes.
Otro procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes naturales, que no requiere el uso de disolventes orgánicos, se describe en el documento EP 1916294. En este caso, una materia prima vegetal se somete a vacío y se calienta a una temperatura que está por encima del punto de ebullición del agua. Las sustancias aromatizantes se extraen del material de partida junto con el agua que pasa a fase gaseosa.
Desde un punto de vista económico y debido a las etapas complejas involucradas en el mismo, este procedimiento es problemático a escala inducstrial. Además, al mismo tiempo, se separa una gran cantidad de agua que tiene que ser retirada laboriosamente antes de utilizar las sustancias aromatizantes.
Otro concepto para la obtención de moléculas orgánicas a partir de líquidos fermentados se describe en el documento EP 2168656 A1.
Por lo tanto, los inventores de la presente solicitud se han propuesto la tarea de desarrollar un procedimiento que no presente las desventajas conocidas en el estado de la técnica y que posibilite la obtención de especialmente sustancias aromatizantes naturales, que se puedan añadir de manera sencilla a los productos deseados o que, después de la separación de los componentes no deseados de las sustancias aromatizantes, se puedan añadir de nuevo a los materiales de partida.
Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que este objetivo se puede conseguir mediante un procedimiento según la reivindicación 1, por el que se obtienen sustancias aromatizantes a partir de una composición gaseosa que contiene al menos una sustancia aromatizante. Una etapa del procedimiento según la invención comprende la
(A1) poner en contacto una composición gaseosa, que contiene al menos una sustancia aromatizante con un adsorbente, en donde el adsorbente comprende un tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á.
Por “obtención”, en el contexto de la presente invención, se entiende la obtención de al menos una sustancia aromatizante que está presente en la composición gaseosa en forma más pura que la utilizada originalmente tras la realización del procedimiento según la invención y/o cuya disponibilidad ha aumentado tras la realización del procedimiento según la invención.
Por “puesta en contacto” en el contexto de la etapa (A1) del procedimiento de la presente invención se entiende cualquier tipo de puesta en contacto, que le parezca adecuada al experto en la materia para el fin que pretende la invención. Preferentemente, la puesta en contacto en el contexto de la etapa (A1) tiene lugar haciendo pasar la composición gaseosa a través de una (o más) columnas que contienen el adsorbente. Preferentemente, se utilizan varias columnas, de modo particularmente preferido 2 a 6. Estas columnas pueden estar conectadas en serie o en paralelo.
En este caso, las columnas pueden contener el mismo material adsorbente o uno diferente. La proporción de tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á es, en una realización preferida, al menos 10% en peso, referido al peso total de adsorbente, preferiblemente al menos 25% en peso, más preferiblemente al menos 50% en peso, de modo particularmente preferible al menos 75% en peso, en especial al menos 90% en peso y lo más preferiblemente al menos 95% en peso. En este caso, también se prefiere particularmente que la proporción de tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á (o como máximo 7,5 Á, como máximo 7 Á, como máximo 6,5 Á, respectivamente en los intervalos citados a continuación como particularmente preferidos del diámetro de poro) sea al menos 90% en peso, preferiblemente al menos 95% en peso, de modo particularmente preferible 100% en peso referido al peso total del adsorbente.^ Además de esto, se prefiere que la proporción de tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á (o como máximo 7,5 Á, como máximo 7 Á, como máximo 6,5 Á respectivamente en los intervalos citados a continuación como particularmente preferidos del diámetro de poro) se elija en el intervalo de 25 a 100% en peso referido al peso total del adsorbente, preferiblemente en el intervalo de 50 a 100% en peso, más preferiblemente en el intervalo de 75 a 100% en peso y lo más preferiblemente en el intervalo de 90 a 100% en peso referido al peso total del adsorbente.
En otra realización preferida, la relación másica de tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á a compuestos adsorbidos se sitúa preferiblemente en el intervalo de 1 a 1000, de modo más preferido de 2 a 500, especialmente preferido de 3 a 200, también de modo particularmente preferido de 4 a 100 y lo más preferiblemente en el intervalo de de 5 a 50. Esto es válido especialmente, si se incluyen alcoholes de cadena corta entre los compuestos adsorbidos. En el contexto de la presente invención por “alcoholes de cadena corta” se entiende cualquier alcohol que presente 1 a 3 átomos de carbono, por ejemplo, metanol o etanol, y que sea volátil.
En el contexto del procedimiento de la presente invención, por “tamiz molecular” se entiende un material que tiene una gran capacidad de adsorción de gases y vapores con determinadas dimensiones de molécula. Por la adecuada selección del tamiz molecular es posible separar moléculas con diferentes tamaños. En una realización preferida, cuando el tamiz molecular es un tamiz molecular que, a una temperatura de 40°C y una presión de 101,3 kPa (1,013 bar) absolutos, retiene al menos dos veces su masa, preferiblemente 2,5 veces su masa y, de modo particularmente preferido, tres veces su masa de alcoholes de cadena corta en comparación con el agua de una solución hidroalcohólica, cuando la solución hidroalcohólica es una solución acuosa de al menos 50 g/L de alcoholes de cadena corta. Preferiblemente, se crea una mezcla gaseosa constituida por alcoholes de cadena corta y agua a partir de la solución hidroalcohólica por arrastre o evaporación. En este caso, se prefiere particularmente que al menos el 50% de los alcoholes de cadena corta presentes en la solución hidroalcohólica se puedan unir al tamiz molecular. Estas propiedades del tamiz molecular se pueden determinar agregando 500 mL de una solución hidroalcohólica que contiene al menos 50 g/L del alcohol de cadena corta, durante 24 horas a una presión de 101,3 kPa (1,012 bar) y una temperatura de 30°C con 1 L de volumen de gas inerte por minuto, y el flujo gaseoso enriquecido con el alcohol de cadena corta se conduce a través de una columna repleta con 200 g de tamiz molecular. El flujo gaseoso empobrecido de alcohol de cadena corta se recicla. Mediante la determinación del peso del tamiz molecular antes y después del ensayo se determina la masa total ligada. La proporción de agua se puede determinar por una titulación Karl-Fischer. El resto de la masa ligada se debe atribuir al alcohol de cadena corta que ha sido adsorbido. Preferiblemente se utiliza una solución hidroalcohólica constituida por 50 g/l de etanol en agua.
En una realización particularmente preferida el tamiz molecular comprende al menos una zeolita con una relación molar SiÜ2/Al2O3 de al menos 50, preferiblemente al menos 150, más preferiblemente al menos 300, de modo especialmente preferido al menos 600, más particularmente preferido al menos 900 y lo más preferiblemente al menos 1200. Además de esto, se prefiere que la relación molar SiO2 /Al2 O3 de la zeolita se elija en el intervalo de 50 a 1200, preferiblemente 100 a 1200, más preferiblemente 300 a 1200 y lo más preferiblemente 600 a 1200. La proporción de zeolita en el tamiz molecular se sitúa en el contexto de una realización preferida en al menos 10% en peso referido al peso total del tamiz molecular, preferiblemente en al menos 25% en peso, más preferiblemente en al menos 50% en peso, de modo particularmente preferido en al menos 75% en peso, especialmente en al menos 90% en peso y lo más preferiblemente en al menos 95% en peso. En este caso es igualmente particularmente preferido que la proporción de zeolita se sitúe en el 100% en peso referido al peso total del adsorbente. Además de esto, es preferido que la proporción de zeolita en el tamiz molecular se elija en el intervalo de 25 a 100% en peso referido al peso total del tamiz molecular, preferiblemente en el intervalo de 50 a 100% en peso, más preferiblemente en el intervalo de 75 a 100% en peso y lo más preferiblemente en el intervalo de 90 a 100% en peso.
Particularmente preferidas son las zeolitas de tipo beta o MFI.
Otros componentes posibles del adsorbente se pueden seleccionar dentro del alcance de la presente invención a partir del grupo constituido por sílice, bentonitas, silicalitas, arcillas, hidrotalcita, silicatos de aluminio, polvo de óxido, mica, vidrios, aluminatos, clinoptolitas, gismondinas, cuarzos, carbones activos, carbón de huesos, montmorillonitas, poliestiroles, poliuretanos, poliacrilamidas, polimetacrilatos o polivinilpiridinas.
En el contexto de la presente invención, la expresión “composición gaseosa” es preferiblemente aire o uno o varios componentes individuales del aire, tales como nitrógeno, dióxido de carbono y/u oxígeno. De modo igualmente preferido, la composición gaseosa es de gases de fermentación, caracterizándose estos, por ejemplo, por una proporción incrementada de dióxido de carbono frente al aire. En el caso de una fermentación aerobia, es posible que el gas de fermentación presente frente al aire una proporción de dióxido de carbono incrementada en al menos 2% en volumen, en el caso de una fermentación anaerobia es posible que la proporción en volumen de dióxido de carbono se sitúe en al menos 90% en volumen. Como “composición gaseosa” se prefieren especialmente gas(es) de fermentación especialmente en el caso en que el líquido citado en la etapa (A0) sea un líquido fermentado, siendo particularmente preferido que la composición gaseosa sea el gas de fermentación que se forma durante la fermentación del líquido citado en la etapa (A0), si como líquido se elige un líquido fermentado. En este caso, la elección de gas de fermentación como composición gaseosa es particularmente ventajosa, puesto que no se producen costes ni etapas adicionales de proceso para preparar la composición gaseosa. En el contexto de la presente invención una composición se designa entonces como "gaseosa” cuando sus partículas se mueven libremente a gran distancia entre sí y rellenan uniformemente el espacio disponible. En comparación con el estado agregado, sólido o líquido, la misma masa en estado gaseoso ocupa bajo condiciones normales un espacio aproximadamente mil a dos mil veces mayor.
Por “sustancia aromatizante” en el contexto de la presente invención se entienden sustancias químicamente definidas con propiedades aromatizantes. El concepto de “sustancia aromatizante” en el contexto de la presente invención designa especialmente compuestos volátiles para su incorporación en productos alimentarios, los cuales se aprecian o bien directamente por la nariz o a través de la cavidad orofaríngea. Las sustancias aromatizantes pueden ser, por ejemplo, alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres, lactonas, sulfuros y heterociclos (por ejemplo, compuestos de furano, pirazinas, tiazoles y tiofenos). Actualmente, las sustancias aromatizantes autorizadas en la Comunidad Europea para su empleo en productos alimentarios, como se subsuman igualmente en el contexto de la presente invención por “sustancia aromatizante”, se referencian por ejemplo, en el Reglamento de Sustancias aromatizantes (artículo 22 de la Ordenanza sobre la reorganización de la legislación alimentaria de las normas de etiquetado (párrafo 1 (1) y se listaron en la Decisión de la Comisión de las Comunidades Europeas del 23. Febrero 1999 (Diario oficial de las Comunidades Europeas del 27.3.1999, DE L 84/1) así como del Reglamento de ejecución (EU) n° 872/2012 de la Comisión del 1. Octubre 2012 (Diario oficial de las Comunidades Europeas del 2.10.2012 DE, L 267/1. El contenido de estos documentos se incorpora por referencia al contenido de divulgación de la presente solicitud de patente.
En general, las sustancias aromatizantes se pueden dividir en dos subcategorías:
Las sustancias aromatizantes sintéticas se originan mediante procedimientos sintéticos. En este caso son, o bien sustancias aromatizantes idénticas a las naturales, o sustancias aromatizantes artificiales. Las sustancias idénticas a las naturales siguen un modelo que ya existe en la naturaleza y corresponden en su estructura molecular igualmente a este modelo, por ejemplo, vainillina preparada sintéticamente. Por el contrario, las sustancias aromatizantes artificiales no tienen modelo a seguir en la naturaleza.
Las sustancias aromatizantes naturales son sustancias aromatizantes que se obtienen por procedimientos físicos (por ejemplo, destilación y extracción), enzimáticos o microbiológicos. Los materiales de partida para su obtención pueden ser de origen vegetal, animal o microbiológico (por ejemplo, levaduras).
El procedimiento según la invención es adecuado particularmente para la obtención de sustancias aromatizantes naturales, las cuales según una realización preferida proceden de materias primas vegetales por extracción o fermentación.
Por “diámetro de poros” se entiende el diámetro máximo de una esfera teórica que se puede incorporar en los microporos del tamiz molecular. Por “diámetro de molécula” se entiende el diámetro máximo de proyección de una molécula.
En el contexto de la presente invención el diámetro de poro del tamiz molecular se sitúa en como máximo 8 Á, preferido en como máximo 7,5, más preferido en como máximo 7 Á y lo más preferiblemente en como máximo 6,5 Á. Es especialmente preferido que el diámetro de poro del tamiz molecular se elija en un intervalo situado por debajo del diámetro de molécula de las sustancias aromatizantes contenidas en la composición gaseosa, siendo particularmente preferido que al menos el 90% en peso (referido al peso total de las sustancias aromatizantes contenidas en la composición gaseosa) de las sustancias aromatizantes contenidas en la composición gaseosa presenten un diámetro molecular que sea superior al diámetro de poro del tamiz molecular, más preferiblemente al menos 95% en peso, más preferiblemente al menos 97% en peso, especialmente preferido al menos 98% en peso, igualmente preferido al menos 99% en peso y lo más preferiblemente 100% en peso. En otra realización preferida el diámetro de poro del tamiz molecular se elije en el intervalo de 5 a 8 Á, más preferiblemente 5,5 a 7 Á, más preferido 6 a 6,5 Á. Igualmente preferido es un intervalo de 5 a 6,5 Á. En este caso es particularmente preferido elegir el diámetro de poro del tamiz molecular en un intervalo de 5 a 8 Á, preferiblemente 5,5 a 7 Á, cuando al menos 90% en peso, preferiblemente al menos 95% en peso, preferido especialmente al menos 97% en peso y lo más preferiblemente al menos 99% en peso de las sustancias aromatizantes contenidas en la composición gaseosa presenten un diámetro de poro de 8 a 18 Á o de 9 a 16 Á. El procedimiento según la invención es especialmente adecuado para obtener sustancias aromatizantes que están contenidas en un líquido. Según esto, el procedimiento según la invención comprende, además, la etapa
(A0) enriquecer una composición gaseosa con al menos una sustancia aromatizante mediante la puesta en contacto de la composición gaseosa con un líquido que contiene al menos la al menos una sustancia aromatizante. La puesta en contacto según la etapa (A0) tiene lugar antes de la puesta en contacto según la etapa (A1). La puesta en contacto según la etapa (A0) puede tener lugar de cualquier manera que sea conocida por el experto en la materia como adecuada para el procedimiento según la invención. Preferiblemente, la puesta en contacto según la etapa (A0) tiene lugar por conducción de la composición gaseosa a través del líquido, particularmente preferido es en este caso el método conocido por el experto en la materia de extracción del gas (Gas-Stripping) o de pervaporación. La extracción del gas se lleva a cabo preferiblemente a una presión entre 10 y 200 kPa (0,1 y 2 bar), de modo particularmente preferido entre 50 y 110 kPa (0,5 y 1,1 bar). Particularmente preferida es una extracción de gas a presión reducida.
Para conseguir una eficiente extracción del gas se dispersan preferiblemente las burbujas de gas. Esto se puede efectuar mediante un agitador, el cual se dispone de tal modo que se formen finas burbujas del gas soporte.
Además, se prefiere llevar a cabo la puesta en contacto en una columna, en la que se consigue una gran superficie de intercambio por medio de elementos internos o de relleno adecuados. De modo particularmente preferido, en este caso el líquido y la corriente gaseosa se mueven en contracorriente, es decir en direcciones opuestas.
Según una realización preferida de la presente invención, el el líquido mencionado en la etapa (A0) es un líquido de origen vegetal, pudiéndose emplear cualquier líquido de origen vegetal que por el experto en la materia sea conocido como adecuado para el procedimiento según la invención. En una realización preferida, el líquido de origen vegetal es un extracto que se ha obtenido, por ejemplo, por prensado de materia prima vegetal.
Igualmente, también es posible añadir al menos una enzima o una mezcla de enzimas al material vegetal original antes, durante o después del prensado.
Según la invención, el líquido es zumo de frutas. Puede ser un prensado o un extracto de manzana, pera, naranja, mango, cereza, arándano, grosella, maracuyá, liche, guayaba, fresa, frambuesa, mora, grosella, tomate, mirabeles, albaricoque, melocotón, uva, melón, ciruela, ciruela real, zanahoria y/o endrina. En el contexto de la presente invención es igualmente posible que la materia prima vegetal sea un material que contiene almidón, celulosa, hemicelulosa y/o lignina.
Las mezclas de todas las materias primas vegetales citadas anteriormente también son adecuadas para los propósitos de la presente invención.
Igualmente según la invención, el liquido citado en la etapa (A0) es un liquido fermentado. Son particularmente adecuados los líquidos de fermentación que han surgido de la fermentación de un medio adecuado de fermentación que contiene una fuente de carbono (por ejemplo, glucosa) y opcionalmente una fuente de nitrógeno (por ejemplo, amoniaco) con, por ejemplo, una o varias levaduras, bacterias u hongos. Las levaduras particularmente preferidas son Saccaromyces cerevisiae o microorganismos con propiedades fermentativas parecidas, tales como, por ejemplo, Pichia stipitis, Pichia segovienses, Candida shehatae, Candida tropicalis, Candida boidinii, Candida tenuis, Pachysolen tannophilus, Hansenula polymorpha, Candida famata, Candida parapsilosis, Candida rugosa, Candida sonorensis, Issatchenkia terrícola, Kloeckera apis, Pichia barken, Pichia cactophila, Pichia desertícola, Pichia norvegensis, Pichia mambranaefaciens, Pichia mexicana, Torulaspora delbrueckii, Candida bovina, Candida picachoensis, Candida emberorum, Candida pintolopesii, Candida termopila, Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces fragilis, Kazachstania telluris, Isatchenkia orientalis, Lachancea thermotolerans, Clostridium thermocellum, Clostridium termohydrosulphuricum, Clostridium termosaccharolyticium, Thermoanaerobicum brockii, Thermobacteroides acetoethylicus, Thermo anaerobacter ethanolicus, Clostridium thermoaceticum, Clostridium thermoautotrophicum, Acetogenium kivui, Desulfotomaculum nigrificans, y Desulfovibrio thermophilus, Thermoanaerobacter tengcongensis, Bacillus stearothermophilus y Thermoanaerobacter mathranii.
Medios de fermentación adecuados son los medios en base de agua, que contienen material vegetal bruto o se componen de este. Como material vegetal bruto en el contexto de la presente invención se emplean preferiblemente uno o varias frutas o verduras, prefiriéndose particularmente manzana, pera, naranja, mango, cereza, arándano, grosella, maracuyá, liche, guayabo, fresa, frambuesa, mora, grosella, tomate, mirabeles, albaricoque, melocotón, granada, coco, uva, melón, ciruela, ciruela real, zanahoria y/o endrina. En el contexto de la presente invención se prefiere particularmente un líquido originado por prensado y subsiguiente fermentación de una o varias de las frutas citadas anteriormente. Se prefiere especialmente que el líquido citado en la etapa (A0) sea zumo de frutas. Por “zumo de fruta” en el contexto de la presente invención se entiende un producto líquido obtenido a partir de fruta o varias clases de fruta. El concepto de “zumo de fruta” en el contexto de la presente invención comprende zumo directo y zumo de concentrado de fruta. En este último caso, el zumo de fruta se concentra por ejemplo, en el país de origen y se diluye nuevamente en el país de destino para ahorrar costes de transporte. Pero igualmente adecuados en el contexto de la presente invención son los néctares de fruta y bebidas a base de zumo de fruta, en los cuales se pueden haber añadido aditivos ulteriores.
Una ventaja de esta realización del procedimiento según la invención consiste en que el dióxido de carbono formado durante una fermentación se puede utilizar directamente como composición gaseosa según la etapa (A0).
La fermentación se efectúa preferiblemente en un reactor de tanque agitado o en un reactor de bucle o en un reactor de elevación por aire. Además, el intercambio de gases también es posible a través de una columna de extracción de gas externa unida al fermentador, que se alimenta continuamente con la solución de fermentación y cuyo producto de salida se lleva de nuevo al fermentador. Una columna externa de extracción de gas de este tipo, funciona en contracorriente y/o en combinación con cuerpos de relleno, tales como anillos Rasching, para un mayor intercambio de sustancia.
La tasa específica de gasificación se sitúa preferiblemente entre 0,1 y 10 vvm, de modo particularmente preferido entre 0,5 y 5 vvm.
El procedimiento según la invención es particularmente ventajoso si el líquido según la etapa (A0) es un liquido que contiene al menos un alcohol de cadena corta, tal como por ejemplo, un líquido fermentado por levadura(s) o un extracto alcohólico. Si el procedimiento según la invención se lleva a cabo utilizando tales líquidos, entonces, en el contexto de la etapa (A1) del procedimiento según la invención se puede separar una gran parte de los alcoholes de cadena corta contenidos en el líquido. En una realización particularmente preferida, se fijan al adsorbente en este caso al menos 50% de los alcoholes de cadena corta presentes en el líquido, más preferiblemente al menos 70%, más preferiblemente al menos 80%, especialmente al menos 90%, igualmente preferiblemente al menos 95% y lo más preferiblemente 99%. Igualmente es preferido que en el contexto del procedimiento según la invención se separen todos los alcoholes de cadena corta presentes en el líquido.
El procedimiento según la invención ofrece, además, la ventaja de que las moléculas ligadas al adsorbente se pueden separar y recuperar de manera razonable, sencilla y económica. Siempre que en el líquido citado en la etapa (A0) esté contenido al menos un alcohol de cadena corta, el procedimiento según la invención se puede aplicar por lo tanto de manera particularmente ventajosa para la obtención del al menos un alcohol de cadena corta. Preferiblemente, la recuperación de la o las moléculas ligadas al adsorbente tiene lugar por desorción.
Es especialmente posible llevar a cabo una desorción selectiva del adsorbente de la o las moléculas ligadas al adsorbente, tal como por ejemplo, un alcohol de cadena corta, mediante el aumento de la temperatura y/o disminución de la presión en el interior de la columna. En una realización preferida del procedimiento la energía térmica se aporta a través la pared de la columna y opcionalmente, además, a través del serpentín de calefacción en el interior de la columna directamente al paquete de adsorbente. Se prefieren temperaturas entre 25 y 3002C y presiones absolutas entre 0 y 1000 kPa (0 a 10 bar). Particularmente preferidas son temperaturas entre 40 y 180°C, así como presiones absolutas a presión reducida preferiblemente entre y 100 kPa (0,01 y 1 bar).
Preferiblemente, para la evacuación de la(s) molécula(s) desorbidas de la columna se emplea un gas soporte. Es posible utilizar el mismo gas soporte inerte que se emplea también en el contexto de la etapa (A0) del procedimiento según la invención. Igualmente, la temperatura y presión absoluta del gas soporte se ajustan preferiblemente de forma correspondiente a las temperaturas y presiones absolutas en el interior de la columna, descritas anteriormente. Para este fin, son adecuados intercambiadores de calor y/o reguladores de mariposa, respectivamente compresores situados delante.
La desorción se puede llevar a cabo en régimen de lecho fluidizado.
Además de esto, la desorción puede tener lugar
(a) por desplazamiento mediante otros componentes;
(b) térmicamente, es decir por incremento de la temperatura del medio de adsorción (proceso de adsorción por oscilación de temperatura (TSA);
(c) por el denominado proceso de adsorción por oscilación de presión (PSA), es decir por reducción de la presión;
(d) por una combinación de los procedimientos citados en (a) a (c).
De modo igualmente preferido, en la desorción se puede utilizar un gas de lavado. Gases de lavado preferidos son los gases inertes, particularmente preferidos los gases de lavado son aire, dióxido de carbono, nitrógeno, gases nobles o mezclas de estos. Además, es posible que el gas de lavado contenga agua. De modo particularmente preferido, la temperatura del gas de lavado se sitúa por encima de la temperatura del material compuesto. Además, es preferido que la dirección de flujo en la desorción sea inversa a la dirección de flujo del fluido en la adsorción, es decir que la desorción tenga lugar en contra del gradiente de la concentración que se formad en la adsorción, del componente orgánico adsorbido en el material compuesto.
Además de esto, el procedimiento según la invención es adecuado de modo particularmente preferido para transferir las sustancias aromatizantes obtenidas después de la etapa (A1) del procedimiento a productos, especialmente productos fluidos tales como, por ejemplo, líquidos. Por ello, el procedimiento según la invención comprende la etapa de
(A2) puesta en contacto de la composición gaseosa según la etapa (A1) con un líquido.
La puesta en contacto según la etapa (A2) se efectúa después de la puesta en contacto según la etapa (A1). La puesta en contacto según la etapa (A2) se lleva a cabo de cualquier manera conocida por el experto en la materia como adecuada para el procedimiento según la invención. Preferiblemente, la puesta en contacto según la etapa (A2) se lleva a cabo por conducción de la composición gaseosa a través del líquido. En este caso, la conducción se efectúa preferiblemente en contracorriente.
Así, el procedimiento según la invención posibilita la obtención de sustancias aromatizantes que de manera sencilla y económicamente razonable se pueden incorporar por ejemplo, en productos alimentarios.
En el contexto de una realización particularmente preferida, el líquido citado de la etapa (A2) es el mismo líquido que el definido anteriormente. En este caso, en el contexto de la presente invención es especialmente posible que los líquidos citados en la etapa (A0) y (A2) sean líquidos diferentes o del mismo líquido. El procedimiento según la invención también posibilita así aumentar o disminuir la concentración de sustancias aromatizantes individuales y/o sustancias aromatizantes clave en el interior de un líquido. Por ejemplo, por una combinación de las etapas (A0), (A1) y (A2) se pueden extraer determinadas sustancias aromatizantes de una primera carga de zumo de naranja mediante la correspondiente elección del tamiz molecular, y las sustancias aromatizantes así obtenidas se pueden añadir a una ulterior carga de zumo de naranja (zumo directo o zumo de un concentrado de zumo de naranja) o directamente a un concentrado de zumo de naranja. Igualmente posible es una mezcla de aromas, es decir las sustancias aromatizantes que de forma precisa se retiran de una clase de líquido, se pueden aportar a una segunda clase de líquido. Otra ventaja del procedimiento según la invención consiste en que - siempre que el líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante sea, por ejemplo, zumo de fruta fermentado - por elección del tamaño de poro del adsorbente de como máximo 8 Á, preferiblemente en el intervalo de 5 a 8 Á, de modo particularmente preferido en el intervalo de 5 a 6,5 Á, se puede separar por adsorción en el adsorbente, por un lado el alcohol contenido en el líquido fermentado, que es predominantemente de etanol o metanol, permaneciendo sin embargo al mimo tiempo importantes aromas clave del zumo de fruta en la composición gaseosa, los cuales se pueden añadir de nuevo a ésta u a otro líquido. Para el caso en que el líquido fermentado sea zumo de naranja fermentado (zumo directo o zumo de concentrado de zumo de naranja) o concentrado de zumo de naranja, el procedimiento según la invención es particularmente ventajoso para la obtención de los aromas clave del zumo de naranja que comprenden (S)-etil-2-metilbutanoato, etilbutanoato, (Z)-3-hexenal, 2-metilpropanoato de etilo, (R)-limoneno, (R)-a-pineno, mirceno, tr-4,5-epoxi-(E)-2-decenal, hexanal, etilhexanoato y linalool. Siempre que el líquido fermentado sea zumo de manzana fermentado (zumo directo o zumo de concentrado de zumo de manzana) o de concentrado de zumo de manzana, el procedimiento según la invención es particularmente ventajoso para la obtención de los aromas clave del zumo de manzana, que comprende isobutirato de etilo, butirato de etilo, 2-metilbutirato de metilo, hexanoato de metilo, caproato de etilo, acetato de hexilo, 2-metilbutirato de hexilo y hexanal. Además, es posible condensar las sustancias aromatizantes obtenidas por el procedimiento según la invención. La condensación puede tener lugar en este caso de cualquier manera conocida por el experto en la materia como adecuada para el fin según la invención, la condensación se lleva acabo preferiblemente por enfriamiento de la composición gaseosa que contiene la al menos una sustancia aromatizante.
Es igualmente posible añadir a un producto deseado las sustancias aromatizantes obtenidas por el procedimiento según la invención, en forma condensada.
Por ello, además de esto, el procedimiento según la invención comprende en una realización preferida opcional la etapa
(Ala) condensar la composición gaseosa que contiene la al menos una sustancia aromatizante antes de la puesta en contacto con un líquido según la etapa (A2).
La condensación según la etapa (Ala) tiene lugar en este caso después de la etapa (A1) del procedimiento según la invención.
Además, en el contexto de la presente invención es preferido que la etapa (A0), (A1), (Ala) y/o (A2) se repita al menos una vez. En este caso se prefiere especialmente que al menos la etapa (A0) y (A1) se repitan una o varias veces.
A continuación se describirán formas de ejecución ulteriores no reivindicadas que, sin embargo, no limitan de ningún modo el contexto de la presente invención, sino que únicamente deben explicar más las particulares ventajas del procedimiento según la invención.
Según esto, una realización comprende un procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes que están contenidas en al menos un líquido, que comprende las etapas
(A0) enriquecer una composición gaseosa con al menos una sustancia aromatizante mediante la puesta en contacto de la composición gaseosa con un líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante;
(A1) poner en contacto la composición gaseosa que contiene al menos una sustancia aromatizante según la etapa (A0) con un adsorbente, comprendiendo el absorbente un tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á.
Además de esto, una realización ulterior comprende un procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes que están contenidas en al meno un líquido, el cual comprende las etapas
(A0) enriquecer una composición gaseosa con al menos una sustancia aromatizante mediante la puesta en contacto de la composición gaseosa con un líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante;
(A1) poner en contacto la composición gaseosa que contiene al menos una sustancia aromatizante según la etapa (A0) con un adsorbente, comprendiendo el absorbente un tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á,
prefiriéndose especialmente que el adsorbente sea una zeolita, y/o se prefiere además que el líquido sea un líquido de origen vegetal, y/o que la puesta en contacto según la etapa (A0) tenga lugar por conducción de la composición gaseosa a través del líquido, de modo particularmente preferido por extracción de gas o pervaporación. Es especialmente preferido que el líquido sea un líquido fermentado o un líquido de origen vegetal obtenido por extracción alcohólica. En este caso, es además particularmente preferido que el caso líquido sea zumo de naranja fermentado (zumo directo o zumo de concentrado de zumo de naranja) o concentrado de zumo de naranja fermentado.
Igualmente, es particularmente preferido que la al menos una sustancia aromatizante obtenida por el procedimiento anteriormente descrito se añada de manera sencilla a un deseado producto final, por ejemplo a una producto alimentario. Según esto, el procedimiento descrito comprende en otra realización particularmente preferida la etapa (A2) poner en contacto la composición gaseosa según la etapa (A1) con un líquido
en donde el líquido citado en la etapa (A2) es preferiblemente zumo de fruta. Si las etapas (A0), (A1) y (A2) se ejecutan de forma consecutiva partiendo de un líquido fermentado de origen vegetal y el líquido citado en las etapas (A0) y (A2) es el mismo líquido, entonces es posible, por un lado, empobrecer de alcoholes de cadena corta el líquido fermentado, ligando estos al adsorbente y, por otro lado las sustancias aromatizantes extraídas con la composición gaseosa del líquido en la etapa (A0) después del empobrecimiento de alcoholes de cadena corta, reciclarlos otra vez al líquido. Por esta adaptación del procedimiento según la invención, se puede obtener, por ejemplo, como producto final un zumo de fruta que se diferencia del producto original obtenido por prensado, por un menor contenido de azúcar, pero que no manifiesta deficiencias en el contenido de sustancias aromatizantes.
Además de esto, el procedimiento según la invención es adecuado para el empobrecimiento de azúcar, al mismo tiempo que se mantienen ampliamente las propiedades de gusto y aroma de un líquido que contiene azúcar y sustancias aromatizantes, comprendiendo preferiblemente un procedimiento de este tipo las etapas:
(Z1) someter a fermentación una parte o de todo el azúcar contenido en el líquido a alcoholes de cadena corta mediante microorganismos, preferiblemente por la adición de Saccharomyces cerevisiae y a subsiguiente incubación,
(A0) enriquecer una composición gaseosa con al menos una sustancia aromatizante poniendo la composición gaseosa en contacto con el líquido fermentado según la etapa (Z1),
(A1) poner en contacto la composición gaseosa que contiene alcoholes de cadena corta y al menos una sustancia aromatizante según la etapa (A0) con un adsorbente, comprendiendo el adsorbente un tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á,
(A1.1) adsorber selectivamente en el adsorbente los alcoholes de cadena corta contenidos en la composición gaseosa, y
(A2) poner en contacto la composición gaseosa con el líquido fermentado según la etapa (Z1),
siendo especialmente preferido que el adsorbente sea una zeolita y/o, además de esto, es preferido que el líquido sea un líquido de origen vegetal y/o que la puesta de contacto según la etapa (A0) tenga lugar por conducción de la composición gaseosa a través del líquido, de modo particularmente preferido por extracción de gas o pervaporización. Especialmente preferido es que para la regeneración del adsorbente el o los alcoholes de cadena corta sean desorbidos y reunidos por separado. Además, es especialmente preferido que los alcoholes de cadena corta estén constituidos al menos en 90% en peso, particularmente preferido en al menos 95% en peso de etanol. La incubación tiene lugar preferiblemente a una temperatura entre 30 y 40°C bajo condiciones anaerobias. Además de esto, es preferido que las etapas (Z1), (A0), (A1), (A1.1) y/o (A2) se repitan al menos una vez, preferiblemente al menos 5 veces, llevándose la al menos una sustancia aromatizante de nuevo al líquido. Particularmente preferido es que por medio de la repetición de cada una de las etapas se alcance un funcionamiento continuo del procedimiento. Ejemplos
A continuación se explicará más detalladamente la presente invención con ayuda de ejemplos. Se acentúa, que también los ejemplos poseen solamente carácter ilustrativo de particulares formas de ejecución y no limitan de ningún modo el contexto de la presente invención.
Ejemplo 1 - Obtención de hexanal a partir de un flujo de gas (no según la invención)
Un flujo gaseoso constituido por 0,05% (mol/mol) de hexanal, 0,95% (mol/mol) de etanol y 99% (mol/mol) de nitrógeno se llevó durante 1 hora a 130°C con un caudal de gas de 3 L/min y una presión de 100 kPa (1 bar) a través de una columna de vidrio repleta con 400 g de cuerpos moldeados de zeolita (ZSM-5, forma H, SiO2/Al2O3=1000, aglomerante inerte, fabricante: Clariant AG). Las concentraciones de hexanal y etanol en el flujo gaseoso se cuantificaron “online” después de pasar por la columna, mediante un cromatógrafo de gases.
Ejemplo 2 - Empleo de zumo de manzana fermentado
0,75 litros de un zumo de manzana fermentado, el cual contiene 65 g/L de etanol, se gasificó a 45°C con un flujo de aire de 0,75 L/min. Mediante una bomba de membrana (KNF Neuberger, Alemania) y un regulador de volumen (Swagelok, Alemania) se condujo el flujo de aire a través de una columna de vidrio (Gassner Glastechnik, Alemania) repleta con 400 g de cuerpos moldeados de zeolita (ZSM-5, forma H, SiO2/AbO3=1000, aglomerante inerte, fabricante: Clariant AG). El flujo de aire empobrecido de etanol se recicló. Al cabo de 48 horas se interrumpió el ensayo y se cuantificó cromatográficamente la concentración de etanol remanente en la muestra.
Ejemplo 3 - Empleo de zumo de naranja fermentado
0,5 litros de un zumo de naranja fermentado, el cual contiene 33 g/L de etanol, se gasificó a 35°C con un flujo de aire de 0,5 L/min. Mediante una bomba de membrana (KNF Neuberger, Alemania) y un regulador de volumen (Swagelok, Alemania) se condujo el flujo de aire a través de una columna de vidrio (Gassner Glastechnik, Alemania) repleta con 400 g de cuerpos moldeados de zeolita (ZSM-5, forma H, SiO2/Al2O3=1000, aglomerante inerte, fabricante: Clariant AG). El flujo de aire empobrecido de etanol se recicló. Al cabo de 48 horas se interrumpió el ensayo y se cuantificó cromatográficamente la concentración de etanol remanente en la muestra.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la obtención de sustancias aromatizantes, que comprende las etapas de
(A0) enriquecer una composición gaseosa con al menos una sustancia aromatizante mediante la puesta en contacto de la composición gaseosa con un líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante;
(A1) poner en contacto la composición gaseosa que contiene la al menos una sustancia aromatizante con un adsorbente, donde el adsorbente comprendeun tamiz molecular con un diámetro de poro de como máximo 8 Á; (A2) poner en contacto la composición gaseosa según la etapa (A1) con un líquido,
en donde el líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante es zumo de fruta y/o un líquido fermentado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde el tamiz molecular, a una temperatura de 40°C y una presión de 101,3 kPa (1,013 bar) absolutos, une al menos dos veces la cantidad de alcoholes de cadena corta en comparación con el agua de una solución hidroalcohólica, cuando la solución hidroalcohólica es una solución hidroalcohólica de al menos 50 g/L de alcohol de cadena corta.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde al menos 50% de los alcoholes de cadena corta contenidos en la solución hidroalcohólica se fijan al tamiz molecular.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el tamiz molecular comprende una zeolita con una relación molar SiÜ2/Al2O3 de al menos 50.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el tamiz molecular tiene un diámetro de poro en el intervalo de 5 a 6,5 Á.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el líquido según la etapa (A2) es un líquido de origen vegetal y/o un líquido fermentado.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el líquido que contiene la al menos una sustancia aromatizante y el líquido según la etapa (A2) son el mismo líquido o líquidos diferentes.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la etapa (A0), (A1) y/o (A2) se repiten al menos una vez.
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