ES2932558B2 - PROCEDURE FOR OBTAINING LYCOPENE FROM TOMATO BY-PRODUCTS BASED ON THE USE OF SUPRAMOLECULAR BIODSOLVENTS - Google Patents
PROCEDURE FOR OBTAINING LYCOPENE FROM TOMATO BY-PRODUCTS BASED ON THE USE OF SUPRAMOLECULAR BIODSOLVENTSInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE LICOPENO A PARTIR DE SUBPRODUCTOS DEL TOMATE BASADO EN EL USO DE BIODISOLVENTES SUPRAMOLECULARES PROCEDURE FOR OBTAINING LYCOPENE FROM TOMATO BY-PRODUCTS BASED ON THE USE OF SUPRAMOLECULAR BIODSOLVENTS
Sector de la técnicaTechnical sector
La presente invención se enmarca en el campo general de la química de productos naturales y en particular se refiere a un procedimiento para la obtención de licopeno a partir de residuos de transformación de subproductos o residuos del tomate, y al uso de dicho producto como aditivo en la industria alimentaria. The present invention falls within the general field of the chemistry of natural products and in particular refers to a procedure for obtaining lycopene from waste from the transformation of by-products or tomato waste, and to the use of said product as an additive in the food industry.
Estado de la técnicaState of the art
El carotenoide licopeno (C<40>H<56>) es una biomolécula liposoluble con una gran actividad antioxidante presente en la dieta. Su capacidad para inhibir las especies de oxígeno reactivo es 2 y 10 veces superior a la del p-caroteno y a-tocoferol, respectivamente [FreeRadical Res. 2011, 45, 925-940].Varios estudios han demostrado que su consumo está relacionado con una disminución del riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares y degenerativas, algunos tipos de cáncer (principalmente de próstata) y trastornos inflamatorios [R .AVenketeshwer, G.L.Young, L.G. Rao, Lycopene and Tomatoes in Human Nutrition and Health, CRC Press, 2018, ISBN 9781351110877].The carotenoid lycopene (C<40>H<56>) is a fat-soluble biomolecule with great antioxidant activity present in the diet. Its ability to inhibit reactive oxygen species is 2 and 10 times greater than that of p-carotene and a-tocopherol, respectively [FreeRadical Res. 2011, 45, 925-940]. Several studies have shown that its consumption is related to a reduced risk of suffering from cardiovascular and degenerative diseases, some types of cancer (mainly prostate) and inflammatory disorders [R .AVenketeshwer, G.L.Young, L.G. Rao, Lycopene and Tomatoes in Human Nutrition and Health, CRC Press, 2018, ISBN 9781351110877].
El licopeno está autorizado por la Unión Europea (UE) como aditivo alimentario (E 160d), con niveles máximos permitidos en el intervalo 5-500 mg/kg en 30 categorías de alimentos[EFSA Journal 2008, 674, 1-66].Las fuentes de licopeno aprobadas por la UE incluyen el tomate (como fuente natural), la síntesis química y la producción biotecnológica con el microorganismoBlakeslea trispora.La Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU (FDA) sólo ha aprobado el licopeno obtenido a partir de tomates como aditivo alimentario [21CFR § 73.585, https://www.law.cornell.edu/cfr/text/21/73.585].Tanto la UE como la FDA requieren que la concentración del licopeno derivado de tomates en las formulaciones utilizadas para enriquecer los alimentos sea al menos el 5 y 5.5%, respectivamente, y que la composición isomérica del licopeno en las mismas sea igual a la presente en el tomate (all-trans isómero: 90-95%; cis-isómeros: 5-10%). Lycopene is authorized by the European Union (EU) as a food additive (E 160d), with maximum levels allowed in the range 5-500 mg/kg in 30 food categories [EFSA Journal 2008, 674, 1-66]. Sources of lycopene approved by the EU include tomatoes (as a natural source), chemical synthesis and biotechnological production with the microorganism Blakeslea trispora. The US Food and Drug Administration (FDA) has only approved lycopene obtained from of tomatoes as a food additive [21CFR § 73.585, https://www.law.cornell.edu/cfr/text/21/73.585]. Both the EU and the FDA require that the concentration of lycopene derived from tomatoes in the formulations used to enrich foods is at least 5 and 5.5%, respectively, and that the isomeric composition of lycopene in them is equal to that present in tomato (all-trans isomer: 90-95%; cis-isomers: 5- 10%).
El licopeno también se utiliza como nutracéutico, frecuentemente mezclado con otros compuestos bioactivos [^C SSustainable Chem. Eng., 2016, 4, 643-650],y su uso en cosmética está creciendo exponencialmente dado su elevado poder antioxidante y solubilidad en ambientes lipofílicos como la piel[Cosmetics, 2015, 2, 82-92].Lycopene is also used as a nutraceutical, frequently mixed with other bioactive compounds [^C SSustainable Chem. Eng., 2016, 4, 643-650], and its use in cosmetics is growing exponentially given its high antioxidant power and solubility in lipophilic environments. like the skin[Cosmetics, 2015, 2, 82-92].
Se estima que el mercado mundial del licopeno alcanzará los 111 millones de euros en 2020 y tendrá una tasa anual compuesta de crecimiento del 5.0%, lo que permitiría alcanzar un valor de 143 millones de euros en 2025[https://www.globenewswire.com/newsrelease/2020/06/11/2046681/0/en/Global-Lycopene-Market-2020-to-2025-Growing-Demand-in-the-Pharmaceutical-Industry-Presents-Opportunities.html].It is estimated that the global lycopene market will reach 111 million euros in 2020 and will have a compound annual growth rate of 5.0%, which would reach a value of 143 million euros in 2025[https://www.globenewswire. com/newsrelease/2020/06/11/2046681/0/en/Global-Lycopene-Market-2020-to-2025-Growing-Demand-in-the-Pharmaceutical-Industry-Presents-Opportunities.html].
En la actualidad, la fuente predominante para la producción de licopeno es la síntesis química dado que la producción de licopeno natural a partir de tomates cultivados para esta finalidad no es sostenible a la escala necesaria para satisfacer su demanda mundial. El precio del licopeno natural varía dependiendo de las compañías productoras y sobretodo de la concentración del mismo, oscilando entre 10 y 5.100 €/kg para formulaciones que contienen licopeno en el intervalo 0.16-15%[https://docplayer.es/9163145-Manual-decompuestos-bioactivos-a-partir-de-residuos-del-procesado-del-tomate.html].Currently, the predominant source for lycopene production is chemical synthesis since the production of natural lycopene from tomatoes grown for this purpose is not sustainable at the scale necessary to meet its global demand. The price of natural lycopene varies depending on the producing companies and above all on its concentration, ranging between €10 and €5,100/kg for formulations containing lycopene in the range 0.16-15%[https://docplayer.es/9163145- Manual-of-bioactive-compounds-from-tomato-processing-waste.html].
El mercado de licopeno natural se enfrenta en la actualidad a dos grandes problemas técnicos: la búsqueda de fuentes más sostenibles y el abaratamiento de los costes de producción. The natural lycopene market currently faces two major technical problems: the search for more sustainable sources and the reduction of production costs.
En este sentido, una de las posibles fuentes más atractivas para la producción de licopeno es el uso de los residuos de la industria de transformación del tomate. Se estima que la producción anual mundial de tomate es de alrededor de 160 millones de toneladas, de las que aproximadamente la cuarta parte (40 millones de toneladas) se transforma en tomate triturado (~56%), salsas y kétchup (~23%) y tomate enlatado (~21%)[http://www.tomatonews.com/en/background_47.htmi].Durante la transformación del tomate se genera un residuo sólido procedente del tamizado secuencial del tomate triturado a través de una criba (diámetro 1.0-1.2 mm) y una refinadora (diámetro inferior al de la criba). El residuo sólido, denominado pulpa, representa el 3-4% de la cantidad de tomate procesada (alrededor de 1.2 millones de toneladas) y consiste fundamentalmente de una mezcla de pieles (55-65%) y semillas (35-45%)[https://www.amitom.com].Las pieles también se generan en la producción de tomate pelado enlatado. Por otro lado, en algunas industrias se separan los residuos procedentes de la criba y la refinadora. Actualmente, los residuos sólidos se aprovechan como alimento para el ganado, se transfiere gratuitamente a otras compañías, o se retiran de las empresas transformadoras con coste económico asociado. In this sense, one of the most attractive possible sources for the production of lycopene is the use of waste from the tomato processing industry. It is estimated that annual global tomato production is around 160 million tonnes, of which approximately a quarter (40 million tonnes) is transformed into crushed tomato (~56%), sauces and ketchup (~23%). and canned tomato (~21%)[http://www.tomatonews.com/en/background_47.htmi].During the transformation of the tomato, a solid residue is generated from the sequential sieving of the crushed tomato through a sieve (diameter 1.0-1.2 mm) and a refiner (diameter smaller than the sieve). The solid residue, called pulp, represents 3-4% of the amount of tomato processed (around 1.2 million tons) and consists mainly of a mixture of skins (55-65%) and seeds (35-45%)[ https://www.amitom.com].The skins are also generated in the production of canned peeled tomatoes. On the other hand, in some industries the waste from the screen and the refinery is separated. Currently, solid waste is used as feed for livestock, transferred free of charge to other companies, or removed from processing companies with an associated economic cost.
El contenido del licopeno en la pulpa oscila entre 266 y 500 mg/kg, en la piel entre 500 y 700 mg/kg y en las semillas entre 20 y 30 mg/kg (todas las cantidades están referidas a materia seca). Ello implica, que sólo en la región del Mediterráneo, donde se transforman anualmente unas 17 millones de toneladas de tomates, se generan alrededor de 0.15 millones de toneladas de pulpa (expresadas como materia seca) que contienen unos 55.000 kg de licopeno. Por lo tanto, los residuos de la transformación del tomate (pulpa y/o piel) constituyen una fuente renovable y sostenible que puede paliar la escasez de licopeno natural. Sin embargo, su producción a partir de esta fuente no es rentable debido al elevado coste que conlleva su extracción y purificación[https://docplayer.es/9163145-Manual-decompuestos-bioactivos-a-partir-de-residuos-del-procesado-del-tomate.html].The lycopene content in the pulp ranges between 266 and 500 mg/kg, in the skin between 500 and 700 mg/kg and in the seeds between 20 and 30 mg/kg (all quantities refer to dry matter). This implies that in the Mediterranean region alone, where about 17 million tons of tomatoes are processed annually, around 0.15 million tons of pulp are generated (expressed as dry matter) containing about 55,000 kg of lycopene. Therefore, tomato processing waste (pulp and/or skin) constitutes a renewable and sustainable source that can alleviate the shortage of natural lycopene. However, its production from this source is not profitable due to the high cost of its extraction and purification. tomato-processing.html].
Los métodos conocidos para la extracción de licopeno a partir de los residuos de transformación del tomate constan de las siguientes etapas: The known methods for the extraction of lycopene from tomato processing waste consist of the following steps:
(a) secado de la muestra; (a) drying the sample;
(b) ruptura de la pared celular; (b) cell wall rupture;
(c) extracción del licopeno; y (c) lycopene extraction; and
(d) enriquecimiento del extracto. (d) enrichment of the extract.
La pulpa contiene alrededor del 70% de agua y, por tanto, el secado de la muestra es esencial para evitar la degradación del licopeno durante el almacenamiento de la misma, ya que es más conveniente su tratamiento una vez terminada la campaña de transformación del tomate. La eliminación del agua puede realizarse mediante secaderos de bandejas, de tambor o de lecho fluidizado o mediante liofilización [FoodRes. Int.2014, 65, 311-321].The pulp contains around 70% water and, therefore, drying the sample is essential to avoid the degradation of lycopene during its storage, since it is more convenient to treat it once the tomato transformation campaign is over. . Water removal can be carried out by tray, drum or fluidized bed dryers or by freeze-drying [FoodRes. Int.2014, 65, 311-321].
La liberación del licopeno a partir de los cromoplastos se lleva a cabo mecánicamente (molienda, cizallamiento, etc.) hasta obtener un tamaño de partícula comprendido entre 0.1 y 1 mm [FoodRes. Int. 2014, 65, 311-321].También pueden utilizarse enzimas tales como las celulasas, hemicelulasas y pectinasas que incrementan la permeabilidad de la pared celular[Biotech, 2017, 7, 1-10].Sin embargo, las enzimas disponibles comercialmente tienen importantes limitaciones incluyendo alto coste, incompleta hidrólisis de la pared celular y dificultad para el escalado industrial, debido a que el comportamiento de las enzimas varía a diferentes escalas[Crit. Rev. Food Sci. and Nutr, 2016, 56, 686-709].The release of lycopene from the chromoplasts is carried out mechanically (grinding, shearing, etc.) until a particle size between 0.1 and 1 mm is obtained [FoodRes. Int. 2014, 65, 311-321]. Enzymes such as cellulases, hemicellulases and pectinases that increase the permeability of the cell wall can also be used[Biotech, 2017, 7, 1-10]. However, commercially available enzymes They have important limitations including high cost, incomplete hydrolysis of the cell wall and difficulty for industrial scaling, because the behavior of the enzymes varies at different scales [Crit. Rev. Food Sci. and Nutr, 2016, 56, 686-709].
Para la extracción del licopeno a partir de los residuos del tomate se han propuesto dos estrategias generales basadas en el uso de disolventes orgánicos[Int. J. Food Properties, 2007, 10, 289-298; CN101449801A, 30.11.2007, University Tianjin Sci. & Tech; CN104938978A, 30.09.2015, Xinjiang TomatoRed Biotech Co. Ltd; CN103739434A; 23.04.2014, Guangzhou Danqi Daily Chemical Factory Co. Ltd]y fluidos supercríticos (normalmente dióxido de carbono) [J.Food Eng. 2012, 108, 290-296; J. Supercrit. Fluids 2014, 95, 618-627; J. Supercrit. Fluids. 2017, 120 1-6; CN107259562A, 27.05.2017, Xinjiang TomatoRed Biotech Co. Ltd].La extracción se realiza en muchos casos en presencia de antioxidantes para evitar la degradación e isomerización del licopeno [J.Food Sci. Technol., 2013, 51, 4102-4107].For the extraction of lycopene from tomato waste, two general strategies have been proposed based on the use of organic solvents[Int. J. Food Properties, 2007, 10, 289-298; CN101449801A, 11/30/2007, University Tianjin Sci. &Tech; CN104938978A, 09/30/2015, Xinjiang TomatoRed Biotech Co. Ltd; CN103739434A; 04/23/2014, Guangzhou Danqi Daily Chemical Factory Co. Ltd]and supercritical fluids (usually carbon dioxide) [J.Food Eng. 2012, 108, 290-296; J. Supercrit. Fluids 2014, 95, 618-627; J. Supercrit. Fluids. 2017, 120 1-6; CN107259562A, 05/27/2017, .
La extracción con disolventes orgánicos se ha realizado tradicionalmente con disolventes apolares tales como diclorometano, hexano, benceno o cloroformo [J.Agricult. Food Chem., 2004, 52, 5796-5802].También se han empleado mezclas de disolventes apolares y polares, tales como la mezcla de hexano con acetona, etanol o acetato de etilo[Int. J. Food Sci. Technol., 2011, 46, 23-29],y alternativas más benignas, como el uso de lactato de etilo [J.Agric. Food Chem., 2009, 57, 1051-1059].En general, estos procesos conllevan el uso de un elevado volumen de disolvente (generalmente se requieren relaciones de muestra:disolvente, (g/mL) de 1:10 a 1:30), además de necesitar múltiples etapas de extracción, largos tiempos de contacto y temperaturas moderadas. Extraction with organic solvents has traditionally been carried out with nonpolar solvents such as dichloromethane, hexane, benzene or chloroform [J.Agricult. Food Chem., 2004, 52, 5796-5802]. Mixtures of non-polar and polar solvents have also been used, such as the mixture of hexane with acetone, ethanol or ethyl acetate [Int. J. Food Sci. Technol., 2011, 46, 23-29], and more benign alternatives, such as the use of ethyl lactate [J.Agric. Food Chem., 2009, 57, 1051-1059]. In general, these processes involve the use of a high volume of solvent (sample:solvent ratios, (g/mL) of 1:10 to 1:30 are generally required. ), in addition to requiring multiple extraction stages, long contact times and moderate temperatures.
Se han propuesto algunas estrategias para reducir el tiempo de extracción y el consumo de disolventes orgánicos, como la extracción asistida por microondas (MAE) o ultrasonido (UAE), o la utilización de alta presión (HPH)[Ultrasonics Sonochem., 2008, 15, 731-737, Ultrasonics Sonochem., 2012, 19, 151-159, Chem. Eng. Technol., 2006, 29(6), 736739].Las principales desventajas de estos métodos son la degradación térmica del licopeno en el caso de MAE, la posible formación de redes por desesterificación de las pectinas en el caso de UAE (lo que podría atrapar al licopeno disminuyendo su bioaccesibilidad), y la necesidad de equipos especiales para operar a alta presión en el caso de HPH. Por otro lado, muchas de estas técnicas son sofisticadas y de alto coste para uso industrial. Some strategies have been proposed to reduce the extraction time and the consumption of organic solvents, such as microwave-assisted extraction (MAE) or ultrasound (UAE), or the use of high pressure (HPH) [Ultrasonics Sonochem., 2008, 15 The main disadvantages of these methods are the thermal degradation of lycopene in the case of MAE, the possible formation of networks due to deesterification of pectins in the case of UAE (which could trap lycopene, reducing its bioaccessibility), and the need for special equipment to operate at high pressure in the case of HPH. On the other hand, many of these techniques are sophisticated and high cost for industrial use.
Tras la extracción, es necesario eliminar el disolvente orgánico ya que se requiere que la concentración residual del mismo en el producto final sea inferior al 0.5%[Guidance for Industry Q3C, FDA, 2012].La eliminación generalmente se lleva a cabo mediante filtración al vacío y re-destilación a baja temperatura (~30 °C). After extraction, it is necessary to eliminate the organic solvent since its residual concentration in the final product is required to be less than 0.5% [Guidance for Industry Q3C, FDA, 2012]. Removal is generally carried out by filtration to vacuum and re-distillation at low temperature (~30 °C).
La segunda estrategia para extracción de licopeno, uso de fluidos supercríticos (EFS) con CO<2>, tiene la ventaja de que es un proceso no contaminante [J.Food Eng., 2012, 108(2),290-296].Sin embargo, los costes de operación son muy elevados y se necesita una inversión inicial alta. La solubilidad del licopeno en dióxido de carbono es limitada, por lo que se requiere trabajar a presiones muy elevadas y adicionar modificadores orgánicos como agua, etanol, hexano, acetato de etilo, aceites vegetales, etc. para obtener rendimientos y tiempos de extracción aceptables[J. Food Eng., 2008, 89, 298-302, J. Food Eng., 2010, 99, 1-8, J. Supercritical Fluids, 2013, 75, 6-10, J. Sci. Food Agrie., 2010, 90, 1709-1718, J. Supercritical Fluids, 2004, 29, 87-96].La adición de estos modificadores orgánicos mejora la solubilidad del licopeno, sin embargo, es necesario eliminar el modificador del extracto final, lo que conlleva una etapa adicional, y consecuentemente, un incremento en los costes. The second strategy for lycopene extraction, use of supercritical fluids (EFS) with CO<2>, has the advantage that it is a non-polluting process [J.Food Eng., 2012, 108(2),290-296]. However, operating costs are very high and a high initial investment is required. The solubility of lycopene in carbon dioxide is limited, which is why it is necessary to work at very high pressures and add organic modifiers such as water, ethanol, hexane, ethyl acetate, vegetable oils, etc. to obtain acceptable yields and extraction times[J. Food Eng., 2008, 89, 298-302, J. Food Eng., 2010, 99, 1-8, J. Supercritical Fluids, 2013, 75, 6-10, J. Sci. Food Agrie., 2010, 90 , 1709-1718, J. Supercritical Fluids, 2004, 29, 87-96]. The addition of these organic modifiers improves the solubility of lycopene, however, it is necessary to remove the modifier from the final extract, which involves an additional step, and consequently, an increase in costs.
Se ha investigado el uso de fases líquidas alternativas para la extracción de licopeno a partir de residuos de tomate con el objetivo de hacer más rentable el proceso. Así, se ha propuesto el uso de tensioactivos no iónicos (Span 20, Span 40 o Span 60) combinados con enzimas, pero las recuperaciones para la extracción de licopeno son bajas (máximo de 25% con Span 20)[Acta Biochim. Polonica, 2012, 59, 71-74].Otras moléculas anfifílicas como el CPS (co-polímeros constituidos por ácido acrílico, estireno y acrilato de n-butilo) han proporcionado mejores recuperaciones para la extracción de licopeno que las obtenidas con disolventes orgánicos [J.Chem. Educ., 2010, 87, 510-511].Sin embargo, el proceso de extracción tiene como inconveniente la toxicidad de los reactivos necesarios para la síntesis de CPS y la necesidad de usar compuestos muy corrosivos tales como el ácido fosfórico [J.Chem. Educ., 2008, 85, 256].Se ha comparado el uso de tensioactivos sintéticos (Tween 80, Tween 60, Tween 20 y Span 20)y tensioactivos naturales de origen vegetal (lecitina y saponina) o microbiano (ramnolípidos y monopalmitato de sacarosa) utilizando co-disolventes (glicerol, propilenglicol, propanol y etanol) [FoodChem., 2016, 197, 1002-1009].Los resultados óptimos (rendimiento de extracción del 35%) se hallaron con saponina y glicerol utilizando ultrasonidos y pretratamiento enzimático. También se ha investigado el uso de microemulsiones constituidas por una mezcla de lecitina, propanol, aceite de oliva y agua [FoodChem., 2019, 272, 568-573].La eficacia alcanzada para la extracción del licopeno en pulpa de tomate (relación muestra:microemulsión, 1:5) fue del 88% tras cuatro ciclos de extracción. The use of alternative liquid phases for the extraction of lycopene from tomato waste has been investigated with the aim of making the process more profitable. Thus, the use of non-ionic surfactants (Span 20, Span 40 or Span 60) combined with enzymes has been proposed, but the recoveries for the extraction of lycopene are low (maximum of 25% with Span 20) [Acta Biochim. Polonica, 2012, 59, 71-74]. Other amphiphilic molecules such as CPS (co-polymers consisting of acrylic acid, styrene and n-butyl acrylate) have provided better recoveries for the extraction of lycopene than those obtained with organic solvents [ J. Chem. Educ., 2010, 87, 510-511]. However, the extraction process has the drawback of the toxicity of the reagents necessary for the synthesis of CPS and the need to use very corrosive compounds such as phosphoric acid [J.Chem . Educ., 2008, 85, 256]. The use of synthetic surfactants (Tween 80, Tween 60, Tween 20 and Span 20) and natural surfactants of plant origin (lecithin and saponin) or microbial origin (rhamnolipids and sucrose monopalmitate) have been compared. ) using co-solvents (glycerol, propylene glycol, propanol and ethanol) [FoodChem., 2016, 197, 1002-1009]. The optimal results (extraction yield of 35%) were found with saponin and glycerol using ultrasound and enzymatic pretreatment. The use of microemulsions consisting of a mixture of lecithin, propanol, olive oil and water has also been investigated [FoodChem., 2019, 272, 568-573]. The efficiency achieved for the extraction of lycopene in tomato pulp (sample ratio :microemulsion, 1:5) was 88% after four extraction cycles.
El enriquecimiento en licopeno del extracto final obtenido es esencial para su uso como aditivo alimentario (la concentración mínima en la formulación final debe ser al menos de 5% en la UE y 5.5% en USA). Este enriquecimiento no es necesario cuando se utilizan tomates cultivados para la producción del licopeno en los que la concentración de este carotenoide puede alcanzar hasta 2300 mg/kg[US6797303-B2, 04.09.2002, LycoRed,Natural Product Industries Ltd]pero es esencial cuando la fuente son residuos de tomates, donde la concentración de licopeno es menor. El enriquecimiento puede realizarse mediante técnicas cromatográficas, ultrafiltración o cristalización[WO2008/015490AI, 02.08.2006, Leonardo Rescio].Una vez purificados, los extractos deben secarse para su almacenamiento, utilizándose para este fin liofilización, secado por aspersión o secado rotatorio a vacío. The lycopene enrichment of the final extract obtained is essential for its use as a food additive (the minimum concentration in the final formulation must be at least 5% in the EU and 5.5% in the USA). This enrichment is not necessary when cultivated tomatoes are used for the production of lycopene in which the concentration of this carotenoid can reach up to 2300 mg/kg [US6797303-B2, 04.09.2002, LycoRed, Natural Product Industries Ltd] but it is essential when The source is tomato waste, where the lycopene concentration is lower. Enrichment can be carried out by chromatographic techniques, ultrafiltration or crystallization [WO2008/015490AI, 02.08.2006, Leonardo Rescio]. Once purified, the extracts must be dried for storage, using lyophilization, spray drying or vacuum rotary drying for this purpose. .
Teniendo en cuenta lo previamente descrito, se han realizado estudios, a partir de los conocimientos conocidos en este estado de la técnica, de la viabilidad económica de extraer licopeno a partir de pulpa de tomate utilizando extracción con disolventes y fluidos supercríticos. Estos estudios demuestran que los procedimientos implicados y conocidos en este sector sólo son rentables en el caso de que se traten de forma centralizada los residuos procedentes de la transformación de al menos 1.5 millones de toneladas de tomates[https://docplayer. es/9163145-Manual-de-compuestos-bioactivos-a-partir-deresiduos-del-procesado-del-tomate.html].Por otro lado, también se ve que en ninguno de estos procesos conocidos se obtienen extractos con concentración adecuada de licopeno para su uso como aditivo alimentario. Taking into account what was previously described, studies have been carried out, based on the knowledge known in this state of the art, of the economic viability of extracting lycopene from tomato pulp using extraction with solvents and supercritical fluids. These studies demonstrate that the procedures involved and known in this sector are only profitable if the waste from the transformation of at least 1.5 million tons of tomatoes is treated centrally[https://docplayer. es/9163145-Manual-de-compuestos-bioactivas-a-partir-deresiduos-del-processado-del-tomate.html]. On the other hand, it is also seen that in none of these known processes are extracts obtained with adequate concentration of lycopene for use as a food additive.
Habida cuenta de los problemas técnicos existentes en este campo y dadas las limitaciones de los procesos conocidos y estudios realizados previamente, existe la necesidad de desarrollar métodos de extracción eficiente de licopeno a partir de residuos del tomate, donde estos procesos sean rápidos, económicos y seguros, que no requieran de instalaciones especiales u operaciones complicadas, y proporcionen un producto final que sea apto para su uso como aditivo alimentario. Taking into account the existing technical problems in this field and given the limitations of the known processes and studies previously carried out, there is a need to develop methods for efficient extraction of lycopene from tomato residues, where these processes are fast, economical and safe. , which do not require special facilities or complicated operations, and provide a final product that is suitable for use as a food additive.
Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention
La presente invención desarrolla un procedimiento para la extracción eficiente de licopeno a partir de residuos de procesado del tomate, basado en el uso de biodisolventes supramoleculares, conocidos como bioSUPRAS. The present invention develops a procedure for the efficient extraction of lycopene from tomato processing waste, based on the use of supramolecular biosolvents, known as bioSUPRAS.
El método de extracción es rápido, simple y de bajo coste, se desarrolla a presión atmosférica y temperatura ambiente, y proporciona rendimientos de extracción superiores al 80% para licopeno, utilizando una única etapa de equilibrio entre el subproducto y el bioSUPRAS. El enriquecimiento del extracto de bioSUPRAS mediante cristalización del licopeno permite la obtención de un producto que contiene 10-25%de licopeno (> 90% alltrans), dependiendo del contenido del mismo en el residuo de tomate utilizado como materia prima. The extraction method is fast, simple and low cost, is carried out at atmospheric pressure and room temperature, and provides extraction yields greater than 80% for lycopene, using a single equilibrium stage between the byproduct and bioSUPRAS. The enrichment of the bioSUPRAS extract by crystallization of lycopene allows obtaining a product that contains 10-25% lycopene (> 90% alltrans), depending on its content in the tomato residue used as raw material.
Los biodisolventes supramoleculares son líquidos nanoestructurados obtenidos mediante procesos espontáneos de autoensamblaje y coacervación de biomoléculas anfifílicas. Las nanoestructuras en los bioSUPRAS pueden diseñarse para maximizar las energías de interacción con el licopeno. Las condiciones experimentales suaves en las que se desarrolla todo el proceso permiten mantener la composición isomérica del licopeno. Por otro lado, los bioSUPRAS cumplen con los criterios establecidos para los disolventes verdes[Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 9550-9570]y por lo tanto permiten el desarrollo de procedimientos inocuos y respetuosos con el medio ambiente. Supramolecular biosolvents are nanostructured liquids obtained through spontaneous processes of self-assembly and coacervation of amphiphilic biomolecules. The nanostructures in bioSUPRAS can be designed to maximize interaction energies with lycopene. The mild experimental conditions in which the entire process takes place allow the isomeric composition of lycopene to be maintained. On the other hand, bioSUPRAS meet the criteria established for green solvents[Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 9550-9570] and therefore allow the development of safe and environmentally friendly procedures.
Así pues, en un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de licopeno a partir de residuos de transformación del tomate, que comprende la producción del bioSUPRAS, la extracción del licopeno y el enriquecimiento del extracto de bioSUPRAS, de acuerdo a las siguientes etapas: Thus, in a first aspect, the present invention refers to a procedure for obtaining lycopene from tomato processing waste, which includes the production of bioSUPRAS, the extraction of lycopene and the enrichment of the bioSUPRAS extract, according to the following stages:
a) disolver una biomolécula anfifílica en un disolvente orgánico polar y adicionar agua hasta la aparición en la mezcla de gotitas aceitosas de coacervado. a) dissolve an amphiphilic biomolecule in a polar organic solvent and add water until oily coacervate droplets appear in the mixture.
b) centrifugar la mezcla obtenida en a) hasta la separación del bioSUPRAS de la disolución hidro-orgánica. b) centrifuge the mixture obtained in a) until the bioSUPRAS is separated from the hydro-organic solution.
c) separar y almacenar las dos fases líquidas obtenidas en la etapa b) c) separate and store the two liquid phases obtained in step b)
d) mezclar el subproducto de tomate con un volumen de la fase hidro-orgánica (utilizada como humectante) y el bioSUPRAS (utilizado como extractante) obtenidos en la etapa c) y agitar la mezcla. d) mix the tomato by-product with a volume of the hydro-organic phase (used as humectant) and the bioSUPRAS (used as extractant) obtained in step c) and stir the mixture.
e) centrifugar la mezcla obtenida en d) hasta obtener 3 fases diferenciadas: el bioSUPRAS que contiene el licopeno (en la parte superior), la disolución hidroorgánica intermedia y los residuos no extraíbles del subproducto del tomate. e) centrifuge the mixture obtained in d) until 3 different phases are obtained: the bioSUPRAS containing lycopene (at the top), the intermediate hydroorganic solution and the non-extractable residues of the tomato by-product.
f) enriquecimiento del extracto de bioSUPRAS obtenido en e) mediante cristalización del licopeno f) enrichment of the bioSUPRAS extract obtained in e) by crystallization of lycopene
En un aspecto particular de la presente invención, la biomolécula anfifílica comprende una cadena hidrocarbonada de entre 6 y 18 átomos de carbono y al menos un grupo polar seleccionado de entre grupos carboxílicos, alcoholes, y fosfatos. In a particular aspect of the present invention, the amphiphilic biomolecule comprises a hydrocarbon chain of between 6 and 18 carbon atoms and at least one polar group selected from carboxylic groups, alcohols, and phosphates.
En otro aspecto particular de la presente invención, la biomolécula anfifílica se selecciona de entre glicolípidos, ácidos grasos, fosfolípidos, lipopéptidos, lípidos neutros, ramnolípidos o cualquier biomolécula de origen natural. In another particular aspect of the present invention, the amphiphilic biomolecule is selected from glycolipids, fatty acids, phospholipids, lipopeptides, neutral lipids, rhamnolipids or any biomolecule of natural origin.
En otro aspecto particular de la presente invención, el disolvente orgánico miscible en agua es seleccionado de entre etanol, etilenglicol, acetona, propanol, tetrahidrofurano, acetonitrilo, dioxano y metanol. In another particular aspect of the present invention, the water-miscible organic solvent is selected from ethanol, ethylene glycol, acetone, propanol, tetrahydrofuran, acetonitrile, dioxane and methanol.
En otro aspecto particular de la presente invención, la cristalización del licopeno en el extracto de bioSUPRAS se realiza mediante la adición de un disolvente polar. In another particular aspect of the present invention, the crystallization of lycopene in the bioSUPRAS extract is carried out by adding a polar solvent.
En un aspecto particular de la presente invención, la fuente utilizada son residuos sólidos de tomate de la industria agroalimentaria. In a particular aspect of the present invention, the source used is solid tomato waste from the agri-food industry.
En otro aspecto particular de la presente invención, el residuo agroalimentario comprende un pretratamiento de secado y triturado. In another particular aspect of the present invention, the agri-food waste comprises a drying and grinding pretreatment.
En otro aspecto particular, la presente invención se refiere al uso del producto enriquecido en licopeno, obtenido mediante el procedimiento de la presente invención, como aditivo alimentario. Este producto cumple con los requisitos establecidos por EFSA y la FDA para esta aplicación; así su concentración es superior al 5.5%, y la composición isomérica del licopeno es igual a la presente en el tomate. In another particular aspect, the present invention refers to the use of the product enriched in lycopene, obtained by the process of the present invention, as a food additive. This product meets the requirements established by EFSA and the FDA for this application; Thus, its concentration is greater than 5.5%, and the isomeric composition of lycopene is the same as that present in tomatoes.
La invención se ilustra mediante los siguientes ejemplos y figuras que describen de forma detallada los objetos de la invención. Estos ejemplos no deben ser considerados como limitativos del alcance de la invención sino como ilustrativos de la misma. The invention is illustrated by the following examples and figures that describe in detail the objects of the invention. These examples should not be considered as limiting the scope of the invention but as illustrative thereof.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
La Figura 1 muestra el cromatograma obtenido mediante el análisis de una disolución estándar de licopeno en hexano (~6 mg/L); La Figura 2 muestra el extracto obtenido tras la extracción de pulpa, previa dilución en hexano (~8 mg/L) y la Figura 3 muestra el extracto obtenido tras la extracción de piel, previa dilución con hexano (~8 mg/L), ambas (Fig.2 y Fig.3) siguiendo el procedimiento descrito en la invención. Figure 1 shows the chromatogram obtained by analyzing a standard solution of lycopene in hexane (~6 mg/L); Figure 2 shows the extract obtained after pulp extraction, after dilution in hexane (~8 mg/L) and Figure 3 shows the extract obtained after skin extraction, after dilution with hexane (~8 mg/L), both (Fig.2 and Fig.3) following the procedure described in the invention.
El hexano utilizado para las diluciones contenía 250 mg/L de butilhidroxitolueno para evitar la oxidación del licopeno. The hexane used for the dilutions contained 250 mg/L of butylhydroxytoluene to prevent lycopene oxidation.
La columna utilizada para el análisis cromatográfico de los extractos fue una columna en fase reversa C30 (5 μm, 250 mm x 4.6 mm de diámetro interno) suministrada por THERMO Scientific y termostatada a 30 °C. Para la elución se utilizó una fase móvil constituida por metanol:isopropanol:tetrahidrofurano conteniendo 250 mg/L de butilhidroxitolueno y 0.05% de trietilamina con un gradiente isocrático a una velocidad de flujo de 1 mL/min. El intervalo de longitudes de onda medido en el detector de diodos en fila fue de 200 a 800 nm. The column used for chromatographic analysis of the extracts was a C30 reversed phase column (5 μm, 250 mm × 4.6 mm internal diameter) supplied by THERMO Scientific and thermostated at 30 °C. For elution, a mobile phase consisting of methanol:isopropanol:tetrahydrofuran containing 250 mg/L of butylhydroxytoluene and 0.05% triethylamine was used with an isocratic gradient at a flow rate of 1 mL/min. The wavelength range measured in the diode-in-row detector was 200 to 800 nm.
Concretamente, en la Fig.1 se puede observar el cromatograma LC-UV (472 nm) de una disolución estándar de trans-licopeno en hexano (~6 mg/L), donde el pico aparece a 8.3 min, los picos a 7.0 y 7.4 min corresponden a isómeros de cis-licopeno. Specifically, in Fig. 1 you can see the LC-UV chromatogram (472 nm) of a standard solution of trans-lycopene in hexane (~6 mg/L), where the peak appears at 8.3 min, the peaks at 7.0 and 7.4 min correspond to cis-lycopene isomers.
En la Fig.2 se puede observar el cromatograma LC-UV (472 nm) de una disolución del extracto obtenido tras la extracción de pulpa, previa dilución en hexano (~8 mg/L). El pico a 7.0 min corresponde a un isómero de cis-licopeno. In Fig.2 you can see the LC-UV chromatogram (472 nm) of a solution of the extract obtained after pulp extraction, after dilution in hexane (~8 mg/L). The peak at 7.0 min corresponds to an isomer of cis-lycopene.
En la Fig.3 se puede observar el cromatograma LC-UV (472 nm) de una disolución del extracto obtenido tras la extracción de la piel, previa dilución en hexano (~8 mg/L). El pico a 7.0 min corresponde a un isómero de cis-licopeno. In Fig.3 you can see the LC-UV chromatogram (472 nm) of a solution of the extract obtained after extraction of the skin, after dilution in hexane (~8 mg/L). The peak at 7.0 min corresponds to an isomer of cis-lycopene.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La presente invención utiliza biodisolventes supramoleculares o bioSUPRAS como alternativa eficiente y de bajo coste al uso de disolventes orgánicos convencionales y fluidos supercríticos para la obtención rentable de licopeno a partir de residuos de la transformación del tomate. The present invention uses supramolecular biosolvents or bioSUPRAS as an efficient and low-cost alternative to the use of conventional organic solvents and supercritical fluids for the profitable production of lycopene from tomato processing waste.
La ventaja más relevante de los bioSUPRAS como extractantes de compuestos bioactivos a partir de residuos agroalimentarios es que pueden diseñarsead hocpara maximizar las interacciones con el compuesto bioactivo de interés, lo que posibilita la obtención de elevados rendimientos de extracción. The most relevant advantage of bioSUPRAS as extractants of bioactive compounds from agri-food waste is that they can be designed ad hoc to maximize interactions with the bioactive compound of interest, which makes it possible to obtain high extraction yields.
Asimismo, las biomoléculas anfifílicas componentes del bioSUPRAS pueden seleccionarse entre aquellas que constituyen la matriz de la muestra o similares a las mismas, con lo que el compuesto bioactivo, una vez extraído, se encontrará en un ambiente natural que favorecerá su estabilización. Este último aspecto es relevante en el caso del licopeno ya que se trata de una molécula muy inestable cuando se expone al calor, la luz, el oxígeno, etc., experimentando oxidación e isomerización. Likewise, the amphiphilic biomolecules that make up bioSUPRAS can be selected from those that constitute the sample matrix or are similar to them, so that the bioactive compound, once extracted, will be found in a natural environment that will favor its stabilization. This last aspect is relevant in the case of lycopene since it is a very unstable molecule when exposed to heat, light, oxygen, etc., undergoing oxidation and isomerization.
Los bioSUPRAS se forman espontáneamente a partir de biomoléculas anfifílicas en disolución cuando las condiciones ambientales en la misma se modifican para favorecer su agregación a través de enlaces no-covalentes [C. Caballo, MD Sicilia, S Rubio,The application of green solvents in separation processes, Chapter 5, 111-137, ISBN: 978-0 12-805297-6].La modificación puede ser un cambio en el pH o la temperatura, la adición de una sal o un disolvente en el que la biomolécula es insoluble. El proceso de síntesis es cuantitativo (prácticamente toda la biomolécula se incorpora al bioSUPRAS) y no requiere consumo energético. El diseñoad hocdel bioSUPRAS puede obtenerse fácilmente a partir de la selección de la biomolécula o las condiciones ambientales apropiadas[Anal. Chem., 2012, 84, 342-349].bioSUPRAS are formed spontaneously from amphiphilic biomolecules in solution when the environmental conditions in the solution are modified to favor their aggregation through non-covalent bonds [C. Caballo, MD Sicilia, S Rubio,The application of green solvents in separation processes, Chapter 5, 111-137, ISBN: 978-0 12-805297-6]. The modification can be a change in pH or temperature, the addition of a salt or a solvent in which the biomolecule is insoluble. The synthesis process is quantitative (practically the entire biomolecule is incorporated into the bioSUPRAS) and does not require energy consumption. The ad hoc design of bioSUPRAS can be easily obtained from the selection of the biomolecule or the appropriate environmental conditions [Anal. Chem., 2012, 84, 342-349].
Diseño y síntesis de bioSUPRAS para la extracción de licopenoDesign and synthesis of bioSUPRAS for lycopene extraction
El licopeno es un hidrocarburo alifático acíclico que posee trece dobles enlaces de los cuales once son conjugados, linealmente ordenados, que lo convierten en extremadamente hidrófobo (log Kow 15.6). Por tanto, la biomolécula anfifílica seleccionada para la síntesis del bioSUPRAS y las nanoestructuras formadas por las mismas deben proporcionar el mayor número posible de interacciones de dispersión. Asimismo, las biomoléculas seleccionadas deben proporcionar un ambiente que evite la degradación del licopeno mediante oxidación o isomerización durante el proceso de extracción. Lycopene is an acyclic aliphatic hydrocarbon that has thirteen double bonds, of which eleven are conjugated, linearly ordered, which makes it extremely hydrophobic (log Kow 15.6). Therefore, the amphiphilic biomolecule selected for the synthesis of bioSUPRAS and the nanostructures formed by them must provide the greatest possible number of dispersion interactions. Furthermore, the selected biomolecules must provide an environment that prevents the degradation of lycopene through oxidation or isomerization during the extraction process.
Con todas estas premisas, las biomoléculas anfifílicas seleccionadas constan de una cadena hidrocarbonada de entre 6 y 18 átomos de carbono, con enlaces simples o dobles, y al menos un grupo polar seleccionado de entre grupos carboxílicos, alcoholes, y fosfatos. Las biomoléculas anfifílicas deben ser solubles en disolventes miscibles con el agua, ya que en el medio hidro-orgánico las biomoléculas se asocian como agregados hexagonales inversos que contienen cavidades acuosas cuyo tamaño puede modelarse. Los bioSUPRAS deben producirse espontáneamente al adicionar agua a la disolución de la biomolécula en el disolvente orgánico. With all these premises, the selected amphiphilic biomolecules consist of a hydrocarbon chain of between 6 and 18 carbon atoms, with single or double bonds, and at least one polar group selected from carboxylic groups, alcohols, and phosphates. Amphiphilic biomolecules must be soluble in water-miscible solvents, since in the hydro-organic medium the biomolecules associate as inverse hexagonal aggregates that contain aqueous cavities whose size can be modeled. The bioSUPRAS must be produced spontaneously by adding water to the solution of the biomolecule in the organic solvent.
Ejemplos de disolventes orgánicos que pueden utilizarse para la síntesis de los bioSUPRAS son el tetrahidrofurano, etilenglicol, dioxano, acetona, propanol, etanol, acetonitrilo, metanol, etc. El porcentaje de disolvente orgánico en el medio de síntesis del bioSUPRAS debería estar comprendido entre el 10 y el 45%. Examples of organic solvents that can be used for the synthesis of bioSUPRAS are tetrahydrofuran, ethylene glycol, dioxane, acetone, propanol, ethanol, acetonitrile, methanol, etc. The percentage of organic solvent in the bioSUPRAS synthesis medium should be between 10 and 45%.
Procedimiento de extracción de licopeno en residuos de tomateLycopene extraction procedure in tomato waste
El proceso desarrollado en la presente invención es aplicable a la extracción de licopeno a partir de la pulpa y la piel provenientes del procesado de tomates. The process developed in the present invention is applicable to the extraction of lycopene from the pulp and skin from tomato processing.
La pulpa y la piel del tomate preferentemente están secas y trituradas. The pulp and skin of the tomato are preferably dried and crushed.
Se sintetiza el bioSUPRAS y se separa de la disolución hidro-orgánica en equilibrio con la misma mediante centrifugación. The bioSUPRAS is synthesized and separated from the hydro-organic solution in equilibrium with it by centrifugation.
Se adiciona un volumen de bioSUPRAS y de la disolución de equilibrio a la pulpa y/o piel seca y triturada. La función de la disolución de equilibrio es rehidratar el residuo. La relación muestra:fase hidro-orgánica:bioSUPRAS (p/v/v; g/mL/mL) varía en el intervalo 1:7:1.8 y 1:9:4.5. A volume of bioSUPRAS and the equilibrium solution is added to the dried and crushed pulp and/or skin. The function of the equilibrium solution is to rehydrate the residue. The sample:hydro-organic phase:bioSUPRAS ratio (w/v/v; g/mL/mL) varies in the range 1:7:1.8 and 1:9:4.5.
La mezcla se agita en el intervalo 5-10 min y preferentemente durante 5 min y después se centrifuga hasta la obtención de tres fases; una fase sólida que contiene el residuo agroalimentario; una fase líquida intermedia que es la disolución de equilibrio hidroorgánica y el bioSUPRAS que contiene el licopeno y los ácidos grasos de la muestra. The mixture is stirred in the range of 5-10 min and preferably for 5 min and then centrifuged until three phases are obtained; a solid phase containing the agri-food waste; an intermediate liquid phase that is the hydroorganic equilibrium solution and the bioSUPRAS that contains the lycopene and fatty acids of the sample.
El proceso permite la extracción de licopeno a partir de pulpa y piel con un porcentaje de recuperación en el intervalo 80-100 % utilizando una única etapa de equilibrio entre la muestra y el bioSUPRAS. The process allows the extraction of lycopene from pulp and skin with a recovery percentage in the range 80-100% using a single equilibrium step between the sample and bioSUPRAS.
La disolución de equilibrio hidro-orgánica puede reciclarse para la síntesis del bioSUPRAS mientras los principales componentes del residuo del tomate no extraídos (proteínas y fibra dietética) pueden también aprovecharse. Así la presente invención podría formar parte del diagrama de flujo de proceso de una biorefinería. The hydro-organic equilibrium solution can be recycled for the synthesis of bioSUPRAS while the main components of the unextracted tomato residue (proteins and dietary fiber) can also be used. Thus, the present invention could form part of the process flow diagram of a biorefinery.
Enriquecimiento del licopeno en el extracto del bioSUPRASLycopene enrichment in bioSUPRAS extract
El enriquecimiento de licopeno en el extracto del bioSUPRAS se realiza mediante cristalización adicionando un disolvente orgánico polar. Posteriormente se centrifuga para favorecer la precipitación. La formulación final contiene licopeno a concentraciones entre el 10 y 25 %, dependiendo de la concentración del mismo en la materia prima, y fibra. El licopeno se encuentra fundamentalmente en la forma isomérica all-trans (Figura 1), lo cual demuestra que no experimenta degradación durante el proceso. The enrichment of lycopene in the bioSUPRAS extract is carried out by crystallization by adding a polar organic solvent. It is then centrifuged to promote precipitation. The final formulation contains lycopene at concentrations between 10 and 25%, depending on its concentration in the raw material, and fiber. Lycopene is mainly found in the all-trans isomeric form (Figure 1), which demonstrates that it does not undergo degradation during the process.
Descripción de unos modos y ejemplos de realización de la invenciónDescription of some modes and examples of embodiment of the invention
Ejemplo 1: Síntesis del bioSUPRASExample 1: BioSUPRAS synthesis
La biomolécula anfifílica se disolvió en tetrahidrofurano (10%, p/v) y la disolución se diluyó con agua por un factor de 2. La mezcla se homogenizó mediante agitación magnética durante 5 min. El bioSUPRAS, producido espontáneamente, se separó de la disolución hidro-orgánica en equilibrio con la misma mediante centrifugación a 2,500 rpm durante 5 min. Ambas fases se mantuvieron en recipientes herméticamente cerrados hasta su uso. The amphiphilic biomolecule was dissolved in tetrahydrofuran (10%, w/v) and the solution was diluted with water by a factor of 2. The mixture was homogenized by magnetic stirring for 5 min. The bioSUPRAS, produced spontaneously, was separated from the hydro-organic solution in equilibrium with it by centrifugation at 2,500 rpm for 5 min. Both phases were kept in hermetically closed containers until use.
Ejemplo 2. Extracción de licopeno a partir de pulpa de tomateExample 2. Extraction of lycopene from tomato pulp
La cantidad apropiada de pulpa de tomate, seca y triturada, se mezcló con la disolución de equilibrio hidro-orgánica y el bioSUPRAS, sintetizado de acuerdo al procedimiento descrito en el ejemplo anterior, en una proporción 1:7:1.8 (p/v/v). La mezcla se agitó magnéticamente durante 5 min a 900 rpm y a continuación se centrifugó durante 20 min a 3,000 rpm para la separación física de tres fases. A la fase bioSUPRAS, que contiene el licopeno, se añadió metanol en una proporción de 1:1 v/v, retirando el sobrenadante, previa precipitación mediante centrifugación. La fase sólida resultante constituye el extracto enriquecido en licopeno (10-25%). Esta se deja secar a temperatura ambiente o mediante una corriente de N<2>y se almacena a -20 °C. The appropriate amount of dried and crushed tomato pulp was mixed with the hydro-organic balance solution and bioSUPRAS, synthesized according to the procedure described in the previous example, in a ratio 1:7:1.8 (w/v/ v). The mixture was magnetically stirred for 5 min at 900 rpm and then centrifuged for 20 min at 3,000 rpm for physical separation of three phases. To the bioSUPRAS phase, which contains lycopene, methanol was added in a proportion of 1:1 v/v, removing the supernatant, after precipitation by centrifugation. The resulting solid phase constitutes the extract enriched in lycopene (10-25%). This is allowed to dry at room temperature or by a current of N<2>and stored at -20 °C.
Ejemplo 3. Extracción de licopeno a partir de piel de tomateExample 3. Extraction of lycopene from tomato skin
El procedimiento de extracción de licopeno a partir de piel de tomate, seca y triturada, así como los productos obtenidos, son similares a los descritos en el ejemplo 2 para muestras de pulpa de tomate. La relación muestra:disolución de equilibrio hidroorgánica:bioSUPRAS recomendada es 1:9:4.5 (p/v/v) en este caso. The procedure for extracting lycopene from dried and crushed tomato skin, as well as the products obtained, are similar to those described in example 2 for tomato pulp samples. The recommended sample:hydroorganic balance solution:bioSUPRAS ratio is 1:9:4.5 (w/v/v) in this case.
A partir de estos ejemplos y lo descrito con anterioridad se puede decir que el procedimiento para la obtención de licopeno a partir de residuos de tomate objeto de la presente invención comprende las siguientes etapas: From these examples and what has been described previously, it can be said that the procedure for obtaining lycopene from tomato waste that is the object of the present invention comprises the following steps:
a) disolver una biomolécula anfifílica en un disolvente orgánico polar y adicionar agua, en una proporción de cada componente en la mezcla comprendida entre 1:1.1:20 y 1:11:10 (g:mL:mL). a) dissolve an amphiphilic biomolecule in a polar organic solvent and add water, in a proportion of each component in the mixture between 1:1.1:20 and 1:11:10 (g:mL:mL).
b) centrifugar la mezcla obtenida en a), a al menos 2,500 rpm durante 5 min, obteniendo una fase hidro-orgánica y un biodisolvente supramolecular o bioSUPRAS, b) centrifuge the mixture obtained in a), at least 2,500 rpm for 5 min, obtaining a hydro-organic phase and a supramolecular biosolvent or bioSUPRAS,
c) separar las dos fases obtenidas en la etapa b) c) separate the two phases obtained in step b)
d) mezclar la muestra con la fase hidro-orgánica y el bioSUPRAS obtenidos en la etapa b) en una relación comprendida entre 1:7:1.8 y 1:9:4.5 (g:mL:mL), d) mix the sample with the hydro-organic phase and the bioSUPRAS obtained in step b) in a ratio between 1:7:1.8 and 1:9:4.5 (g:mL:mL),
e) agitar la mezcla obtenida en d) durante 5 min a 900 rpm e) shake the mixture obtained in d) for 5 min at 900 rpm
f) centrifugar la mezcla obtenida en e) durante al menos 20 minutos a al menos 3,000 rpm, obteniendo 3 fases diferenciadas: un extracto de bioSUPRAS, una fase hidro-orgánica intermedia y un residuo sólido del tomate. f) centrifuge the mixture obtained in e) for at least 20 minutes at at least 3,000 rpm, obtaining 3 differentiated phases: a bioSUPRAS extract, an intermediate hydro-organic phase and a solid tomato residue.
g) cristalizar el licopeno a partir del extracto de bioSUPRAS para obtener una formulación que contenga concentraciones comprendidas entre el 10 y el 25%. g) crystallize lycopene from the bioSUPRAS extract to obtain a formulation containing concentrations between 10 and 25%.
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| ES202130656A ES2932558B2 (en) | 2021-07-13 | 2021-07-13 | PROCEDURE FOR OBTAINING LYCOPENE FROM TOMATO BY-PRODUCTS BASED ON THE USE OF SUPRAMOLECULAR BIODSOLVENTS |
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2021
- 2021-07-13 ES ES202130656A patent/ES2932558B2/en active Active
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2932558 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20230120 |
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Ref document number: 2932558 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B2 Effective date: 20240216 |