MX2014009228A - Proceso para producir maltitol solido a partir de almidon. - Google Patents

Abstract

La presente invención se relaciona con un proceso para preparar maltitol solidificado o cristalino. El proceso comprende las etapas sucesivas de licuación de una leche de almidón y sacarificación de la leche de almidón licuada en presencia de alfa-amilasa, beta-amilasa y una enzima desramificante seleccionada del grupo de pululanasa, iso-amilasa y mezclas de estas, preferentemente, pululanasa y agregar, además, alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa para obtener un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca, seguido del tamizado molecular del jarabe que contiene maltosa para obtener una fracción (A) que comprende al menos 95 de maltosa con base en la sustancia seca de la fracción (A) e hidrogenar, además, catalíticamente, la fracción (A) para obtener un producto (B) líquido enriquecido con maltitol. Finalmente, el producto líquido enriquecido se solidifica o cristaliza para preparar un maltitol solidificado o cristalino.

Description

PROCESO PARA PRODUCIR MALTITOL SOLIDO A PARTIR DE ALMIDON CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un proceso para preparar maltitol solidificado o cristalino.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Se conocen métodos que permiten producir maltitol cristalino .

La patente de los EE . UU. núm. 5,873,943 proporciona un proceso económico ventajoso para fabricar maltitol cristalino. El proceso usa un producto que tiene una pureza de 81 a 90 % de maltosa como materia prima. El jarabe se hidrogena y se somete, después, a una separación cromatográfica que produce una solución acuosa de maltitol que tiene una pureza de 94 a 99.9 % de maltitol. Después, la solución acuosa se cristaliza en presencia de un cristal semilla .

La patente europea núm. EP 1 656 388 se relaciona con un proceso para preparar productos enriquecidos con maltitol, y el proceso consiste en fraccionar, cromatográficamente , un jarabe de maltosa para después hidrogenarlo en un producto líquido enriquecido con maltitol y solidificar o cristalizar, opcionalmente, el maltitol. El maltitol líquido, sólido y cristalino de diferentes purezas puede obtenerse con un solo proceso. ref . :249877 La patente WO 2008/029033 se relaciona con un método para obtener un jarabe con un contenido alto de maltitol, y la invención es, más particularmente, aplicable en el campo de la industria de agroalimentos .

Persiste la necesidad de contar con un proceso que proporcione un jarabe rico en maltitol y contenido bajo de DPI hidrogenado y contenido bajo de DP3 hidrogenado.

SUMARIO DE LA INVENCION La presente invención se relaciona con un proceso para preparar un maltitol solidificado o cristalino; el proceso comprende las etapas sucesivas de: a) llevar a cabo la licuación de una leche de almidón, b) llevar a cabo la sacarificación de la leche de almidón licuada en presencia de alfa-amilasa y beta-amilasa y una enzima desramificante seleccionada del grupo de pululanasa, iso-amilasa y mezclas de estas, c) agregar, además, alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa para obtener un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca, y después, opcionalmente , desmineralizar el jarabe que contiene maltosa, d) realizar el tamizado molecular del jarabe que contiene maltosa para obtener una fracción (A) que comprende al menos 95 % de maltosa con base en la sustancia seca de la fracción (A) , e) hidrogenar, catalíticamente, la fracción (A) para obtener un producto (B) líquido enriquecido con maltitol, f) aumentar la sustancia seca del producto (B) líquido enriquecido con maltitol, g) solidificar o cristalizar el producto líquido enriquecido con maltitol para preparar un maltitol solidificado o cristalino, en donde, en la etapa b) , la sacarificación tiene lugar en presencia de la cantidad residual de alfa-amilasa aplicada en la licuación de la etapa a) , preferentemente, en presencia de 1 % a 4 % de actividad residual de la cantidad total de alfa-amilasa aplicada en la licuación.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCON La presente invención se relaciona con un proceso para preparar un maltitol solidificado o cristalino; el proceso comprende las etapas sucesivas de: a) llevar a cabo la licuación de una leche de almidón, b) llevar a cabo la sacarificación de la leche de almidón licuada en presencia de alfa-amilasa y beta-amilasa y una enzima desramificante seleccionada del grupo de pululanasa, iso-amilasa y mezclas de estas, c) agregar, además, alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa para obtener un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca, y después, opcionalmente, desmineralizar el jarabe que contiene maltosa, d) realizar el tamizado molecular del jarabe que contiene maltosa para obtener una fracción (A) que comprende al menos 95 % de maltosa con base en la sustancia seca de la fracción (A) , e) hidrogenar, catalíticamente, la fracción (A) para obtener un producto (B) líquido enriquecido con maltitol, f) aumentar la sustancia seca del producto (B) líquido enriquecido con maltitol, g) solidificar o cristalizar el producto líquido enriquecido para preparar un maltitol solidificado o cristalino, en donde, en la etapa b) , la sacarificación tiene lugar en presencia de la cantidad residual de alfa-amilasa aplicada en la licuación de la etapa a) , preferentemente, en presencia de 1 % a 4 % de actividad residual de la cantidad total de alfa-amilasa aplicada en la licuación.

La licuación se lleva a cabo en presencia de alfa-amilasa .

La licuación y sacarificación del almidón puede realizarse de varias maneras, pero la presente invención demuestra que combinar la licuación con una etapa específica de sacarificación permite obtener un jarabe de maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa (= DP2) con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa (= DPI) con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca y, preferentemente, que comprende menos de 10 % de DP3 , con mayor preferencia, que comprende menos de 10 % de oligosacáridos que tienen un grado de polimerización de 3 o más (= DP3+) .

La licuación se realiza sobre almidón de cualquier origen botánico. Por ejemplo, este puede tener como origen trigo, maíz o papa.

La licuación debe considerarse como una hidrólisis controlada de leche de almidón, preferentemente, en presencia de enzimas, tales como alfa-amilasa, y para obtener una leche de almidón licuada con un grado bajo de conversión. Por lo tanto, las condiciones de temperatura, pH, enzimas (tipo y concentración) se seleccionan para que sea posible obtener un DE (= equivalente de dextrosa) no mayor que 6, preferentemente, de 4 a 5.

Preferentemente, la licuación se lleva a cabo en tres etapas; la primera etapa consiste en calentar la leche de almidón a una temperatura en el intervalo de 105 a 108 °C y en presencia de una alfa-amilasa termoestable durante algunos minutos, típicamente, de 8 a 15 minutos y no más de 20 minutos. La segunda etapa consiste en calentar la leche de almidón tratada de este modo a una temperatura en el intervalo de 140 a 160 °C, preferentemente, en el intervalo de 145-155 °C durante algunos minutos, por un período de tiempo de 5 a 8 minutos, pero no más de 20 minutos. Después de enfriar a una temperatura de aproximadamente 95 a 100 °C, se agrega una segunda dosis pequeña de alfa-amilasa, y la licuación continúa durante otros 30 a 50 minutos y se reajusta, de este modo, para lograr una suspensión acuosa de almidón con un DE de 4 a 6, preferentemente, de 4 a 5.

La licuación de conformidad con la presente invención permite preparar un DE de 4 a 6, preferentemente, de 4 a 5, en donde previamente se hace un ajuste fino de la composición de los oligosacáridos (DPn) para la sacarificación posterior.

Terminada la etapa de licuación, se realiza una inhibición controlada para que solo se lleve a cabo una inhibición parcial de la alfa-amilasa y se mantenga una cantidad residual de alfa-amilasa en la etapa de sacarificación posterior. Preferentemente, la inhibición parcial se realiza a un pH de 3.5 a 4 a una temperatura no mayor que 100 °C. Preferentemente, la inhibición parcial tiene lugar durante un período de tiempo de 1 a 10 minutos. La alfa-amilasa residual (que permanece activa) se usa después en la etapa posterior de sacarificación. Preferentemente, la alfa-amilasa residual corresponde a un porcentaje de 5 a 15 % de la cantidad total agregada en la segunda dosis de la licuación. Finalmente, la alfa-amilasa residual corresponde a un porcentaje de 7 % a 12 % de la cantidad total agregada en la segunda dosis de la licuación.

En comparación con la cantidad total real de alfa-amilasa agregada durante la licuación (= dosis 1 + segunda dosis) , esto corresponde a un porcentaje de 1 % a 4 %, preferentemente, de 1.4 % a 3 % de actividad residual de la cantidad total de alfa-amilasa .

Preferentemente, la sacarificación de la leche de almidón licuada se lleva a cabo en presencia de alfa-amilasa y beta-amilasa, y pululanasa como enzima desramificante, en donde la sacarificación tiene lugar en presencia de una cantidad residual de la alfa-amilasa aplicada en la licuación de la etapa a) , en presencia de 1 % a 4 % o en presencia de 1.4 % a 3 % de actividad residual de la cantidad total de alfa-amilasa aplicada en la licuación.

Después, se continúa con la sacarificación al agregar una beta-amilasa y una enzima desramificante seleccionada del grupo de pululanasa, iso-amilasa y mezclas de estas. Preferentemente, se agrega pululanasa. El agregado de una enzima desramificante permite hidrolizar los enlaces 1,6 y reducir, de este modo, la cantidad de oligosacáridos altamente ramificados. Preferentemente, la relación de beta-amilasa con respecto a la enzima desramificante es de 1:1 a 1:4. Preferentemente, la relación entre la beta-amilasa y la pululanasa es de 1:1 a 1:4. Las relaciones de 1:1 a 1:5 o incluso de hasta 1:10 son parte de la invención. Preferentemente, al aplicar la pululanasa como enzima desramificante, la relación entre la beta-amilasa y la pululanasa es de 1:2 a 1:4 y, preferentemente, se aplica el límite superior más alto de 1:3 a 1:4.

La alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa se agrega a la leche de almidón tratada hasta entonces, cuando ha transcurrido de aproximadamente 20 % a 50 % del tiempo total de sacarificación, preferentemente, cuando ha transcurrido de aproximadamente 25 a 35 %, preferentemente, de aproximadamente 25 % a 30 % del tiempo total de sacarificación. La alfa-amilasa maltogénica es una exoenzima que es responsable de la exohidrólisis de los enlaces 1,4 alfa glucosídicos. La iso-amilasa es una enzima desramificante que hidroliza los enlaces 1,6 y reduce la cantidad de los productos de reversión.

En un proceso típico, el tiempo total de sacarificación es de aproximadamente 16 a 30 horas, preferentemente, de 20 a 24 horas, y la alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa se agrega después de 7 a 8 horas de tiempo de sacarificación.

Se continúa con la sacarificación de este modo hasta que se obtiene un jarabe rico en maltosa que contiene al menos 85 % de maltosa (al menos 87 %, al menos 89 %, al menos 90 %) con base en materia seca, y menos de 1.5 % de glucosa, con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca.

Con mayor preferencia, la sacarificación se realiza para que se obtenga un jarabe rico en maltosa de manera que este contenga al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca y menos de 10 % de DP3 o menos de 10 % de polímeros que tienen un grado de polimerización de 3 o más (= DP3+) , con base en materia seca, preferentemente, menos de 5 % de DP3+. Aún con mayor preferencia, los polímeros que tienen un grado de polimerización mayor que 3 son insignificantes, y la cantidad de polímeros que tienen un grado de polimerización de 3 es menor que 5 %, con mayor preferencia, menor que 3 %, con la máxima preferencia, menor que 1 % con base en materia seca del jarabe.

Finalmente, más cerca del final de la etapa de sacarificación, se agrega una cantidad adicional de alfa-amilasa. Esta cantidad mínima específica puede mejorar, además, el proceso corriente abajo posterior. La alfa-amilasa se agrega cuando ha transcurrido de aproximadamente 70 a 85 % del tiempo total de sacarificación, preferentemente, cuando ha transcurrido de aproximadamente 80 a 83 % del tiempo total de sacarificación.

El proceso de la presente invención permite obtener un producto con un contenido muy alto (= al menos 85 %, al menos 87 %, al menos 89 %, al menos 90 %) de maltosa mientras que el contenido de glucosa es menor que 1.5 %, con una cantidad baja de DP3 y en donde se reduce la presencia de oligosacáridos de cadena larga. La composición de los DPn es diferente de la composición que se obtiene, usualmente, después de la licuación y la sacarificación. Particularmente, el uso de la alfa-amilasa residual en la etapa posterior de sacarificación y el agregado adicional de alfa-amilasa hacia el final de la sacarificación contribuye a modificar la composición de la fracción de DPn (oligosacáridos) .

El jarabe sacarificado obtenido de este modo se puede purificar de conformidad con los procesos de desmineralización conocidos, tales como mediante la aplicación de resinas de intercambio iónico. Alternativamente, el jarabe sacarificado se puede filtrar por filtración con precapa o por microfiltración sobre membranas seguida, posteriormente, de desmineralización.

Hasta ahora se han obtenido jarabes con contenido alto de maltosa (hasta 80 %) con cantidad baja de glucosa, así como de contenido muy alto de maltosa (hasta 90 %) con una cantidad significativa de glucosa residual (de 5 a 7 %) . La presente invención ha demostrado que al aplicar la licuación de conformidad con el presente proceso y combinarla con la etapa de sacarificación según se reivindica en la presente invención, es factible obtener, sorprendentemente, jarabes de maltosa con un contenido muy alto de maltosa (al menos 85 %) y cantidades bajas de glucosa (menos de 1.5 %) . Finalmente, además, el contenido de DP3 es bajo, menor que 10 %, preferentemente, menor que 5 %. Además, la fracción de DPn que comienza con DP4 tiene una composición significativamente diferente para que se reduzca la cantidad de oligosacáridos de cadena larga. Esta composición modificada hace que el producto final de la presente invención sea más estable y un mejor precursor para la producción de maltitol por hidrogenación . En las mismas condiciones de hidrogenación, se puede reducir significativamente el tiempo de la etapa de hidrogenación o se puede requerir menos cantidad de catalizador .

El jarabe que contiene maltosa obtenido después de la sacarificación se somete a una etapa de tamizado molecular. Esta tamización molecular puede ser una etapa de separación sobre membrana o un fraccionamiento cromatográfico . En el proceso de conformidad con la invención, es posible usar, en la etapa de separación sobre membranas, una etapa de nanofiltración sobre membranas. Las membranas con diámetros diferentes de poro están comercialmente disponibles y se describen en varias solicitudes de patentes .

El f accionamiento cromatográfico se lleva a cabo ya sea de manera continua o discontinua (lecho móvil simulado) , sobre materiales adsorbentes, tales como resinas iónicas, o zeolitas, preferentemente, se aplican resinas catiónicas. Preferentemente, las resinas catiónicas se cargan con iones alcalinos o alcalinotérreos , con mayor preferencia, con la ayuda de iones de sodio.

Al aplicar condiciones iguales o similares en el fraccionamiento cromatográfico, con respecto al diseño de columna, tipo de resina, temperatura del material de alimentación, régimen de flujo, materia seca del material de alimentación y similares, como se usa para el fraccionamiento cromatográfico de productos en la patente europea núm. EP 1 656 388, el rendimiento de la fracción enriquecida en maltosa se incrementa con al menos 5 %, preferentemente, al menos 10 %. El rendimiento se calcula como la cantidad de fracción enriquecida en maltosa multiplicada por la materia seca de la fracción y dividida entre la alimentación multiplicada por la materia seca del material de alimentación, y el resultado se multiplica por 100 para expresarlo como porcentaje.

Esto significa que al obtener un jarabe que contiene maltosa con un contenido muy alto de maltosa (al menos 85 %, al menos 87 %, al menos 89 %, al menos 90 %) y cantidades bajas de glucosa (menos de 1.5 %) y, finalmente, además, con un contenido de DP3 menor que 10 %, preferentemente, menor que 5 %, el rendimiento del fraccionamiento cromatográfico posterior se incrementa con al menos 5 %, preferentemente, al menos 10 %.

La presente invención se relaciona, además, con el uso de un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca y menos de 10 % de DP3 con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca para incrementar el rendimiento de un fraccionamiento cromatográf ico con al menos 5 %, preferentemente, al menos 10 %.

La invención se relaciona con un método para incrementar el rendimiento de un fraccionamiento cromatográfico de jarabes que contienen maltosa al aplicar un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca y menos de 10 % de DP3 con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca.

La fracción (A) obtenida de esta manera que comprende al menos 95 % de maltosa, preferentemente, al menos 96 %, preferentemente, al menos 97 %, con mayor preferencia, al menos 98 %, con base en la sustancia seca de la fracción (A), se hidrogena en presencia de catalizadores de hidrogenación . Se usa, preferentemente, un catalizador a base de níquel Raney como catalizador de hidrogenación.

Cualquier condición de hidrogenación puede ser adecuada siempre que no se produzca la descomposición de la maltosa. Usualmente, la etapa de hidrogenación se lleva a cabo a una presión de gas hidrógeno de al menos 1 MPa (10 bar) , preferentemente, de 3 a 20 MPa (de 30 a 200 bar) y a una temperatura de 90 a 150 °C para que la hidrogenación continúe hasta que se detenga la absorción del gas hidrógeno.

El jarabe de alimentación = fracción (A) se puede usar a una sustancia seca de al menos 50 %; se agrega el catalizador de níquel activado, y la hidrogenación tiene lugar a una temperatura de hasta 135 °C y una presión de hidrógeno de al menos 4 MPa (40 bar) . Al aplicar la fracción (A) que comprende al menos 95 % de maltosa y que puede obtenerse por el proceso de la presente invención, la cantidad de catalizador de níquel activado en la etapa de hidrogenación se puede reducir al menos 5 %, preferentemente, al menos 10 %. Usualmente, (ver la patente europea núm. EP 1 656 388) el catalizador de níquel activado se agrega en una cantidad de 4 % sobre la materia seca del jarabe de alimentación. En la presente invención, el catalizador de níquel activado se agrega en una cantidad de 3.6 % sobre la materia seca del jarabe de alimentación (A) . Preferentemente, el cambio de la composición de la fracción de DPn (oligosacáridos) tiene un efecto benéfico en la hidrogenación.

La presente invención se relaciona con el uso de un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca y menos de 10 % de DP3 con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa, con base en materia seca, para disminuir la cantidad de catalizador, preferentemente, níquel activado, en la etapa de hidrogenación, al menos 5 %, preferentemente, al menos 10 %.

La invención se relaciona con un método para disminuir la cantidad de catalizador, preferentemente, catalizador de níquel activado, en la hidrogenación de jarabes que contienen maltosa al aplicar un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca y menos de 10 % de DP3 con base en materia seca, preferentemente, menos de 1 % de glucosa con base en materia seca.

Después de la finalización de la absorción de gas hidrógeno, por ejemplo, después de aproximadamente 3 horas de hidrogenación, se elimina el catalizador de hidrogenación (=catalizador de níquel activado) del producto (B) líquido de maltitol resultante. Este jarabe se puede decolorar y/o desionizar, además, con carbono activado o resinas de intercambio iónico y/o resinas pulidoras.

Después de obtener el producto (B) líquido de maltitol, la materia seca se incrementa por medios convencionales, y el producto se puede solidificar o cristalizar posteriormente.

En un ejemplo típico de cristalización, se realizan las siguientes etapas: g) cristalizar el producto (B) a través de una o más etapas de cristalización para obtener un producto intermedio (C) de maltitol cristalino y un coproducto (D) de maltitol líquido, en donde el producto intermedio (C) tiene una sustancia seca de al menos 93 % y comprende al menos 97 % de maltitol con base en la sustancia seca; h) secar el producto intermedio (C) de maltitol cristalino para obtener un producto (E) de maltitol cristalino de al menos 98.5 % de sustancia seca y que comprende al menos 97 % de maltitol con base en la sustancia seca.

El coproducto (D) líquido de maltitol contiene al menos 70 %, preferentemente, 72 % de maltitol con base en la sustancia seca. El producto (D) se puede cristalizar nuevamente para aumentar la pureza.

Después de incrementar la sustancia seca del producto (B) líquido de maltitol por encima de 50 %, preferentemente, por encima de 60 %, con mayor preferencia, por encima de 80 %, el jarabe se cristaliza para obtener un producto intermedio (C) cristalino y un coproducto (D) líquido.

El jarabe se concentra a una concentración mayor que 85 % de sólidos secos. Se aplica una velocidad de enfriamiento específica, y la cristalización se induce por agitación. Los cristales obtenidos se cristalizan nuevamente, preferentemente, para aumentar la pureza de los cristales por encima del 99 %, preferentemente, 99.5 %. El producto intermedio (C) cristalino se convierte, después, en el producto (E) final de maltitol cristalino mediante secado adicional seguido, eventualmente , por el tamizado y el envasado.

La recuperación de productos enriquecidos con maltitol puede incrementarse ya sea por cristalización del licor madre (coproducto (D) ) o por fraccionamiento cromatográf ico del licor madre (coproducto (D) ) . Preferentemente, la calidad del coproducto (D) líquido se mejora, además, mediante una etapa cromatográf ica en virtud de la cual las condiciones de proceso se seleccionan para convertir el coproducto (D) líquido en la fracción ( F) enriquecida en maltitol .

La sustancia seca de la f racción ( F) se puede incrementar para obtener un j arabe enriquecido con maltitol que puede usarse como tal . Además , la fracción ( F) se puede sol idif icar y/o cristal izar .

La presente invención se relaciona, además, con la solidificación de maltitol, la cual comprende las siguientes etapas : a) cargar polvo de maltitol en una canasta de lecho fluido, b) que tiene una temperatura de entrada de aire mayor que 80 °C, c) agregar en la canasta de alimentación de lecho fluido como fluido un jarabe de maltitol con un contenido sólido de 70 %, d) rociar por la tobera el f luido de malt itol sobre el polvo de maltitol para obtener un producto granulado , e) secar el producto granulado para obtener un producto granulado seco con un contenido de humedad menor que 1 % , pref erentemente , menor que 0 . 5 % , f ) moler el producto granulado seco para obtener un producto sól ido , g) reciclar, opcionalmente , el producto sólido en la etapa a) hasta obtener en la etapa f) un producto sólido con un contenido de maltitol de 95 I a 98 ¾, preferentemente, de 95 % a 97 %, con mayor preferencia, de 95.5 % a 96.5 %.

Preferentemente, el fluido se rocía a través de una tobera multicabezal .

El secado del producto requiere de aproximadamente 15 a 40 minutos y depende de la cantidad de fluido.

La molienda puede llevarse a cabo en cualquier tipo de molino .

La presente invención puede proporcionar un maltitol solidificado con un contenido de humedad menor que 0.5 % y un contenido de maltitol de 95 % a 98 % y el resto es de 0.5 -2 % p/p de sorbitol, de 0.5 - 3 ¾ p/p de DP3 y de 0.2 a 0.5 % p/p de DP4.

A continuación, la invención se ilustrará en la forma de los siguientes ejemplos.

EJEMPLOS Ejemplo 1 Licuación Se licuó una suspensión acuosa de almidón con un contenido de materia seca de entre 27-35 % de ds (es materia seca) después de ajustar el pH a 5.8 (±1) y después de una dosis de 0.08-0.1 % de alfa-amilasa (Spezyme (Genencor) ) mediante el uso de un elemento de cocción por chorros de vapor a 108 °C. Después de 8 a 15 minutos, la temperatura de pastificación se redujo a 100 °C por proceso atmosférico rápido y, después, la suspensión acuosa se envió a un segundo chorro a 152 °C. Después de 5 a 8 minutos de preparación de la pasta, la suspensión acuosa se enfrió a 100 °C y se agregó una segunda dosis (0.025 %) de la misma alfa-amilasa, y esta cantidad se reajusta para alcanzar un DE de 4-6 (objetivo: 4.5) .

Después de 30 a 50 minutos de reacción en la columna agitada a 100 °C, el pH del licuado se ajustó a 3-4 (objetivo: 3.5-4) a 100 °C por un máximo de 10 minutos para inhibir parte de la alfa-amilasa . Después de este tratamiento, se mantuvo de 7 a 10 % de la alfa-amilasa agregada como segunda dosis.

Ejemplo 2 Sacarificación - Receta 1 Se usó el producto del Ejemplo 1. La sacarificación comenzó a un pH de 4.8-5.0 en presencia de alfa-amilasa residual y 0.1 % de beta-amilasa (Optimalt BBA (Genencor) ) y 0.4 % de pululanasa (Promozyme D2 (Novozyme) ) . Después de 7- 8 h de reacción, se agregó 0.02 % de alfa-amilasa maltogénica (Maltogenase (Novozyme) ) .

Al menos 4 horas antes de descargar el sacarificador, se agregó de 0.1-0.2 % de alfa-amilasa (Liquozyme X (Novozyme)). Después de un tiempo total de sacarificación de 24-30 h, se llegó a la siguiente composición: glucosa <1 %, maltosa (= DP2) 85-87 %, DP3 (= oligosacárido con grado de polimerización de 3) 7-10 %, DP4+ (oligosacáridos con grado de polimerización de 4 y más) < 5 %.

La purificación se lleva a cabo como la purificación de los jarabes de glucosa comunes.

Ejemplo 3 Sacarificación - Receta 2 Se usó el producto del Ejemplo 1. La sacarificación comenzó a un pH de 4.8-5.0 en presencia de alfa-amilasa residual, 0.1 % de beta-amilasa (Optimalt BBA (Genencor) ) y 0.4 % de pululanasa (Promozyme D2 (Novozyme) ) , y 0.1 % de iso-amilasa. Después de 7-8 h de reacción, se agregó 0.1 % de alfa-amilasa maltogénica (Maltogenase (Novozyme) ) .

Al menos 4 horas antes de descargar el sacarificador, se agregó 0.1-0.2 % de alfa-amilasa (Liquozyme X (Novozyme)). Después de un tiempo total de sacarificación de 24-30 h, se llegó a la siguiente composición: glucosa <1 %, maltosa (=DP2) 87-90 %, y DP3 es de 4 a 6 % .

Ejemplo 4 Fraccionamiento cromatográfico El producto (proveniente de la Receta 1) con la composición (DPI: < 1.0 % (=0.9 %) ; DP2 : 87 % (=86.9 %) ; DP3 : 7.5 % y DP4+<5 (=4.7 %) ) se concentró hasta 60 % de materia seca.

El producto concentrado se aplicó a 75 °C en un equipo cromatográfico (ISMB) con resina de intercambio iónico Dianion UBK 550 en forma de sodio para obtener una fracción enriquecida en maltosa. El producto tiene la siguiente composición (DPI: < 1.0 %; DP2 : 96-98 %; DP3 : <2 % ; DP4<1) .

Análisis de HPLC (Bio-Rad Aminex HPX-87, la columna de intercambio catiónico está en la forma de calcio, temperatura de la columna: 80 °C, Régimen de flujo del eluyente: 0.6 ml/minuto, límite de presión de la columna: 8.27 MPa (1200 psi), volumen de inyección: 20 µ??, límite de control de presión de aproximadamente 1.38 MPa (200 psi) por encima de la presión de funcionamiento normal de la columna, eluyente: agua purificada Milli-Q desgasificada, detector: refractómetro diferencial) Tabla 1 El rendimiento del producto enriquecido en maltosa es (peso total * % de ds de producto *100/ peso total * % de ds de alimentación) = 81.2 %.

Fraccionamiento cromatográfico del ejemplo comparativo 4 -ver la patente europea núm. EP 1 656 388 El producto con la composición (DPI: 1.5 %; DP2: 80.0 %; DP3 : 12.5 % y DP4+: 6 %) se concentró hasta 60 % de materia seca según se obtiene en la patente europea núm. EP 1 656 388.

El producto concentrado se aplicó a 75 °C sobre un equipo cromatográfico (ISMB) con resina de intercambio iónico Dianion UBK 550 en forma de sodio para obtener una fracción enriquecida en maltosa. El producto tiene la siguiente composición (DPI: 1.1 %; DP2 : 96 % ; DP3 : 1.7 % ; DP4+: 1.2 %) .

Se muestran detalles adicionales en la Tabla 2 Tabla 2 Resultados expresados por hora y por m3 de resina El rendimiento del producto enriquecido en maltosa es (peso total * % de ds de producto *100/ peso total * % de ds de alimentación) = 70.8 %.

Ejemplo 5 Hidrogenación Se cargó 21.6 kg (52 % de sustancia seca) de la fracción enriquecida en maltosa que tiene la composición (DPI: < 1.0 %; DP2 : 96-98 %; DP3 : <2 %; DP4<1) en un reactor de hidrogenación de acero inoxidable. El catalizador de níquel activado se agregó en una cantidad de 3.6 % con base en materia seca de la fracción enriquecida en maltosa, y la suspensión se agitó, vigorosamente, y se calentó hasta 135 °C bajo presión de hidrógeno de 4.3 MPa (43 bar). Después de 180 minutos de hidrogenación, la suspensión se enfrió a 90 °C, y el catalizador se eliminó por sedimentación y filtración. Se realizó el intercambio iónico de la solución acuosa a una temperatura de 40 °C y se pulió sobre resinas catiónicas y aniónicas y carbono granulado.

El producto obtenido tenía la siguiente composición (análisis de HPLC: Bio-Rad Aminex HPX-87, la columna de intercambio catiónico está en la forma de calcio, temperatura de la columna: 80 °C, Régimen de flujo del eluyente: 0.6 ml/minuto, límite de presión de la columna: 8.27 MPa (1200 psi) , volumen de inyección: 20 µ??, límite de control de presión de aproximadamente 1.38 MPa (200 psi) por encima de la presión de funcionamiento normal de la columna, eluyente: agua purificada Milli-Q desgasificada, detector: refractómetro diferencial) DPI hidrogenado: 1. 1 DP2 hidrogenado : 95 8 % DP3 hidrogenado : 1. 5 DP4+ hidrogenado: 1. 2 % Otros : 0. 4 Ejemplo comparativo 5 - hidrogenación - ver la patente europea núm. EP 1 656 388 Se cargó 21.6 kg (52 % de sustancia seca) de la fracción enriquecida en maltosa que tiene la composición (DPI: 1.1 % ; DP: 96 % ; DP3 : 1.7 % ; DP4+ : 1.2 %) en un reactor de hidrogenación de acero inoxidable. El catalizador de níquel activado se agregó en una cantidad de 4 % sobre la materia seca de la fracción enriquecida en maltosa, y la suspensión se agitó vigorosamente y se calentó hasta 135 °C bajo presión de hidrógeno de 4.3 MPa (43 bar) . Después de 180 minutos de hidrogenación, la suspensión se enfrió a 90 °C, y el catalizador se eliminó por sedimentación y filtración. Se realizó el intercambio iónico de la solución acuosa a una temperatura de 40 °C y se pulió sobre resinas catiónicas y aniónicas y carbono granulado. El producto obtenido tenía la siguiente composición (análisis de HPLC : Bio-Rad Aminex HPX-87, la columna de intercambio catiónico está en la forma de calcio, temperatura de la columna: 80 °C, Régimen de flujo del eluyente: 0.6 ml/minuto, límite de presión de la columna: 8.27 MPa (1200 psi), volumen de inyección: 20 µ??, límite de control de presión de aproximadamente 1.38 MPa (200 psi) mayor que la presión de funcionamiento normal de la columna, eluyente: agua purificada Milli-Q desgasificada, detector: refractómetro diferencial) DPI hidrogenado : 2.1 DP2 hidrogenado : 94 8 DP3 hidrogenado: 1. 5 % DP4+ hidrogenado: 1. 2 e. o Otros : 0. 4 g, o Ejemplo 6 - Cristalización Se evaporó 16 kg del producto de maltitol (composición: DPI: 1.1 %, DP2: 95.8 %, DP3 : 1.5 %, DP4+: 1.2 %, otros: 0.4 %) a 80 °C hasta una concentración mayor que 85 % de sólidos secos. Los cristalizadores se llenaron a 80 °C y se enfriaron a 35 °C a una velocidad de 0.83 °C por hora. Los cristalizadores estaban en agitación máxima.

Después de alcanzar un punto de temperatura definido (35 °C) , se agrega al magma 5 % en peso de agua fría (aprox. 20 °C) a fin de reducir la viscosidad para bombeo y lavado en la centrífuga.

Los cristales centrifugados se lavaron con un 15 % en peso de agua.

Los cristales lavados con una pureza de aproximadamente 98 % en peso se fundieron en agua caliente (80 °C) a una concentración mayor que 85 % de sólidos secos.

Este líquido de maltitol concentrado se alimentó en los cristalizadores secundarios. Los cristalizadores se llenaron a 80 °C y se enfriaron a 40 °C a razón de 1 °C por hora.

Los agregados de cristal se lavaron a 20 °C con un 25 % en peso de agua.

Los cristales lavados (5.33 kg) tuvieron una pureza mayor que 99.5 % con base en materia seca y una humedad de aproximadamente 3 %. (Rendimiento de la recuperación: 65 %) Los cristales se secaron, tamizaron y envasaron.

Los 9.76 kg de licor madre de la primera cristalización tuvieron una pureza de 91 % de maltitol. El licor madre se concentró hasta 85 % de sólidos secos. Los cristalizadores se llenaron a 80 °C y se enfriaron a 35 °C a razón de 0.6 °C por hora. Los cristalizadores estaban en agitación máxima. Después de alcanzar un punto de temperatura definido (35 °C) , se agrega al magma 5 % en peso de agua fría (aprox. 20 °C) a fin de reducir la viscosidad para bombeo y lavado en la centrífuga. Los agregados de cristal se lavaron a 20 °C con un 15 % en peso de agua.

Los cristales lavados con una pureza de aproximadamente 97 % de maltitol en peso se fundieron en agua caliente (80 °C) a una concentración mayor que 85 % de sólidos secos y se agregaron al cristalizador secundario.

Ejemplo 7 - Solidificación Se cargó 3 kg de maltitol cristalino (producto de Cargill) en la canasta extraíble de lecho fluido (capacidad: 5 kg) .

La temperatura de entrada de aire se fijó en 88 °C.

Se introdujo 0.9 kg de ds de maltitol líquido (composición: DPI: 1.1 %, DP2 : 95.8 %, DP3 : 1.5 %, DP4+ : 1.2 %, otros: 0.4 % a 70 % de ds) en la canasta de alimentación. El jarabe líquido se roció sobre el polvo a través de una tobera multicabezal hidroneumática .

El producto granulado se secó durante 30 minutos para alcanzar un contenido de humedad < 0.5 %.

El producto se molió en un molino Retsch SK 100.

Después, se recicló 3 kg de este producto en el lecho fluido como polvo para granularse, además, con maltitol líquido .

Se repitió el proceso de granulación/secado/molienda hasta que el contenido de maltitol en el polvo granulado fue de 96.3 %.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (9)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un proceso para preparar maltitol cristalino o solidificado, caracterizado porque comprende las etapas sucesivas de a) llevar a cabo la licuación de una leche de almidón, b) llevar a cabo la sacarificación de la leche de almidón licuada en presencia de alfa-amilasa y beta-amilasa y una enzima desramificante seleccionada del grupo de pululanasa, iso-amilasa y mezclas de estas, c) agregar, además, alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa para obtener un jarabe que contiene maltosa que comprende al menos 85 % de maltosa con base en materia seca y menos de 1.5 % de glucosa con base en materia seca, y después, opcionalmente, desmineralizar el jarabe que contiene maltosa, d) realizar el tamizado molecular del jarabe que contiene maltosa para obtener una fracción (A) que comprende al menos 95 % de maltosa con base en la sustancia seca de la fracción (A) , e) hidrogenar, catalíticamente, la fracción (A) para obtener un producto (B) líquido enriquecido con maltitol, f) aumentar la sustancia seca del producto (B) líquido enriquecido con maltitol, g) solidificar o cristalizar el producto líquido enriquecido para preparar un maltitol solidificado o cristalino, donde, en la etapa b) , la sacarificación tiene lugar en presencia de la cantidad residual de alfa-amilasa aplicada en la licuación de la etapa a) , preferentemente, en presencia de 1 % a 4 % de actividad residual de la cantidad total de alfa-amilasa aplicada en la licuación.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque a la etapa f) del proceso le siguen, además, las etapas sucesivas de: i. cristalizar el producto (B) a través de una o más etapas de cristalización para obtener el producto intermedio (C) de maltitol cristalino y el coproducto (D) de maltitol líquido, donde el producto intermedio (C) tiene una sustancia seca de al menos 93 % y comprende al menos 97 % de maltitol con base en materia seca y menos de 1 % de sorbitol con base en materia seca, y ii. secar el producto intermedio (C) de maltitol cristalino para obtener el producto (E) de maltitol cristalino de al menos 98.5 % de sustancia seca y que comprende al menos 97 % de maltitol con base en materia seca.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la tamización molecular de la etapa d) es un fraccionamiento cromatográfico .

4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la etapa b) la relación de beta-amilasa con respecto a la enzima desramificante es de 1:1 a 1:4.

5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en la etapa b) la enzima desramificante es pululanasa.

6. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque en la etapa a) la licuación tiene lugar hasta un DE no mayor que 6.

7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en la etapa c) la adición de alfa-amilasa maltogénica y/o iso-amilasa tiene lugar cuando ha transcurrido de aproximadamente 20 a 50 % del tiempo total de sacarificación.

8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque en la etapa c) se agrega una cantidad adicional de alfa-amilasa.

9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la alfa-amilasa se agrega cuando ha transcurrido de aproximadamente 70 a 85 % del tiempo total de sacarificación.