PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE AMINOÁCIDOS LIBRES DE INTERÉS A PARTIR DE HARINAS DE LEGUMINOSAS.

Procedimiento de obtención de aminoácidos libres de interés a partir de harinas de leguminosas.

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de aminoácidos libres a partir de harinas de leguminosas

, preferiblemente de garbanzos, que comprende las etapas de extracción, nanofiltrado, purificación mediante resinas de intercambio iónico y concentración del producto final. Este método es útil para obtener aminoácidos de interés tales como la arginina, homoarginina o canavanina, dependiendo del material de partida.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201430389.

Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ALAIZ BARRAGAN,MANUEL SANTIAGO, VIOQUE PEÑA,JAVIER, GIRON CALLE,Julio, MEGÍAS BAEZA,Cristina, CORTÉS GIRALDO,Isabel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > ALIMENTOS O PRODUCTOS ALIMENTICIOS; SU TRATAMIENTO,... > ALIMENTOS, PRODUCTOS ALIMENTICIOS O BEBIDAS NO ALCOHOLICAS... > Alimentos o productos alimenticios; Su preparación... > A23L1/20 (Tratamiento de leguminosas, es decir frutos de plantas leguminosas, para la obtención de alimentos para animales o para las personas; Preparación de productos a partir de leguminosas; Medios químicos para acelerar la cocción de estos alimentos, p. ej. tratamiento con fosfatos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que contienen grupos amino... > C07C227/40 (Separación; Purificación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > QUIMICA ORGANICA > COMPUESTOS ACICLICOS O CARBOCICLICOS (compuestos... > Preparación de compuestos que contienen grupos amino... > C07C227/28 (a partir de productos naturales)

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Fragmento de la descripción:

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Procedimiento de obtención de aminoácidos libres de interés a partir de harinas de leguminosas

La presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de aminoácidos libres a partir de harinas de leguminosas, preferiblemente de garbanzos y de otras leguminosas muy ricas en aminoácidos libres como los g. Vicia y Lathyrus, que permite obtener de forma sencilla aminoácidos de interés como arginina, homoarginina o canavanina.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Los aminoácidos libres tienen múltiples aplicaciones hoy día tanto en la industria alimentaria como en la farmacéutica. Se usan como suplementos nutricionales y también como saborizantes en el caso del glutámico. Pero también muchos tienen propiedades promotoras de la salud y se ha sugerido su uso para el tratamiento de diversas enfermedades.

En las leguminosas los aminoácidos libres se encuentran entre los compuestos secundarios más abundantes. Pueden clasificarse en proteicos y no proteicos. En el primer grupo están los veinte aminoácidos que forman parte de las proteínas. En el segundo están los aminoácidos descritos hasta la fecha (más de 240) , que no forman parte de las proteínas. Por su interés alimentario y farmacológico, los aminoácidos arginina, canavanina, homoarginina y ácido glutámico son en principio los de mayor interés, en especial arginina, canavanina y homoarginina, por su implicación conjunta en la síntesis de óxido nítrico (NO) , y su abundancia y predominio en el garbanzo y otras legumbres de los géneros Vicia y Lathr y us.

Los procesos de extracción de aminoácidos libres de interés a partir de material vegetal son conocidos desde hace tiempo tal y como describe el documento GB1377675, aunque es necesario mejorar el rendimiento y minimizar el uso de disolventes orgánicos y ácidos fuertes como el sulfúrico para reducir su impacto sobre el medio ambiente y la salud humana y animal.

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El proceso de purificación de la arginina y otros aminoácidos que se realiza en la actualidad, se lleva a cabo a partir de la fermentación de microorganismos como por ejemplo se describe en el documento US 4, 080, 137. Estos procedimientos conllevan la manipulación de seres vivos y el uso de reactores de fermentación que implican la necesidad de controles mucho más estrictos, complicados y costosos.

Por tanto, es de gran interés desarrollar procesos de obtención de aminoácidos libres que sean sencillos y eficientes y con una materia prima de fácil obtención y en los que se minimicen los costes de producción

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

En la presente invención, gracias a una combinación única de diversos procesos o etapas, se aprovechan las diversas propiedades físicas y químicas del material de partida (la harina de las leguminosas) , de los diferentes compuestos presentes en estas harinas y del producto final (los aminoácidos) para la purificación de estos aminoácidos y la generación de fracciones de interés en alimentación y farmacia. Para ello se describe un procedimiento de purificación de compuestos y fracciones considerando sus distintas solubilidades según el pH (extracción alcalina, precipitación ácida) , sus distintas solubilidades según el porcentaje de etanol en la solución (precipitación o cristalización) , según el diferente tamaño de sus moléculas (nanofiltración) y según sus afinidades químicas por soportes sólidos (resinas de intercambio iónico) . A diferencia de otros procedimientos, que parten de materiales iniciales mucho menos heterogéneos y complejos, hay que considerar la complejidad composicional de las harinas de las leguminosas a partir de las cuales se extraen y purifican los aminoácidos libres mencionados en la invención. Complejidad manifiesta en la diversidad de compuestos de características químicas (solubilidad, etc) y físicas (tamaño, etc) muy dispares y donde además los aminoácidos libres son una fracción minoritaria en comparación con compuestos como proteínas, fibra o carbohidratos. Sin embargo, esta complejidad del material de partida hace que el procedimiento descrito presente otra ventaja añadida en comparación con otros relacionados y es la generación durante su desarrollo, gracias a la combinación única de diversos procesos, de subproductos que constituyen, además de los aminoácidos puros, otras P201430389

fracciones con interés en alimentación o farmaceútico y que se pueden explotar porque el material de partida son matrices alimenticias (harinas comestibles) .

En la presente invención se describe un procedimiento de producción de aminoácidos libres a partir de material vegetal que es económicamente más ventajosa en comparación con la producción mediante fermentación. Los costes de reactivos son despreciables. El material fungible, resinas de intercambio iónico y nanomembranas, son baratas y reutilizables. La maquinaria necesaria es muy simple y en parte ya está presente en una planta de obtención de concentrados proteicos, como por ejemplo los tanques de extracción, las centrífugas, los concentradores y los atomizadores. En conclusión, los costes de producción son despreciables en comparación con el valor añadido de los productos obtenidos.

Por otro lado, el proceso de purificación de la arginina y otros aminoácidos es comparablemente mucho más simple a como se realiza a partir de la fermentación de microorganismos. Esto implica la manipulación de seres vivos y el uso de reactores de fermentación que implican la necesidad de controles mucho más estrictos, complicados y costosos.

Por otro lado, además las fracciones ricas en componentes bioactivos que se generan durante el procedimiento de purificación de los aminoácidos libres presentan un valor añadido al proceso. Tal sería el caso de un concentrado proteico rico en isoflavonas, un nanoretenido rico en polifenoles, un nanofiltrado rico en aminoácidos libres y azucares, los lavados con agua de la resina ricos en azúcares y los lavados con amoniaco de la resina ricos en aminoácidos libres.

El proceso de aprovechamiento de la harina de garbanzo y otras legumbres es viable y rentable económicamente tanto en la industria alimentaria para la producción de extractos bioactivos, como en la farmacéutica para la producción y purificación de aminoácidos como la arginina. Además, se incrementan los rendimientos y márgenes de beneficios de este proceso extendiendo su aplicación a harinas de otras legumbres más ricas en aminoácidos libres y con mayores riquezas en algunos aminoácidos en particular, tanto en especies silvestres como cultivadas de los géneros Vicia (aminoácido canavanina) y Lathyrus (aminoácido homoarginina) .

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En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de obtención de aminoácidos libres a partir de harina de leguminosas que comprende las siguientes etapas:

a) extracción de la harina de leguminosas;

b) nanofiltración del extracto acuoso obtenido en la anterior etapa;

c) purificación mediante resinas de intercambio iónico del nanofiltrado obtenido en la anterior etapa y d) concentración y purificación del producto obtenido en la anterior etapa.

En una realización preferida, la leguminosa se selecciona de los géneros Vicia y Lathyrus.

En otra realización preferida, la leguminosa se selecciona de entre garbanzos, guisantes, judías, habas, alfalfa, lentejas, altramuces, cacahuetes, soja.

En una realización preferida, la extracción es ácida.

En otra realización preferida, la extracción es básica, seguida de una precipitación ácida resultando en la obtención de un concentrado rico en agliconas de isoflavonas.

En otra realización preferida, la nanofiltración... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de obtención de aminoácidos libres a partir de harina de leguminosas que comprende las siguientes etapas:

a) extracción de la harina de leguminosas;

b) nanofiltración del extracto acuoso obtenido en la anterior etapa;

c) purificación mediante resinas de intercambio iónico del nanofiltrado obtenido en la anterior etapa y d) concentración y purificación del producto obtenido en la anterior etapa.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde la leguminosa se selecciona de los géneros Vicia y Lathyrus.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, donde la leguminosa se selecciona de entre garbanzos, guisantes, judías, habas, alfalfa, lentejas, altramuces,

cacahuetes, soja.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 extracción es ácida.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 extracción es básica, seguida de una precipitación ácida.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones

a 3 en el que la a 3 en el que la 1 a 5 donde la nanofiltración de la etapa (b) se lleva a cabo con membranas que permiten el paso de moléculas con tamaño menor de 200 Da.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 donde la purificación de la etapa (c) se lleva a cabo mediante adsorción ácida a una resina catiónica y posterior desorción de ésta a pH básico.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 donde la concentración y purificación de la etapa (d) se realiza por precipitación.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 donde la concentración y purificación de la etapa (d) se realiza por cristalización.