Procedimiento de secado por pulverización para producir un polvo o granulado de carnitina seco.

Procedimiento para preparar un polvo o granulado de carnitina seco a partir de un material de partida líquido quecontiene carnitina,

que comprende las etapas de

a) someter el material de partida a un procedimiento de secado para obtener un producto secado

b) mezclar el producto secado obtenido en a) con un portador y

c) recuperar un polvo o granulado de carnitina seco estableen el que el material de partida es un permeado obtenido mediante la ultrafiltración de un caldo de fermentación.

Procedimiento de secado por pulverización para producir un polvo o granulado de carnitina seco La presente invención se refiere a nuevos procedimientos para preparar un polvo o granulado de carnitina seco, que es sustancialmente puro y/o tiene pureza de calidad técnica, en particular un polvo o granulado de L-carnitina seco, a partir de un material de partida líquido que contiene carnitina, y al polvo o granulado de carnitina así producido.

La L-carnitina es una sustancia vitaminoide que está ampliamente distribuida en la naturaleza y tiene una extensa gama de aplicaciones farmacéuticas, alimentarias y para piensos. La L-carnitina representa un papel principal en el metabolismo de los ácidos grasos al transportarlos desde el citosol hasta la matriz mitocondrial para la oxidación ß. La oxidación de ácidos grasos de cadena larga como una fuente de energía es dependiente de carnitina en todos los tejidos. Mediante la administración de L-carnitina puede compensarse una producción insuficiente de L-carnitina en el cuerpo. Los efectos positivos de la L-carnitina no se dirigen solamente al metabolismo energético, sino también al sistema cardiovascular, la circulación y los sistemas muscular y nervioso del cuerpo del animal o el ser humano. Además, la L-carnitina puede usarse con otros propósitos, incluyendo la estimulación del crecimiento de levaduras y bacterias.

La demanda mundial creciente de L-carnitina ha fomentado la búsqueda de modos para sintetizarla en una forma ópticamente pura. Su síntesis química produce una mezcla racémica pero la economía del procedimiento está afectada por la costosa precipitación selectiva necesaria para el aislamiento del isómero L. Además, los rendimientos son bajos y para reducir costes es necesario recuperar y reciclar el agente de resolución. Aunque cierta parte de la L-carnitina producida actualmente implica estos métodos, hay una tendencia creciente a obtenerla mediante la biotransformación de sustratos económicos fácilmente disponibles. Una de las ventajas de la biotransformación en comparación con la síntesis química es que los procedimientos biotecnológicos son mucho más ecológicos. Las cantidades de agua residual, carbono orgánico total, sales y residuo para la incineración son todas considerablemente inferiores para la biotransformación. Se conocen varios procedimientos para la producción biotecnológica de L-carnitina.

EP 0 158 194 B1 describe un procedimiento para la generación microbiológica de L-carnitina basándose en crotonobetaína y/o 4-butirobetaína como compuestos de partida. En este procedimiento, un microorganismo que es capaz de producir L-carnitina a partir de, p. ej., 4-butirobetaína pero no puede catabolizar L-carnitina se cultiva con los compuestos de partida crotonobetaína y/o butirobetaína en presencia de un sustrato de crecimiento.

EP 0 722 500 B1 describe un procedimiento biotecnológico para la producción de L-carnitina en el que los precursores crotonobetaína y/o y-butirobetaína se fermentan en presencia de una fuente de carbono y nitrógeno adecuada por medio de un microorganismo recombinante que contiene uno o más genes que codifican las enzimas implicadas en la biosíntesis de L-carnitina.

WO 02/061094 describe un método microbiológico para producir L-carnitina basándose en ésteres de betaína como precursores, en el que en una primera etapa un éster de betaína se convierte en 4-butirobetaína mediante una hidrolasa aislada o un microorganismo que contiene tal hidrolasa y en una segunda etapa esta betaína se convierte en L-carnitina mediante un microorganismo que es capaz de convertir esta betaína en L-carnitina.

En estos procedimientos biocatalíticos de células enteras la L-carnitina producida se excreta en el medio de cultivo, es decir el caldo de fermentación a partir del cual tiene que aislarse y purificarse. Así, después de la fermentación el medio de cultivo que contiene L-carnitina tiene que someterse a varias etapas de purificación a fin de obtener Lcarnitina en una forma pura que puede procesarse adicionalmente. Habitualmente, el caldo de fermentación se somete en primer lugar a una etapa de ultrafiltración para separar la biomasa, con lo que se recupera un permeado que contiene L-carnitina. El permeado obtenido se somete a continuación a una etapa de concentración, un tratamiento con carbono activo para la decoloración, una etapa de desalinización y una vez más una etapa de concentración por la que se obtiene una solución concentrada de L-carnitina muy pura. Esta solución de L-carnitina purificada que tiene una alta pureza se somete a continuación a una etapa de secado.

Debido a su alta higroscopicidad, la sustancia L-carnitina sólida y también sus mezclas simples en polvo tienen una escasa capacidad de almacenamiento y estabilidad, en particular estabilidad cromática, lo que provoca graves problemas tales como una fluidez inadecuada durante el procesamiento adicional de la carnitina sólida pura o las mezclas en polvo que contienen carnitina en la industria de alimentos para seres humanos, piensos o fármacos. Así, a fin de reducir la higroscopicidad del producto de L-carnitina seco, la solución de L-carnitina de alta pureza obtenida después de la última etapa de concentración se somete frecuentemente a cristalización, recristalización y/o un procedimiento de secado por pulverización. Dependiendo de qué uso se pretenda para el producto de L-carnitina seco así obtenido, pueden seguir etapas de procesamiento adicionales tales como compactación, etc.

Así, en los procedimientos convencionales para la producción biotecnológica de L-carnitina, una solución de L

carnitina muy pura obtenida al aplicar una multitud de diferentes métodos de purificación al caldo de fermentación siempre se somete a cristalización o recristalización y/o una etapa de secado por pulverización a fin de obtener un producto de L-carnitina menos higroscópico o no higroscópico que posteriormente pueda almacenarse o procesarse adicionalmente de acuerdo con el uso pretendido. Sin embargo, hasta ahora estos procedimientos convencionales no proporcionan una captura directa de la L-carnitina de un medio de cultivo no purificado obtenido después de la fermentación o de un medio de cultivo prepurificado sometido solo a una purificación preliminar, p. ej. al aplicar solo una o unas pocas etapas de purificación. Estas diversas etapas de separación y purificación que se efectúan en el procesamiento posterior del caldo de fermentación que contiene L-carnitina hacen el procedimiento de producción biotecnológico total no solo laborioso y prolongado sino también costoso debido al diferente equipo técnico necesario para efectuar las diversas etapas de purificación. Así, tanto desde un punto de vista operativo como económico, el procesamiento posterior convencional del caldo de fermentación tiene varias desventajas.

Por lo tanto, el problema técnico que subyace a la presente invención es proporcionar un procedimiento para la purificación simple y eficaz de carnitina a partir de un material de partida no purificado o prepurificado que contiene carnitina, en particular un material de partida que contiene además de carnitina una pluralidad de diferentes sustancias adjuntas de bajo peso molecular, lo que por una parte permite mejorar la eficacia global y la velocidad de la purificación de carnitina a partir de ese material de partida y reducir significativamente los costes y por otra parte asegura un alto rendimiento y una alta pureza de la carnitina aislada.

La presente invención resuelve este problema técnico al proporcionar un segundo procedimiento para preparar un polvo o granulado de carnitina seco a partir de un material de partida líquido que contiene carnitina, que comprende las etapas de a) someter el material de partida a un procedimiento de secado para obtener un producto secado b) mezclar el producto secado obtenido en a) con un portador y c) recuperar un polvo o granulado de carnitina seco estable en el que el material de partida es un permeado obtenido mediante la ultrafiltración de un caldo de fermentación.

Sorprendentemente e inesperadamente, los inventores de la presente invención han encontrado que, si un caldo de fermentación prepurificado o sustancialmente no purificado derivado de un procedimiento biotecnológico para la producción de L-carnitina, en particular un permeado que contiene L-carnitina obtenido al ultrafiltrar este caldo de fermentación, se somete a un procedimiento de secado por pulverización, puede obtenerse un producto de Lcarnitina seco estable que tiene características que son muy comparables... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar un polvo o granulado de carnitina seco a partir de un material de partida líquido que contiene carnitina, que comprende las etapas de a) someter el material de partida a un procedimiento de secado para obtener un producto secado b) mezclar el producto secado obtenido en a) con un portador y

c) recuperar un polvo o granulado de carnitina seco estable en el que el material de partida es un permeado obtenido mediante la ultrafiltración de un caldo de fermentación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el producto secado se tamiza para retirar grumos y a continuación se mezcla con el portador.

3. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que la carnitina es L-carnitina, una alcanoil-L-carnitina, uno de sus derivados, una de sus sales o una de sus mezclas.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el material de partida tiene la forma de una solución, suspensión o pasta.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el procedimiento de secado en un secado por pulverización.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 4, en el que el secado se efectúa en una secadora centrífuga.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el portador se selecciona del grupo que consiste en salvado de trigo, sílice precipitada, partículas de sílice, tierra diatomácea harinosa o granulada y carbonato cálcico.

8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que uno o más compuestos adicionales se añaden al material de partida o al portador antes de secar o al polvo de carnitina seco obtenido después de secar.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el ingrediente adicional es un compuesto de cromo.

10. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que el ingrediente adicional es un aminoácido.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el polvo de carnitina seco tiene un contenido de agua de menos de 12%, preferiblemente menos de 4%.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el polvo de carnitina seco es adecuado para la producción de un producto para piensos.

13. Procedimiento para preparar un polvo o granulado de L-carnitina sustancialmente puro seco que es particularmente adecuado para la producción de un producto para piensos, que comprende las etapas de

a) efectuar un procedimiento biocatalítico para la producción de L-carnitina en un medio líquido, b) someter el medio a una etapa de prepurificación para obtener un líquido prepurificado que contiene Lcarnitina, c) someter el líquido prepurificado a un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 y d) obtener un polvo o granulado de L-carnitina seco estable.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el procedimiento biocatalítico comprende el cultivo de al menos un microorganismo capaz de producir L-carnitina a partir de un compuesto precursor adecuado en un medio que contiene el precursor bajo condiciones que permiten la producción de L-carnitina y su excreción al medio.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, en el que la etapa de prepurificación comprende la ultrafiltración del medio líquido que contiene L-carnitina a fin de obtener un permeado que contiene L-carnitina.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el precursor de L-carnitina es crotonobetaína, y-butirobetaína, un éster de betaína o una de sus mezclas.