Proceso de licuación.

Proceso para licuar material que contiene almidón que comprende tratar dicho material que contiene almidón con al menos una alfa-amilasa y una amilasa maltogénica

(E.C. 3.2.1.133).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2005/005078.

Solicitante: NOVOZYMES NORTH AMERICA, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 77 PERRY CHAPEL CHURCH ROAD FRANKLINTON, NC 27525 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HENDERSON,LORI, COSTABLE,CARMEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO... > Preparaciones medicinales que contienen péptidos... > A61K38/43 (Enzimas; Proenzimas; Sus derivados)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > C12N9/00 (Enzimas, p. ej. ligasas (6.; Proenzimas; Composiciones que las contienen (preparaciones para la limpieza de los dientes que contienen enzimas A61K 8/66, A61Q 11/00; preparaciones de uso médico que contienen enzimas A61K 38/43; composiciones detergentes que contienen enzimas C11D ); Procesos para preparar, activar, inhibir, separar o purificar enzimas)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos orgánicos que contienen... > C12P7/06 (Etanol como producto químico y no como bebida alcohólica)
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE > PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO... > Preparaciones medicinales que contienen péptidos... > A61K38/46 (Hidrolasas (3))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Enzimas, p. ej. ligasas (6.; Proenzimas; Composiciones... > C12N9/54 (siendo las bacterias del género Bacillus)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Enzimas, p. ej. ligasas (6.; Proenzimas; Composiciones... > C12N9/62 (de Aspergillus)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos o de composiciones, no... > C12P1/06 (utilizando actinomicetos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Enzimas, p. ej. ligasas (6.; Proenzimas; Composiciones... > C12N9/30 (de origen fúngico)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos o de composiciones, no... > C12P1/04 (utilizando bacterias)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos o de composiciones, no... > C12P1/02 (utilizando hongos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > PROCESOS DE FERMENTACION O PROCESOS QUE UTILIZAN... > Preparación de compuestos orgánicos que contienen... > C12P7/08 (preparado como subproducto, o preparado a partir de un sustrato constituido por desechos o por materias celulósicas)

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Fragmento de la descripción:

Proceso de licuación.

CAMPO DE LA INVENCIÓN 5

La presente invención se refiere a un proceso mejorado de licuación de material que contiene almidón adecuado como una fase en procesos para producir jarabes y productos de fermentación. La invención también se refiere a procesos para producir etanol que comprenden la licuación de materia prima que contiene almidón conforme a la invención. 10

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La licuación es un proceso bien conocido en la técnica por el cual el almidón se convierte en cadenas más cortas y dextrinas menos viscosas. El proceso implica generalmente gelatinización de almidón simultáneamente con o seguido 15 de la adición de alfa-amilasa. La licuación se usa en procesos para producir jarabes y productos de fermentación, tal como etanol. Hay una necesidad para mejorar la fase de licuación para convertir el almidón en jarabes y productos de fermentación tal como especialmente etanol.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN 20

El objetivo de la presente invención es proporcionar procesos mejorados de licuación de material que contiene almidón, especialmente material que contiene almidón de tamaño reducido por, por ejemplo, molienda en seco.

Los presentes inventores han encontrado que la licuación de material que contiene almidón molido en seco se 25 puede mejorar por tratamiento con al menos una alfa-amilasa y una amilasa maltogénica o alternativamente con al menos una amilasa y al menos una esterasa. Se cree que la esterasa ataca a lípidos presentes en el material que contiene almidón para producir moléculas más pequeñas que son menos propensas a producir complejos lípidos de almidón referidos como almidón retrogradado. Una ventaja de un proceso de la invención es que éste mejora la licuación reduciendo la viscosidad del compuesto acuoso caliente o tibio gelatinizado e impide o al menos reduce la 30 formación de almidón retrogradado creado durante la cocción a chorro. Además, según la invención más carbohidrato es liberado de la materia prima que contiene almidón crudo.

Así, en el primer aspecto la invención proporciona un proceso de licuación de material que contiene almidón que comprende la fase de tratar dicho material que contiene almidón con al menos una alfa-amilasa y una amilasa 35 maltogénica.

En un segundo aspecto la invención proporciona un proceso de licuación de material que contiene almidón que comprende la fase de tratar dicho material que contiene almidón con al menos una amilasa y al menos una esterasa.

En una forma de realización el proceso de licuación comprende las fases de:

i) pretratamiento de un compuesto acuoso de material que contiene almidón con al menos una esterasa,

ii) licuación del compuesto acuoso pretratado con una alfa-amilasa.

En una forma de realización preferida el material que contiene almidón es reducido en tamaño, preferiblemente por molienda en seco. La fase de licuación ii) se puede realizar como un proceso de compuesto acuoso de calor consistente en varias fases, tal como un proceso en tres fases, realizado a diferentes temperaturas y tiempos de retención.

En la producción de productos de fermentación, tal como etanol, y otros productos a base de almidón, tales como jarabes, la materia prima que contiene almidón, tales como granos enteros, preferiblemente maíz, puede ser reducida en tamaño, preferiblemente por molienda en seco para abrir la estructura y permitir otro tratamiento. Técnicas para la reducción del tamaño del material que contiene almidón, incluyendo molienda en seco, son bien conocidos en la técnica.

En otro aspecto la invención proporciona procesos para producir productos de fermentación, tal como etanol, comprendiendo:

(a) reducción del tamaño de material que contiene almidón

(b) licuación del producto de la fase (a) con al menos una alfa-amilasa y al menos una amilasa maltogénica; 60

(c) sacarificación del material licuado obtenido en la fase (b) con una enzima generadora de fuente de carbohidrato; y

(d) fermentación del material sacarificado utilizando un microorganismo fermentador.

En una forma de realización preferida el material que contiene almidón se reduce en tamaño, preferiblemente por molienda en seco. La fase (b) se puede realizar conforme al proceso de licuación de la invención. Las fases (c) y (d) se pueden realizar separadamente o simultáneamente (proceso SSF) .

En otro aspecto la invención se refiere a un procedimiento para producir un producto de fermentación, tal como etanol, comprendiendo: 5

(a) reducción del tamaño del material que contiene almidón

(b) licuación del producto de la fase (a) con al menos una amilasa y al menos una esterasa;

(c) sacarificación del material licuado obtenido en la fase (b) con una enzima generadora de carbohidrato; y 10

(d) fermentación del material sacarificado utilizando un microorganismo fermentador.

En una forma de realización preferida el material que contiene almidón se reduce en tamaño, preferiblemente por molienda en seco. La fase (b) se puede realizar conforme al proceso de licuación de la invención. Las fases (c) y (d) se 15 pueden realizar separadamente o simultáneamente (proceso SSF ) .

La invención también proporciona un proceso para producir un producto de fermentación, tal como etanol, que comprende (a) reducción del tamaño del material que contiene almidón 20

(b) i) pretratamiento de un compuesto acuoso de dicho material que contiene almidón con al menos una esterasa, y ii) licuación del compuesto acuoso pretratado con una alfa-amilasa;

(c) sacarificación del material licuado obtenido en la fase (b) con una enzima generadora de carbohidrato; y, 25

(d) fermentación del material sacarificado utilizando un microorganismo fermentador.

Las fases (b) y (c) se pueden realizar conforme al proceso de licuación de la invención. Las fases (c) y (d) se pueden realizar separadamente o simultáneamente (proceso SSF ) . 30

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un proceso de licuación mejorado adecuado como una fase en procesos para producir, por ejemplo, jarabes o productos de fermentación. Como resultado del proceso de la invención, se evita la 35 formación de almidón retrogradado o al menos se reduce y así más carbohidratos son liberados de la materia prima cruda que contiene almidón.

Materias primas 40

La materia prima cruda que contiene almidón se reduce en tamaño, preferiblemente por molienda en seco. Procesos de molienda en seco son bien conocidos en la técnica y generalmente implican la fase de triturar/moler el material que contiene almidón, tales como granos de cereal entero, en un estado seco o sustancialmente seco. No obstante, otras técnicas pueden reducir el tamaño del material que contiene almidón son también contemplados y dentro del campo de la invención. 45

En la producción de etanol la molienda en seco incluye generalmente las fases de trituración/molienda de granos de cereal enteros para producir una comida, y sometimiento de la comida a licuación, sacarificación, fermentación y opcionalmente recuperación por, por ejemplo, destilación.

La materia prima es generalmente seleccionada con base en el producto de fermentación deseado y el proceso empleado. Ejemplos de materias primas adecuados para el uso en un proceso de la presente invención incluyen materias primas que contienen almidón, tales como tubérculos, raíces, granos enteros, maíz, mazorcas, trigo, cebada, centeno, milo o cereales, materias primas que contienen azúcar, tal como melaza, materias de la fruta, azúcar,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Proceso para licuar material que contiene almidón que comprende tratar dicho material que contiene almidón con al menos una alfa-amilasa y una amilasa maltogénica (E.C. 3.2.1.133) .

2. Proceso según la reivindicación 1, donde la licuación se realiza en varias fases, tal como tres fases, preferiblemente una primera fase a una temperatura en la gama de 80 a 105º C, una segunda fase a una temperatura en la gama entre 65 a 95º C, y una tercera fase a una temperatura entr.

4. 75º C.

3. Proceso según la reivindicación 2, donde la licuación consistente en varias fases se realiza en las siguientes fases de 10 temperatura: una primera fase.

8. 95º C, una segunda fase.

7. 85º C, y tercera fase: 60 a 70º C.

4. Proceso de las reivindicaciones 2 o 3, donde el tiempo de mantenimiento para la fase primera es 10 a 90 minutos.

3. 120 minutos para la segunda fase .

3. 120 minutos para la tercera fase.

5. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-4, donde el material que contiene almidón se trata con una esterasa y una amilasa maltogénica y una alfa-amilasa.

6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, donde el material que contiene almidón es granos enteros, preferiblemente maíz, trigo, cebada, o milo. 20

7. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-6, donde la amilasa o amilasa maltogénica es de origen bacteriano, preferiblemente una cepa del género Bacilllus, especialmente Bacillus stearothermophilus.

8. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 5-7, donde la esterasa es una lipasa, fosfolipasa, o una cutinasa, o 25 una combinación de las mismas.

9. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, además donde la licuación se realiza en presencia de una enzima oxidante de ácidos grasos, preferiblemente una lipoxigenasa.

10. Proceso para producir un producto de fermentación, que comprende

(a) reducir el tamaño de material que contiene almidón;

(b) licuar el producto de la fase (a) con al menos una alfa-amilasa y al menos una amilasa maltogénica tal y como se 35 define en cualquiera de las reivindicaciones 1-9;

(c) sacarificar el material licuado obtenido en la fase (b) con una enzima generadora de fuente de carbohidrato; y

(d) fermentar el material sacarificado usando un microorganismo fermentador. 40

11. Proceso según la reivindicación 10, donde las fases c) y d) se realizan como una fase simultánea de sacarificación y de fermentación (SSF) .

12. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10 o 11, donde la enzima generadora de fuente de carbohidrato es 45 una glucoamilasa o una alfa-amilasa de mezclas derivadas, preferiblemente en la mezcla de actividad de alfa-amilasa ácida fúngica (AFAU) por actividad de glucoamilasa (AGU) (AFAU por AGU) de al menos 0.1, en particular al menos 0.16, tal como en la gama de 0.12 a 0.50.

13. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10-12, que comprende además destilar el material fermentado. 50

14. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10-13, donde dicho microorganismo fermentador es levadura.

15. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10-14, donde el producto de fermentación es etanol.