Un procedimiento para purificar un licor que contiene maltosa con respecto a la maltotriosa,

donde dicho licor que contiene maltosa tiene un contenido en maltosa de al menos aproximadamente el 55% en peso en base a los sólidos secos disueltos, caracterizado por nanofiltrar dicho licor y recuperar como permeado una solución de maltosa que tiene una mayor proporción de maltosa a maltotriosa

Procedimiento de purificación de maltosa.

Antecedentes de la invención

La invención se relaciona con un nuevo procedimiento para purificar licores que contienen maltosa, tales como jarabes de maltosa.

La maltosa es una valiosa materia prima en la producción de maltitol (α(1rightarrow4)glucosilsorbitol), que es un alcohol de azúcar generalmente utilizado como agente edulcorante en alimentos bajos en calorías, dietéticos y de baja cariogenicidad, tales como productos de pastelería y gomas de mascar. El maltitol es preparado en forma de maltitol cristalino o de jarabe de maltitol.

La maltosa es producida a partir de una solución de almidón, que es primeramente hidrolizada enzimáticamente a un jarabe de maltosa. Para la producción de maltitol, se hidrogena el jarabe de maltosa catalíticamente a maltitol, después de lo cual cristaliza el jarabe de maltitol. El jarabe de maltosa usado como material de partida para la hidrogenación y la cristalización contiene niveles variables de impurezas indeseables, especialmente maltotriosa. La maltotriosa tiene tendencia a hacer que el producto final de maltosa sea inestable e higroscópico. Más aún, la presencia de maltotriosa puede alterar la cristalización de la maltosa y del maltitol. Para preparar productos cristalinos de alta pureza, es, por lo tanto, necesario purificar el jarabe que contiene maltosa a partir de maltotriosa. Se han utilizado diversos métodos, tales como la hidrólisis con enzimas, la cromatografía y la ultrafiltración o sus combinaciones, para la purificación de jarabes de maltosa.

Se ha descrito un método de hidrólisis enzimática para la producción de maltosa, por ejemplo, en la Patente EE.UU. 4.408.041 (Hayashibara). Se han descrito métodos cromatográficos para la purificación de maltosa en las Patentes EE.UU. 3.817.787 (Suomen Sokeri Oy) y 4.487.198 (Hayashibara), por ejemplo.

La ultrafiltración para la purificación de licores que contienen maltosa y glucosa ha sido descrita, por ejemplo, en la Patente EE.UU. 4.429.122 (UOP Inc.). Esta Patente EE.UU. describe un procedimiento para la separación de un mono- o disacárido, tal como glucosa y/o maltosa, a partir de polisacáridos pasando una mezcla que contiene monosacáridos, disacáridos y polisacáridos a través de una membrana de ultrafiltración. Los polisacáridos quedan retenidos sobre la membrana de ultrafiltración, mientras que los monosacáridos y los disacáridos permean a través de la membrana. En este proceso, la maltosa y/o la glucosa se separan de los oligosacáridos, pero no de impurezas que tienen una menor masa molar, tales como la maltotriosa.

La Patente EE.UU. 4.511.654 (UOP Inc.) se relaciona con un procedimiento para la producción de un jarabe rico en glucosa o maltosa tratando un stock alimenticio que contiene glucosa/maltosa con una enzima seleccionada entre amiloglucosidasa y β-amilasa para formar una mezcla de reacción parcialmente hidrolizada, pasando la mezcla de reacción parcialmente hidrolizada resultante a través de una membrana de ultrafiltración para formar una porción retenida y una porción permeada, reciclando la porción retenida a la fase de tratamiento enzimático y recuperando la porción permeada que incluye el jarabe rico en glucosa o maltosa. Incluso en este proceso, el jarabe resultante de glucosa/maltosa no está libre de impurezas, tales como la maltotriosa.

La Publicación de Patente Japonesa JP 51098346 A (Ajinomoto KK) describe la preparación de maltosa de alta pureza por reacción de almidón gelatinizado con β-amilasa y ultrafiltración de la solución así obtenida usando una membrana semipermeable que tiene un tamaño de corte de 5.000 a 50.000 g/mol, preferiblemente de 10.000 a 30.000 g/mol. Se obtiene una maltosa de elevada pureza como filtrado.

La nanofiltración es un proceso de filtración por membrana accionado por presión relativamente nuevo, que se halla entre la ósmosis inversa y la ultrafiltración. La nanofiltración retiene típicamente moléculas grandes y orgánicas con una masa molar mayor de 300 g/mol. Las membranas de nanofiltración más importantes son membranas compuestas producidas por polimerización interfacial. Las membranas de poliamidas aromáticas, las membranas de polisulfonas, las membranas de polisulfonas sulfonadas, las membranas de poliéter sulfonas, las membranas de poliéter sulfonas sulfonadas, las membranas de poliéster y las membranas de polipiperazinas son ejemplos de membranas de nanofiltración ampliamente utilizadas. También se pueden usar membranas inorgánicas y de cerámica para la nanofiltración.

La Patente EE.UU. 5.869.297 (Archer Daniels Midland Co.) describe un procedimiento de nanofiltración para producir dextrosa. Este procedimiento consiste en la nanofiltración de una composición de dextrosa que incluye como impurezas sacáridos superiores, tales como disacáridos y trisacáridos. Se obtiene una composición de dextrosa que tiene un contenido en sólidos de al menos el 99% de dextrosa. Se han utilizado membranas de poliamida aromática entrecruzada como membranas de nanofiltración.

WO 99/28490 (Novo Nordisk AS) describe un método de producción de jarabes de di- y oligosacáridos por reacción enzimática de sacáridos, seguida de nanofiltración de la solución de sacáridos enzimáticamente tratada para obtener como porción retenida un jarabe de oligosacáridos que contiene disacáridos y sacáridos superiores. Se ha usado una membrana de polisulfona compuesta de película fina que tiene un tamaño de corte menor de 100 g/mol como membrana de nanofiltración, por ejemplo. En una realización del procedimiento, se usa una solución de almidón licuado de maltodextrinas como material de partida para la reacción enzimática y la posterior nanofiltración.

La Patente EE.UU. 6.126.754 (Roquette Freres) se relaciona con un procedimiento para la fabricación de un hidrolizado de almidón con alto contenido en dextrosa. En este procedimiento, se somete una leche de almidón a tratamiento enzimático para obtener un hidrolizado sacarificado bruto. El hidrolizado así obtenido es entonces sometido a nanofiltración para recoger como permeado de nanofiltración el hidrolizado de almidón deseado con un alto contenido en dextrosa.

EE.UU. 5.853.487 describe un procedimiento para producir hidrolizado de almidón usando membranas de nanofiltración. La mezcla de hidrolizado de almidón producto tiene una concentración de al menos un 50% en peso de hidrolizado de almidón de bajo DE y una concentración de no más de aproximadamente un 3,50% en peso de un miembro seleccionado entre alcoholes de azúcares, glicerol, propilenglicol, inulina, jarabe de glucosa, jarabe de maltosa y jarabe de fructosa.

Breve descripción de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un método para purificar un licor que contiene maltosa con respecto a la maltotriosa usando técnicas de filtración por membranas. El procedimiento de la invención reivindicada se basa en el uso de la nanofiltración.

Según la presente invención, se pueden substituir completa o parcialmente métodos complicados e incómodos de purificación, tales como las etapas cromatográficas, por técnicas menos complicadas de membranas de nanofiltración. El procedimiento de la presente invención puede proporcionar una solución de maltosa esencialmente libre de impurezas no deseadas de baja masa molar, tales como la maltotriosa.

Descripción detallada de la invención

La invención se relaciona con un procedimiento para purificar un licor que contiene maltosa con respecto a la maltotriosa, donde dicho licor que contiene maltosa tiene un contenido de 5 a 50% en peso de substancia seca y un contenido en maltosa de al menos aproximadamente el 55% en peso, en base a los sólidos secos disueltos, por nanofiltración de dicho licor a una presión de 15 a 35 bares y recuperación como permeado de una solución de maltosa que tiene una proporción de maltosa con respecto a maltotriosa de mas de 5 veces con respecto a la del licor de partida.

En una realización típica de la invención, el procedimiento consiste en recuperar una solución de maltosa que tiene una proporción de maltosa a maltotriosa por encima de 5 veces, más preferiblemente por encima de 10 veces y más preferiblemente por encima de 20 veces la del licor de partida. Típicamente, el procedimiento consiste en recuperar una solución de maltosa que tiene una proporción de maltosa a maltotriosa de 5 a 30 veces, más...

1. Un procedimiento para purificar un licor que contiene maltosa con respecto a la maltotriosa, donde dicho licor que contiene maltosa tiene un contenido de 5 a 50% en peso de substancia seca y un contenido en maltosa de al menos aproximadamente el 55% en peso en base a los sólidos secos disueltos, caracterizado por nanofiltrar dicho licor a una presión de 15 a 35 bares y recuperar como permeado una solución de maltosa que tiene una mayor proporción de maltosa a maltotriosa de mas de 5 veces con respecto a la del licor de partida.

2. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado por recuperar una solución de maltosa que tiene una proporción de maltosa a maltotriosa de más de 10 veces y preferiblemente más de 20 veces con respecto a la del licor de partida.

3. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por recuperar una solución de maltosa que tiene una proporción de maltosa a maltotriosa de 5 a 30 veces, preferiblemente de 10 a 30 veces y más preferiblemente de 20 a 30 veces con respecto a la del licor de partida.

4. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por tener el licor de partida un contenido en maltosa de al menos aproximadamente el 80% en peso en base a los sólidos secos disueltos.

5. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por tener el licor de partida un contenido en maltosa del 55 al 90% en peso, preferiblemente del 80 al 90% en peso, en base a los sólidos secos disueltos.

6. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el licor de partida que contiene maltosa es un jarabe de maltosa.

7. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el procedimiento también incluye una o más etapas de pretratamiento.

8. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 7, caracterizado por seleccionar las etapas de pretratamiento entre intercambio iónico, ultrafiltración, cromatografía, concentración, ajuste del pH, filtración y sus combinaciones.

9. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por llevar a cabo la nanofiltración a un pH de 1 a 8, preferiblemente de 4 a 8, más preferiblemente de 4,5 a 7,0.

10. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por llevar a cabo la nanofiltración a una temperatura de 5 a 95ºC, preferiblemente de 30 a 60ºC.

11. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por llevar a cabo la nanofiltración con un flujo de 10 a 100 l/m²h.

12. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por llevar a cabo la nanofiltración usando una membrana de nanofiltración seleccionada entre membranas poliméricas e inorgánicas que tienen un tamaño de corte de 100 a 2.500 g/mol.

13. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 12, caracterizado por ser el tamaño de corte de la membrana de nanofiltración de 500 a 2.500 g/mol.

14. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 12 ó 13, caracterizado por el hecho de que las membranas de nanofiltración son membranas iónicas.

15. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado por seleccionar la membrana de nanofiltración entre membranas de acetato de celulosa, membranas de poliamidas aromáticas, membranas de polisulfonas, membranas de polisulfonas sulfonadas, membranas de poliéter sulfonas, membranas de poliéter sulfonas sulfonadas, membranas de poliésteres y membranas de polipiperazinas y sus combinaciones.

16. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 15, caracterizado por seleccionar la membrana de nanofiltración entre membranas de poliamidas aromáticas/polisulfonas y membranas de poliéter sulfonas sulfonadas.

17. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 16, caracterizado por seleccionar la membrana de nanofiltración entre membranas Desel G10 y NTR-7450.

18. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 12 a 17, caracterizado por seleccionar la forma de la membrana de nanofiltración entre láminas, tubos, membranas espirales y fibras huecas.

19. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la membrana de nanofiltración ha sido pretratada mediante lavado.

20. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 19, caracterizado por seleccionar el agente de lavado entre agua, etanol y/o un detergente alcalino.

21. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por repetir el procedimiento de nanofiltración al menos una vez.

22. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por llevar a cabo el procedimiento por lotes y de forma continua.

23. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por llevar a cabo el procedimiento utilizando un equipo de nanofiltración que incluye varios elementos de nanofiltración dispuestos en paralelo o en serie.

24. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el procedimiento también incluye una o más etapas posteriores al tratamiento.

25. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 24, caracterizado por seleccionar las etapas posteriores al tratamiento entre cromatografía, concentración, eliminación del color y cristalización.

26. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por recuperar simultáneamente como permeado una solución de maltosa enriquecida en glucosa.

27. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 26, caracterizado por incluir el procedimiento otra etapa de separación de la glucosa del permeado.

28. Un procedimiento según se reivindica en la reivindicación 27, caracterizado por seleccionar el procedimiento de separación entre nanofiltración y cromatografía.

29. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por recuperar simultáneamente como permeado una solución libre de oligosacáridos.

30. Un procedimiento según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por incluir el procedimiento otra etapa de recuperación como porción retenida de una solución enriquecida en oligosacáridos.