Un método eficiente para la extracción de pigmentos y concentrados aromatizantes de azafrán de alta estabilidad,

superior calidad, valor añadido, normalizados, listos para su uso, cuyo procedimiento comprende las etapas de:

a. mezclar azafrán con un disolvente de calidad alimentaria o una combinación de más disolventes de calidad alimentaria,

b. macerar y agitar la mezcla con protección continua frente a la luz,

c. centrifugar/filtrar la mezcla macerada para separar material vegetal fibroso indeseable,

d. enfriar la centrífuga inmediatamente,

e. liofilizar la centrífuga enfriada bajo presión reducida para obtener material en bruto,

f. aislar el concentrado mediante cromatografía en columna, y

g. obtener pigmentos y concentrados aromatizantes de azafrán que resplandecen en un color naranja brillante con una recuperación del 95% aproximadamente

Método para la preparación de pigmento y concentrado aromatizante de azafrán.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método eficiente para la extracción de pigmentos y concentrados aromatizantes de azafrán de alta estabilidad, de una calidad superior, con valor añadido, que se ajustan a la normalización al respecto, y listos para su uso, con una recuperación de alrededor del 95%, y al uso de los pigmentos y concentrados aromatizantes de azafrán, en una cantidad comprendida entre 0,05 y 3%, en las industria de productos alimenticios, productos farmacéuticos e industrias conexas, con el fin de aroma y color.

Estado de la técnica

La tendencia actual en colorantes alimentarios se ha centrado cada vez más en pigmentos de origen natural debido a las preferencias de los consumidores. La crocina, el digentiobiósido de crocetina, y otros glicósidos de crocetina, concretamente glucósido de gentiobiósido de crocetina, diglucósido de crocetina y otros, son probablemente los únicos pigmentos verdaderos de carotenoides naturales solubles en agua y que son el constituyente del azafrán, la especia más costosa del mundo (Basker D, Negbi 1983 Uses of saffron. Eco Boi 37, 228-236), y del fruto jazmín del cabo [(Gardenia jaxminoidix Ellis, Ichi T. Katayema T. Toda M 1993 Changes in carotenoid pattern during development of gardenia fruit. Okayuma Daigukucjftikuhn Gakujutsu Hokoku (Japan) 82, 9-15; (Chem Abstr 1994, 121: 104261u); Kamikura M. Naka/ato K. 1985 Comparison of natural yellow colors extracted from saffron. Crocus sativus and gardenia fruit, Gardenia jasminoides. Eisei Shikensho Hokoku (Japan) 103, 157-160 (Chem Abstr 1986 105: 75 8 8 5 n)]. También se están iniciando intentos para la producción de pigmento de crocina en células cultivadas de G. jitsminoidis [(Nawa Y. Ohtali 1. 1992 Induction of Callus from flesh of Gardenia jasrninuiJex Ellis fruit and formation of yellow pigment in the callus. Biochem 56. 1732-1736: Kim S H. Park Y G, Lu Y H 1991 Suspension Culture of Gardenia jasminoides Ellis cell for production of yellow pigment. J. Microbial Bioiechnol 1. 142-149; Kohda H 1991 Production of useful pigments in cultured cells of Gardenia jasminoides form glandiflora. Fragrance.1 4447)].

Los estigmas tripartitos rojo-anaranjados de flores de Crocus sativus constituyen, después del secado, el azafrán comercial, usado para colorear y aromatizar alimentos y en el sistema de medicina ayurvérica (Sastry L V L, Srinivasan M. Subrahamanyan V 1955 Safron (Crocus sativus I.). JSci Industr Res 14A, 178-184). El azafrán es valioso por sus propiedades tanto colorantes como aromatizantes mientras que el jazmín del cabo es solo una fuente de color. El azafrán recientemente recogido es prácticamente inodoro pero durante el secado se desarrollan sustancias odoríferas por degradación de picrocrocm. El sabor del azafrán puede ser descrito como un tanto amargo, mientras que su sabor es generalmente cálido como la miel y muy agradable.

La planta C. salivus (L Fam. Iridaceae), una planta perenne, hierba de bajo crecimiento con bulbos globulares es natural de Grecia y Asia Menor y ahora se cultiva en varias partes del mundo, desde Europa a China. Hoy en día, Irán es el principal proveedor del mercado mundial, pero su calidad no es tan alta como la de los antiguos proveedores, España. La India es también uno de los principales productores (aproximadamente 30 toneladas anuales por valor de US S20 millones). La penetración exitosa e importante del mercado internacional dependerá de la introducción de productos de calidad por la India, ya sea como tales en forma de azafrán o a través de productos más nuevos con valor añadido. Esta patente informa de un nuevo producto de azafrán con valor añadido. La concentración total de pigmentos (crocinas), principios volátiles y amargos, en el material procesado fue muy cercana a la presente en el material de partida correspondiente, es decir, en filamentos de azafrán. A la vista de esto, su utilidad como nuevo material aromatizante y colorante listo para ser servido, el producto y el proceso es probable que sean bien recibidos por la industria alimentaria y la industria farmacéutica. Además, las crocinas obtenidas también pueden ser utilizadas por su actividad anti-cancerígena y en otros estudios farmacológicos [Escribano J, Alonso G L, Salinas M R and Fernández J A. 197. nº P970064, Spain; García F E. C.A. (2000) 133: P254466b].

Los principales pigmentos del azafrán son crocetina y sus ésteres

Crocina-1[Crocetina-di-(JS-D-gentiobiosil)]éster],

Crocina-2[CrocetinaH3-D-gentiobiosil)-(|3-D-glucosil)-éster],

Crocina-3(Crocetina-mono-/JD-gentiobiosiléster),

Crocina-4(0-D-monoglucósidoésterdemonometilacrocetina),

Crocetina-di-(/3-D-glucosil)éster,

Croceiin-mono-|8-D-glucosiléster,

13-m-Crocina junto con pequeñas cantidades de Crocetina-(J8-gentiobiosil)-(/3-neopolitanosil)-éster,

Mangicrocina (mangiferina-6'-O-crocetil-1''-0-0-D-glucósido éster),

a-Caroteno,

0-Caroteno,

Licopeno,

zeaxantina,

Neapolitanosa-(()-0-D-glucopiranosil-(1->>2)-p-<ij-D-glucopiranosil-(1-6)-D-glucosa),

7-O-glucopiranósido-3-0-soforosido,

7-O-soforosido de Camferol (flavonol glicósidos).

Di-/3-D-gentiobiosil,

ésteres de 0-D-gentiobiosil-0-D-glucopiranosilo,

Camferol-3-soforosido y

Canferol-3-rutinósido-7.glucósido.

El estigma también contiene hidratos de carbono, minerales (Na KO., O. PO,. S ()₄. Cl. B y otros), vitaminas, grasa, picrocrocina y aceites volátiles. La distribución cuantitativa de los pigmentos en los estigmas se estableció mediante el método espectroscópico UV. Con el fin de obtener un producto de alta calidad, sería conveniente comprobar el proceso de hidrólisis de crocina y pigmentos análogos durante la elaboración. La concentración de crocinas en total en varias muestras comerciales varió desde 4,0 hasta 12,0%, determinado por espectrofotometría UV a 440 nm.

Los estigmas frescos eran prácticamente inodoros y la mayoría de los compuestos aromáticos se formaron por degradación térmica y enzimática de picrocrocina[4-(8-D-glucopiranosiloxi)-2,6,6-trimetil-1-ciclohexeno-1-carboxaldehido] a glucosa, safranal (2,6,6-trimetil-1,3-ciclohexadieno-1-carboxaldehideo) y 4-hidroxisafranal (2,6,6-trimetil-4-fl-hidroxi-1-ciclohexeno-1-carboxaldehido). El safranal experimenta además reducción enzímica y oxidación no enzímica, descarboxilación e isomerización para proporcionar compuestos relacionados con isoforona. El safranal y los derivados de isoforona han sido establecidos como los principales componentes aromáticos del azafrán de calidad (Zarghami NS. Heinz D E 1971 Monoterpene aldehydes and isophorone related compounds of saffron. Phyiochem 102755-2761; The volatile constituents of saffron. Lehenxim Wiss Technol 42-4).

En la India, el azafrán se produce principalmente en el Estado J & K. Los métodos convencionales implican la separación del estigma de las flores y la elaboración después de la cosecha, seguido por secado para proporcionar azafrán comercial. Con anterioridad el Laboratorio Regional de Investigaciones, Jammu, había desarrolado un proceso para la elaboración y secado del azafrán de calidad después de su recogida, para proporcionar un producto según la Norma ISO o incluso mejor (Raina B L, Agarwal. S G, Bhatia A K, Gaur G S 1996 Changes in Pigments and Volatiles of Saffron (Crocus sativus L.) During Processing and Storage, J Sci. Food Agric. 71. 27-32).

La mayor parte de la información respecto al análisis y composición química del azafrán es de interés académico. No se dispone de una información concreta en la bibliografía al respecto para el aislamiento cuantitativo del total de pigmentos y material aromatizante (de estigma de Crocus sativus o de cualquier otra fuente) para proporcionar económicamente un producto de valor añadido, de aquí la necesidad de desarrollar un procedimiento. El estudio de la bibliografía antes mencionada revela que la mayor parte de los compuestos colorantes y aromatizantes importantes del azafrán son de naturaleza glicosílica, los cuales experimentan hidrólisis enzimática y térmica y degradación durante la elaboración y almacenamiento, dificultando ello así el aislamiento de pigmentos colorantes y compuestos aromatizantes de calidad en rendimientos cuantitativos. Debido probablemente...

1. Un método eficiente para la extracción de pigmentos y concentrados aromatizantes de azafrán de alta estabilidad, superior calidad, valor añadido, normalizados, listos para su uso, cuyo procedimiento comprende las etapas de:

a. mezclar azafrán con un disolvente de calidad alimentaria o una combinación de más disolventes de calidad alimentaria,

b. macerar y agitar la mezcla con protección continua frente a la luz,

c. centrifugar/filtrar la mezcla macerada para separar material vegetal fibroso indeseable,

d. enfriar la centrífuga inmediatamente,

e. liofilizar la centrífuga enfriada bajo presión reducida para obtener material en bruto,

f. aislar el concentrado mediante cromatografía en columna, y

g. obtener pigmentos y concentrados aromatizantes de azafrán que resplandecen en un color naranja brillante con una recuperación del 95% aproximadamente.

2. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado es de calidad aromatizante y farmacéutica.

3. Un método según la reivindicación 1, en donde el azafrán se obtiene a partir del estigma o estilo o de una mezcla de ambos, en forma de filamentos o polvo.

4. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado está libre de residuos de disolvente.

5. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado es libremente soluble en disolventes polares.

6. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado se emplea en las industrias farmacéutica, alimentaria e industrias afines.

7. Un método según la reivindicación 1, en donde la cromatografía se efectúa empleando el método de gel de sílice.

8. Un método según la reivindicación 1, en donde dicho método ayuda a recuperar aproximadamente 95% de los pigmentos y compuestos aromatizantes de azafrán en comparación con el material de partida.

9. Un método según la reivindicación 1, en donde los pigmentos son pigmentos del género crocus.

10. Un método según la reivindicación 1, en donde el azafrán no experimenta hidrólisis enzimática y térmica ni degradación durante la elaboración.

11. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado es soluble en agua.

12. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado está libre de residuos de disolvente.

13. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado está libre de impurezas descompuestas.

14. Un método según la reivindicación 1, en donde el concentrado está libre de olor.

15. Un método según la reivindicación 1, en donde los disolventes son disolventes de calidad alimentaria.

16. Un método según la reivindicación 1, en donde la extracción se efectúa a una temperatura comprendida entre 110 y 20ºC.

17. Un método según la reivindicación 1, en donde la atmósfera para efectuar la extracción se elige del grupo consistente en aire, inerte, hidrógeno, helio y nitrógeno.

18. Un método según la reivindicación 1, en donde la atmósfera está protegida frente a las condiciones de la luz.

19. Un método según la reivindicación 1, en donde la extracción se efectúa a un pH comprendido entre 4 y 9.

20. Un método según la reivindicación 19, en donde la extracción se efectúa a un pH comprendido entre 6 y 8.

21. Un método según la reivindicación 1, en donde la maceración se efectúa durante un tiempo comprendido entre 30 minutos y 24 horas.

22. Un método según la reivindicación 1, en donde el disolvente se elige del grupo consistente en agua, vapor de agua, vapor de agua supercalentado, alcoholes y cetonas.

23. Un método según la reivindicación 22, en donde el alcohol es del tamaño C₁ a C₄ o sus derivados y/o sus mezclas.

24. Un método según la reivindicación 1, en donde la centrífuga se enfría a una temperatura comprendida entre 60 y -60ºC.

25. Un método según la reivindicación 24, en donde la centrífuga se enfría a una temperatura de -10ºC aproximadamente.

26. Un método según la reivindicación 1, en donde la velocidad de extracción disminuye con el descenso de la temperatura.

27. Un método según la reivindicación 1, en donde la velocidad de extracción incrementa a medida que lo hace la relación de material en bruto a disolvente.

28. Un método según la reivindicación 1, en donde el incremento de la temperatura conduce a la descomposición térmica de los pigmentos de crocina a obtener crocetina indeseable.

29. Un método según la reivindicación 1, en donde todos los parámetros del método resultan críticos para obtener un concentrado de la normalización deseada.

30. Un método según la reivindicación 1, en donde la liofilización en la centrífuga enfriada se efectúa a una temperatura comprendida entre -15 y -25ºC, preferentemente a -20ºC.

31. Un método según la reivindicación 1, en donde las etapas (a) a (c) se repiten con el mismo azafrán más de una vez, preferentemente tres veces.

32. Un método según la reivindicación 1, en donde el rendimiento del concentrado está comprendido entre 10 y 30%.