Procedimiento para la obtención de monoglicéridos, caracterizado porque se hacen reaccionar por vía enzimática triglicéridos en presencia de alcoholes lineales o ramificados con un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 8 átomos de carbono con una lipasa de Thermomyces lanuginosus,

que se activa por medio del aporte de sales alcalinas

Obtención de monoglicéridos a partir de triglicéridos por alcoholisis con empleo de lipasa de Thermomyces lanuginosus, que es activada por medio de sales alcalinas.

Campo de la invención

La invención se encuentra en el campo de los glicéridos y se refiere a un procedimiento para llevar a cabo la obtención de monoglicéridos por medio de una catálisis enzimática.

Estado de la técnica

En las síntesis químicas y bioquímicas son empleadas cada vez más enzimas a modo de catalizadores. De este modo, en muchos casos son empleadas ya las hidrolasas en procedimientos industriales, especialmente las lipasas (EC 3.1.1.3) para llevar a cabo la disociación de las grasas debido a que las condiciones de la reacción son frecuentemente suaves.

Estos enzimas son producidos por diversos microorganismos. Para llevar a cabo el aislamiento de los enzimas se efectúa un costoso procedimiento de purificación, una vez verificada la fermentación de los microorganismos,

La efectividad de estos catalizadores se enfrenta, muchas veces, con los elevados costes de la producción y del aislamiento de tal manera, que los grupos de investigación buscan permanentemente aumentar el rendimiento en enzimas o elevar la productividad de los enzimas.

Los métodos químicos clásicos para llevar a cabo la obtención de los monoglicéridos discurren a través de una glicerolisis de los triglicéridos, catalizada por medio de bases, obteniéndose de forma típica un rendimiento comprendido entre un 40 y un 60% de monoglicérido referido a los glicéridos totales. Se lleva a cabo otro enriquecimiento, hasta un contenido en monoglicérido > 90%, por medio de métodos físicos de separación tales como la destilación molecular o la cristalización.

En la literatura han sido descritas diversas rutas enzimáticas, que son adecuadas para llevar a cabo la obtención de monoglicéridos: 1) la síntesis enzimática a partir de ácidos grasos y de glicerina; 2) la glicerolisis enzimática a partir de triglicéridos y de glicerina, que corresponden al procedimiento químico; 3) la hidrólisis o la alcoholisis 1,3-regioselectiva de los triglicéridos. Se encuentran resúmenes correspondientes a los procedimientos por ejemplo en las publicaciones ((a) Recent Res. Devel. Oil Chem., 3 (1999), 93-106; (b) Hydrolases in Organic Synthesis, Wiley-VCH (1999), eds. Bornscheuer & Kazlaukas).

La síntesis enzimática de los monoglicéridos solamente funciona bien cuando se retira el agua del equilibrio de la reacción, lo cual se consigue por medio del aporte de tamices moleculares o por medio de una reacción bajo vacío. Por otra parte, para conseguir una buena síntesis son necesarios solubilizantes ((a) Recent Res. Devel. Oil Chem., 3 (1999)). Por lo tanto, la síntesis enzimática de los monoglicéridos no constituye una alternativa económica a los procedimientos químicos. La glicerolisis enzimática conduce a establecimientos del equilibrio similares a los de la glicerolisis química para llevar a cabo la obtención de monoglicéridos. Por lo tanto, para una síntesis de monoglicéridos enriquecidos (contenido > 60%) se requiere también un enriquecimiento por medio de una destilación o de una cristalización. De este modo, este procedimiento tampoco constituye una alternativa económica de los procedimientos químicos.

Las publicaciones WO 9013656 y WO 9004033 (Enzytech Inc.) así como US 5935828 y US 5316927 (Opta Food Ingredients Inc.) describen la obtención de monoglicéridos a través de la alcoholisis enzimática con diversos alcoholes y poca cantidad de agua en la carga. Se emplean lipasas en forma pulverulenta o inmovilizada. En los ejemplos son empleadas las lipasas aproximadamente en un 20% en peso con relación al triglicérido y el componente alcohólico es empleado con un exceso de 20 veces.

Las publicaciones WO 9116441, WO 9116442 y US 5116745 describen procedimientos, en los cuales se lleva a cabo una alcoholisis y una hidrólisis mixta regioselectiva para dar los 1,2-diglicéridos y los 2-monoglicéridos, con empleo de lipasas, en presencia de un disolvente, de un alcohol y de un tampón acuoso.

La publicación EP 407959 describe un procedimiento para llevar a cabo la obtención de monoésteres por medio de lipasas inmovilizadas termoestables en presencia de alcoholes secundarios o terciarios a título de solubilizante.

La publicación WO 0206505 (Nippon Suisan Kaisha Ltd) describe la alcoholisis regioselectiva con lipasas inmovilizadas con un elevado exceso de alcohol y con una elevada concentración del enzima empleado, seguido de una reesterificación del monoglicérido.

Las publicaciones JP 60102192 y JP 03187385 (Meito Sangyo Co. Ltd.) describen la hidrólisis de los triglicéridos con lipasas alcalinas con aporte de sales alcalinas. Se trata de una lipasa que no es activa bajo condiciones alcalinas.

La publicación JP 03103499 (Meito Sangyo Co. Ltd.) describe la alcoholisis regioselectiva de los triglicéridos PUFA con isobutanol en presencia de una lipasa alcalina.

La obtención enzimática de los monoglicéridos ha sido descrita ya en múltiples ocasiones pero, sin embargo, en todos los documentos, que han sido citados precedentemente, se requieren disolventes, el agua de la reacción tiene que ser retirada de forma costosa o las lipasas son muy especiales o bien están inmovilizadas. Como consecuencia de que las velocidades de reacción son en parte bajas, en comparación con las síntesis químicas clásicas, se requieren tiempos de reacción prolongados y, por lo tanto, elevados grados de utilización de la capacidad o elevadas concentraciones de alcohol que debe hacerse reaccionar o de lipasas con objeto de conseguir un rendimiento elevado en los monoglicéridos deseados. Aún cuando sean empleadas lipasas económicas, esto conduce a procedimientos que hacen que sea imposible un proceso industrial simplemente por motivos de costes.

La tarea de la presente invención consiste ahora en encontrar una variante económica con objeto de aumentar los rendimientos en monoglicéridos a partir de poliésteres tales como, por ejemplo, los triglicéridos, en el caso de las alcoholisis enzimáticas, y mantener tan bajo como fuera posible el contenido en enzima.

Descripción de la invención

El objeto de la invención es un procedimiento para la obtención de monoglicéridos, según el cual se hacen reaccionar por vía enzimática triglicéridos en presencia de alcoholes lineales o ramificados con un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 8 átomos de carbono con una lipasa procedente de Thermomyces lanuginosus, que es activada por medio del aporte de sales alcalinas.

De manera sorprendente, se ha encontrado que el aporte de sales alcalinas puede activar a la lipasa de Thermomyces lanuginosus y que, por lo tanto, puede alcanzarse un rendimiento en monoglicéridos con ocasión de la alcoholisis de los triglicéridos mayor que en comparación con el de los procedimientos conocidos. En el procedimiento de conformidad con la invención se disocia un triglicérido en presencia de un alcohol en un 2-monoglicérido y dos ésteres de ácidos grasos.

La reacción puede llevarse a cabo de una manera muy económica por medio del empleo de pequeñas cantidades de lipasa. La reacción se lleva a cabo directamente con el concentrado enzimático con aporte de una sal inorgánica alcalina, que provoque una fuerte activación del enzima. De este modo, se alcanza una buena conversión con una baja dosificación enzimática incluso sin estabilización del enzima por inmovilización. No se requiere el aporte de disolventes.

La alcoholisis se lleva a cabo a temperaturas comprendidas entre 10º y 40ºC, de manera preferente comprendidas entre 10º y 30ºC y, de manera especialmente preferente, se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 15º y 25ºC.

La reacción se lleva a cabo con un contenido en agua comprendido entre un 0,1 y un 10% en peso, de manera preferente comprendido entre un 0,1 y un 5% en peso y, de manera especialmente preferente, comprendido entre un 0,1 y un 2% en peso, referido a la cantidad del triglicérido, estando incluido el contenido en agua de la preparación enzimática líquida. La reacción funciona también con mayores contenidos en agua pero, desde luego, aumenta el contenido en ácido graso libre formado. El ácido graso libre no es deseable puesto que puede intervenir en una reesterificación durante la separación por destilación de los ésteres y de la mezcla de glicéridos y, por lo tanto, se reduce el rendimiento...

1. Procedimiento para la obtención de monoglicéridos, caracterizado porque se hacen reaccionar por vía enzimática triglicéridos en presencia de alcoholes lineales o ramificados con un número de átomos de carbono comprendido entre 1 y 8 átomos de carbono con una lipasa de Thermomyces lanuginosus, que se activa por medio del aporte de sales alcalinas.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se desactiva la lipasa en otra etapa.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 y/o 2, caracterizado porque la alcoholisis se lleva a cabo a temperaturas comprendidas entre 10º y 40ºC y con un contenido en agua comprendido entre un 0,1 y un 10% en peso referido a la cantidad del triglicérido.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la lipasa se emplea en cantidades comprendidas entre un 0,05 y un 2% de la preparación líquida, que puede ser adquirida en el comercio, en relación a la cantidad de triglicérido empleado.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las sales inorgánicas alcalinas para la activación de la lipasa están constituidas por sales que se eligen entre el grupo formado por los hidróxidos, los carbonatos y los fosfatos del sodio, del potasio, del calcio, del magnesio y del amonio, previamente disueltas en agua.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las sales inorgánicas alcalinas son empleadas para la activación de las lipasas en cantidades comprendidas entre un 0,00001 y un 1% en peso referido a la cantidad del triglicérido.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque son empleados triglicéridos procedentes de grasas y de aceites, que tienen una elevada proporción en ácidos grasos monoinsaturados y/o poliinsaturados y que se eligen entre el grupo constituido por el aceite de girasol, el aceite de colza, el aceite de distel, el aceite de soja, del aceite de linaza, el aceite de cacahuete, el sebo, el aceite de oliva, el aceite de ricino, el aceite de palma y los aceites viejos tales como por ejemplo las grasas para freír usadas.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como componente alcohólico preferente son empleados el etanol o el 1-propanol y el contenido en alcohol está comprendido entre un 10 y un 75% en peso referido al triglicérido.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el componente alcohólico se separa, preferentemente por medio de una destilación.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se separan los ésteres de alquilo de los monoglicéridos, preferentemente por medio de una destilación.