PROCEDIMIENTO E INSTALACIÓN PARA LA PREPARACIÓN DE JARABES DE AZÚCARES FRUTALES CON ALTO CONTENIDO DE FRUCTOSA.

Procedimiento de preparación de un jarabe de azúcares con alto contenido de fructosa,

en el cual: - se prepara un zumo azucarado clarificado y desmineralizado a partir de al menos una materia prima vegetal de partida, - se trata dicho zumo azucarado clarificado y desmineralizado para así hidrolizar la sacarosa en fructosa y en glucosa; y se obtiene entonces una composición de azúcares simples que comprende una fracción de fructosa, llamada primera fracción de fructosa, y una fracción de glucosa, - se separa la fracción de glucosa de la primera fracción de fructosa, y se realiza una isomerización en fructosa de la glucosa contenida en esta fracción de glucosa, para así formar una nueva fracción de fructosa, llamada segunda fracción de fructosa, - se combinan las fracciones primera y segunda de fructosa, y se las concentra en un jarabe de azúcares rico en fructosa, estando dicho procedimiento caracterizado por el hecho de que: 1) al menos una materia prima vegetal de partida proviene de al menos una fruta que contiene naturalmente sorbitol, 2) comprende una etapa de eliminación al menos parcial del sorbitol

La invención compete al terreno de los jarabes de azúcares con alto contenido de fructosa. Más en particular, se refiere a un procedimiento y una instalación para la preparación de jarabes de azúcares con alto contenido de fructosa a partir de frutas. 5

Apreciada por sus propiedades organolépticas (sabores afrutados, sensación de frescor en boca) y sus virtudes dietéticas (con un poder edulcorante igual a 1,5 veces el de la sacarosa, una baja velocidad de absorción intestinal, una metabolización independiente de la insulina y un bajo índice glucémico), la fructosa es hoy en día un producto de interés industrial. Su consumo ya no queda reducido a las frutas, sino que va de ahora en adelante asociado en gran medida al de numerosos productos transformados de la industria agroalimentaria (edulcorantes, 10 bebidas azucaradas, confituras, helados, dulces, etc.).

A escala industrial, la preparación de fructosa implica la utilización de una enzima con actividad de glucosa isomerasa (FR 2 073 697), que permite la conversión de glucosa en fructosa. En este contexto y hasta la actualidad, principalmente se han propuesto dos tipos de materias primas vegetales como fuente de glucosa:

- las plantas ricas en almidón (esencialmente el maíz, el trigo, la patata, etc.), de las cuales se extrae el almidón, que 15 se hidroliza para así obtener glucosa; y esta glucosa finalmente se convierte en fructosa;

- las plantas sacaríferas (esencialmente la caña de azúcar y las remolachas azucareras), de las cuales se extrae un zumo que se trata (por ejemplo según el procedimiento descrito en la US 6.406.548) para obtener un zumo azucarado clarificado y desmineralizado de sacarosa. Esta sacarosa es luego hidrolizada para ser así convertida en una composición de azúcares simples, o sea de glucosa y fructosa (por ejemplo según el procedimiento descrito en 20 la US 6.916.381); y la glucosa se purifica y luego se convierte en fructosa y pasa a enriquecer la fracción de fructosa inicial. La GB 949 293 se refiere a un procedimiento de preparación de un jarabe de azúcares con alto contenido de fructosa, en el cual se hidroliza la sacarosa para así convertirla en fructosa y glucosa, se realiza una isomerización de la glucosa en fructosa y finalmente se efectúa una concentración.

Se ha propuesto igualmente preparar composiciones concentradas en fructosa mediante hidrólisis de la 25 inulina (un polisacárido de fructosa) sacada de las raíces de achicoria, los bulbos de dalia y los tubérculos de topinambur.

La invención tiene por objeto proponer un procedimiento de preparación de jarabes de azúcares con alto contenido de fructosa que pueda ponerse en práctica a partir de productos de partida que no sean plantas sacaríferas, plantas ricas en almidón y/o plantas ricas en inulina. 30

En la totalidad del texto, la expresión “jarabe de azúcares con alto contenido de fructosa” se utiliza para designar una composición concentrada en azúcares que contiene al menos un 95% de fructosa, con respecto al peso total de materia seca, y/o al menos un 98% de fructosa, con respecto al peso total de azúcares. En aras de la simplificación, podrá también utilizarse la expresión “jarabe de fructosa según la invención” para designar a un jarabe de azúcares de este tipo. 35

La invención pretende proponer un procedimiento que esté destinado a ser puesto en práctica a escala industrial, y que, en padrticular en virtud de su funcionamiento, de la selección de la materia prima y de la calidad del producto final, permita competir con los tradicionales procedimientos de preparación de “jarabes de fructosa”.

La invención pretende además proponer una instalación industrial que permita la puesta en práctica de un procedimiento de este tipo. 40

A tal efecto, la invención se refiere a un procedimiento de preparación de un jarabe de azúcares con alto contenido de fructosa, en el cual:

- se prepara un zumo azucarado clarificado y desmineralizado a partir de al menos una materia prima vegetal de partida,

- se trata dicho zumo azucarado clarificado y desmineralizado para así hidrolizar la sacarosa en fructosa y en 45 glucosa; y se obtiene entonces una composición de azúcares simples que comprende una fracción de fructosa, llamada primera fracción de fructosa, y una fracción de glucosa,

- se separa la fracción de glucosa de la primera fracción de fructosa, y se realiza una isomerización en fructosa de la glucosa contenida en dicha fracción de glucosa, para así formar una nueva fracción de fructosa, llamada segunda fracción de fructosa, 50

- se combinan las fracciones primera y segunda de fructosa, y se las concentra en un jarabe de azúcares rico en fructosa.

Un procedimiento de preparación según la invención está caracterizado por el hecho de que:

1) al menos una materia prima vegetal de partida proviene de al menos una fruta que contiene naturalmente sorbitol,

2) comprende una etapa de eliminación al menos parcial del sorbitol.

Ventajosamente y según la invención, dicha materia vegetal proviene de al menos una fruta seleccionada de entre los miembros del grupo de consta de las manzanas, las peras, las ciruelas, las ciruelas pasas, los 5 melocotones, las nectarinas, los albaricoques y las uvas. Dicho de otro modo, un procedimiento de preparación de un jarabe de azúcar con alto contenido de fructosa según la invención está caracterizado por el hecho de que se pone en práctica a partir de al menos una fruta seleccionada de entre los miembros del grupo que consta de las manzanas, las peras, las ciruelas, las ciruelas pasas, los melocotones, las nectarinas, los albaricoques y las uvas.

Ventajosamente y según la invención, a partir de dicha materia vegetal se extrae un primer zumo que se 10 trata para obtener un zumo azucarado clarificado y desmineralizado que tiene un color inferior al 45 ICUMSA y presenta una tasa de cenizas conductimétricas inferior a un 0,4%. Este primer zumo puede obtenerse con cualquier técnica de extracción de zumo de frutas – especialmente por trituración-filtración y/o por prensado – a partir de una fruta o de varias frutas. Del mismo modo, este primer zumo puede estar constituido por una mezcla de varios zumos de frutas obtenidos cada uno mediante extracción de zumo de frutas a partir de una o varias frutas. 15

Un procedimiento según la invención está también caracterizado por el hecho de que comprende igualmente una etapa de eliminación al menos parcial del sorbitol. Este sorbitol está naturalmente presente en al menos una fruta que entra en la composición de la materia prima vegetal de partida.

La invención se refiere así a un procedimiento de preparación de jarabes de azúcares con alto contenido de fructosa que está específicamente adaptado a la transformación de frutas en las cuales está naturalmente presente 20 sorbitol, tales como las manzanas, las peras, las ciruelas, las ciruelas pasas, los melocotones, las nectarinas, los albaricoques y las uvas. Además del hecho de que se parte de las frutas más producidas en Europa, y en particular en Francia, las frutas a las que apunta la invención registran cada año una elevada tasa de retirada del mercado. La invención les abre ventajosamente una nueva vía de transformación industrial.

Un procedimiento según la invención es del tipo que comprende una etapa de separación de una fracción 25 de glucosa y una fracción de fructosa tras hidrólisis de la sacarosa, y una etapa de conversión de la glucosa en fructosa; cual es el caso de la preparación de jarabes de fructosa que hasta la actualidad ha venido siendo puesta en práctica a partir de plantas sacaríferas.

A este respecto hay que señalar que las propiedades fisicoquímicas y la composición de las frutas a las que apunta la invención (las manzanas, las peras, las ciruelas, las ciruelas pasas, los melocotones, las nectarinas, los 30 albaricoques y las uvas), que son bien distintas de las de las plantas sacaríferas, no permiten aplicar a tales materias primas a las que se apunta en este caso los procedimientos de extracción y transformación que son como los que han venido siendo utilizados hasta la fecha con las plantas sacaríferas, y hacen por consiguiente que estas frutas sean a priori impropias para una utilización de este tipo.

En particular, en un procedimiento según la invención los parámetros de trabajo de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de preparación de un jarabe de azúcares con alto contenido de fructosa, en el cual:

- se prepara un zumo azucarado clarificado y desmineralizado a partir de al menos una materia prima vegetal de partida,

- se trata dicho zumo azucarado clarificado y desmineralizado para así hidrolizar la sacarosa en fructosa y en glucosa; y se obtiene entonces una composición de azúcares simples que comprende una fracción de fructosa, 5 llamada primera fracción de fructosa, y una fracción de glucosa,

- se separa la fracción de glucosa de la primera fracción de fructosa, y se realiza una isomerización en fructosa de la glucosa contenida en esta fracción de glucosa, para así formar una nueva fracción de fructosa, llamada segunda fracción de fructosa,

- se combinan las fracciones primera y segunda de fructosa, y se las concentra en un jarabe de azúcares rico en 10 fructosa, estando dicho procedimiento caracterizado por el hecho de que:

1) al menos una materia prima vegetal de partida proviene de al menos una fruta que contiene naturalmente sorbitol,

2) comprende una etapa de eliminación al menos parcial del sorbitol.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha materia vegetal 15 proviene de al menos una fruta seleccionada de entre los miembros del grupo que consta de las manzanas, las peras, las ciruelas, las ciruelas pasas, los melocotones, las nectarinas, los albaricoques y las uvas.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que a partir de dicha materia vegetal se extrae un primer zumo que se trata para obtener un zumo azucarado clarificado y desmineralizado que tiene un color inferior al 45 ICUMSA y presenta una tasa de cenizas conductimétricas inferior a 20 un 0,4%.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que para obtener dicho zumo azucarado clarificado y desmineralizado, se somete al primer zumo a las etapas de tratamiento siguientes:

- una centrifugación del orden de 5000-14000 g,

- una ultrafiltración con una membrana porosa con un umbral de corte comprendido entre 1 kDa y 50 kDa, 25

- una electrodiálisis; seleccionándose parámetros de trabajo adaptados para permitir una eliminación al menos parcial de las cargas iónicas de dicho primer zumo;

- una cromatografía en una resina de intercambio aniónico y una cromatografía en una resina de intercambio catiónico.

5. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado por el hecho de que la electrodiálisis se realiza 30 con parámetros de trabajo seleccionados para permitir la obtención de una composición líquida con una conductividad a 50ºC inferior a 800 µS.cm-1.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado por el hecho de que dichas cromatografías se realizan en resinas intercambiadoras de iones con una resina catiónica fuerte y una resina aniónica débil, con parámetros de trabajo adaptados para permitir la obtención de un zumo azucarado decolorado y 35 desmineralizado que tiene una tasa de cenizas conductimétricas inferior a un 0,4%.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que se utiliza una enzima con actividad de -D-fructofuranosidasa en forma inmovilizada para realizar la hidrólisis de la sacarosa contenida en el zumo azucarado decolorado y desmineralizado.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que para convertir 40 la glucosa en fructosa se utiliza una enzima con actividad de glucosa-isomerasa en forma inmovilizada.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que a partir de la composición de azúcares simples se realizan las siguientes etapas de purificación e isomerización:

- se somete a dicha composición de azúcares simples a una cromatografía de elución en una columna de resina catiónica Ca2+ adaptada para una separación de glucosa-fructosa; y se obtiene así dicha primera fracción de 45 fructosa y dicha fracción de glucosa,

- luego se somete a la fracción de glucosa a una isomerización de la glucosa en fructosa, luego se realiza una cromatografía de elución en una columna de resina catiónica Ca2+ adaptada para la separación de glucosa-fructosa; y se recupera dicha segunda fracción de fructosa,

- se combinan dichas fracciones primera y segunda de fructosa para así formar una nueva fracción de fructosa, que se somete a una cromatografía de elución en una columna de resina catiónica Ca2+ adaptada para una separación de fructosa-sorbitol; seleccionándose parámetros de trabajo adaptados para permitir obtener una fracción de fructosa final con un contenido de sorbitol inferior o igual a un 5%, con respecto al peso total de materia seca de la fracción. 5

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por el hecho de que la fracción de fructosa final se somete a:

- una desmineralización por cromatografía en resinas intercambiadoras de iones,

- un tratamiento sobre carbón activo,

- una etapa de concentración. 10

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que dicha desmineralización se realiza con parámetros de trabajo adaptados para permitir la obtención de una composición con una tasa de cenizas conductimétricas inferior a un 0,2%.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que, para evitar los riesgos de contaminación, se concentra al menos una composición de azúcares seleccionada de entre los 15 miembros del grupo que consta de dicho zumo azucarado decolorado y desmineralizado, dicha composición de azúcares simples, una de dichas fracciones de fructosa y dicha fracción de glucosa hasta obtener una concentración de azúcares al menos del orden de un 60%, con respecto al peso total de la composición.

13. Instalación que es para la preparación de un jarabe de azúcares con alto contenido de fructosa y comprende: 20

 medios de extracción adaptados para permitir extraer un primer zumo de al menos una materia prima vegetal de partida sacada de al menos una fruta que contiene naturalmente sorbitol;

 un equipo de refinación para preparar, a partir de dicho primer zumo, un zumo azucarado decolorado y desmineralizado que tiene un color inferior al 45 ICUMSA y una tasa de cenizas conductimétricas inferior a un 0,4%, 25

 un reactor (13) que comprende una enzima con actividad de -D-fructofuranosidasa,

 medios (15) que permiten realizar una separación de una fracción de fructosa y de una fracción de glucosa a partir dicha composición de azúcares simples,

 un reactor (19) que comprende una enzima con actividad de glucosa-isomerasa,

 medios que permiten una eliminación del sorbitol. 30

14. Instalación según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho de que comprende una columna (15) de cromatografía de elución que encierra una resina catiónica Ca2+, está dotada de dos válvulas de salida de funcionamiento alternado y está adaptada para poder realizar según maniobra ya sea una separación de glucosa-fructosa, o bien una separación de fructosa-sorbitol.

15. Instalación según una de las reivindicaciones 13 o 14, caracterizada por el hecho de que comprende un 35 equipo adaptado para realizar un tratamiento de acabado de una composición de fructosa que consiste en una desmineralización, una desodorización, una decoloración, una eliminación de la patulina potencialmente presente, y una concentración; donde dicho equipo comprende:

- una columna de cromatografía (23a; 23b) que encierra un lecho mixto de dos resinas: un intercambiador catiónico fuertemente ácido y un intercambiador aniónico fuertemente básico, 40

- una columna (25) de carbón activo, acoplada a la salida a un dispositivo de filtración,

- un evaporador que funciona bajo vacío y a baja temperatura.