Procedimiento de producción enzimática de un agente de tratamiento en estado fluido.

Procedimiento de producción enzimática de un agente de tratamiento en estado líquido que comprende en estado libre el ion hipotiocianito (OSCN -),

donde:

a) se forma y se pone en movimiento un baño de reacción acuoso que comprende:

- un sustrato oxidable en fase acuosa seleccionado de tiocianato de sodio (NaSCN) o tiocianato de potasio (KSCN),

- un donador de oxígeno seleccionado de peróxido de hidrógeno,

- un agente coagulante seleccionado de entre sales de aluminio o sales de hierro,

- un agente espesante seleccionado de entre arcillas, caolín, sílice o silicatos,

- un agente floculante seleccionado de entre floculantes poliméricos aniónicos o catiónicos, polisacáridos, heteropolisacáridos de tipo aniónico o poliacrilaminas, dicho agente floculante que se introduce en el baño de reacción acuoso después de la etapa de coagulación, y

- un agente catalizador enzimático en fase sólida y dividida, distribuido en dicho baño, siendo dicho agente catalizador lactoperoxidasa, para formar agregados de partículas sólidas, que son inertes frente al agente catalizador enzimático, dichos agregados comprenden o incorporan dicho agente catalizador en estado libre, es decir, un estado de suspensión en los agregados sin formación de enlaces iónico o covalente entre el agente catalizador y los agentes coagulante y floculante, y estando dichos agregados distribuidos en el baño de reacción acuoso,

b) se separa el baño de reacción acuoso, en una fracción enriquecida con agregado, y una fracción desprovista de agregado, a partir de la cual se obtiene el agente de tratamiento.

Procedimiento de producción enzimática de un agente de tratamiento en estado fluido La presente invención se refiere a la generación de un flujo concentrado y continuo de especies químicas oxigenadas y de sustratos oxidados, en fase líquida, que permite obtener soluciones que pueden usarse, por ejemplo, para el lavado, la descontaminación, la esterilización de diferentes productos alimentarios como el agua, pero también de materiales industriales, así como para la descontaminación y el saneamiento de fluidos y para la preparación de productos alimentarios, farmacéuticos y cosméticos.

Se conoce el uso para este fin de sistemas enzimáticos antimicrobianos naturales, como las oxidorreductasas, por ejemplo, el sistema lactoperoxidasa, y se han descrito numerosas aplicaciones.

Las propiedades de este sistema enzimático han sido estudiadas especialmente en "The lactoperoxidase system chemistr y and biological significance" (1985) Marcel Dekker, Inc., Nueva York, Cap. 8, pág. 143-178.

Este sistema antimicrobiano de lactoperoxidasa/tiocianato/peróxido de hidrógeno se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente EP-A-0.397.227 e incluye esquemáticamente tres componentes:

- una enzima: la lactoperoxidasa,

- un sustrato oxidable: el ion tiocianato (SCN -)

- un donador de oxígeno: el peróxido de hidrógeno.

En este sistema, en medio líquido, la lactoperoxidasa cataliza la reacción de oxidación del tiocianato.

En presencia de peróxido de hidrógeno en cantidad suficiente y en condiciones de pH correctas, la reacción de oxidación se sigue hacia derivados oxiácidos todavía más oxidados.

Las especies químicas oxigenadas, solas o en combinación, obtenidas son de forma no limitativa, ion hipotiocianito OSCN-, iones O2SCN- y O3SCN -, aniones superóxido O2- y trióxido O3- el ion hidroxilo OH -, óxido nítrico NO, trióxido de dinitrógeno N2O3, dióxido de nitrógeno NO2, peroxinitrito ONO2, hidroperoxinitrito ONHO2, dióxido de azufre SO2, trióxido de azufre SO3, ácido sulfuroso HSO3 y ácido hipocloroso HOCl.

Las especies químicas oxigenadas citadas anteriormente son conocidas por sus efectos bacteriostático y bactericida, sobre todo frente a numerosos microorganismos como bacterias, por ejemplo, Pseudomonae, Enterobacteriaceae, como E. coli, Salmonella, Listeria o Campylobacter, formas esporuladas y protozoos, virus, levaduras u hongos.

Este sistema antimicrobiano puede usarse así para la descontaminación por acción de las especies químicas oxigenadas obtenidas, especialmente los iones tiocianatos oxidados como OSCN -, O2SCN-, O3SCN-, que son susceptibles de interaccionar con los componentes de las membranas celulares o de oxidar los contaminantes químicos.

En presencia de un sustrato que proporciona peróxido de hidrógeno que puede ser el peróxido de hidrógeno en sí o, por ejemplo, un peróxido metálico o un sistema enzimático complementario productor de peróxido de hidrógeno, siendo este sistema enzimático complementario, por ejemplo, una oxidorreductasa con un sustrato oxidable y de oxígeno como el sistema glucosa/glucosa-oxidasa en medio acuoso, es posible el uso del sistema completo y las propiedades de reacción de un sistema antimicrobiano semejante incluyen esquemáticamente tres etapas:

- la producción de peróxido de hidrógeno por el proveedor de peróxido de hidrógeno,

- la reacción de oxidación del tiocianato,

- la descontaminación por acciones de las especies químicas oxigenadas obtenidas.

Se han descrito numerosas aplicaciones.

Por ejemplo, según el documento WO-A-8.707.838 se describe un procedimiento para acondicionar en forma seca una composición antibacteriana que contiene lactoperoxidasa, tiocianato y un donador de oxígeno nativo con vistas a su uso ulterior.

A partir del documento US-C-5.403.450 se conoce el uso de instalaciones, en las que las oxidorreductasas están inmovilizadas, para convertir sustancias susceptibles de ser oxidadas contenidas como contaminación en el agua.

El documento JP-58.152.486 enseña, por ejemplo, la inmovilización de enzimas en partículas de polímeros para un uso repetido.

En la publicación "Comparison of the anti-bacterial activity of the hipotiocyanite anion towards streptococcus-lactis and escherichia-coli", Journal of General Microbiology, vol. 120, nº 2, 1980, páginas 513-516, Marshall y col. describen un procedimiento de preparación de un agente de tratamiento, en estado fluido, que comprende OSCN separado de la lactoperoxidasa. Sin embargo, el OSCN - así preparado está unido a sefarosa, y no se encuentra por tanto en estado libre, y presenta una estabilidad de 30 minutos aproximadamente.

Se conocen también sistemas de inmovilización de enzimas o sistemas enzimáticos en paredes de reactores, películas, bolas y otros soportes que incluyen una superficie específica importante.

Sin embargo, todos estos usos no son satisfactorios, debido al consumo excesivo de enzimas que conllevan:

- a causa de su acondicionamiento, por ejemplo, en forma seca, que implica un uso por atomización de los productos para tratar, y con ello cantidades de enzimas proporcionales a las superficies y a los volúmenes de productos para tratar,

- a causa de los bajos rendimientos de reacción de las enzimas inmovilizadas,

- a causa de la rápida degradación de las especies químicas oxigenadas que se generan.

El procedimiento según la invención permite resolver el conjunto de inconvenientes citados anteriormente porque permite producir un agente de tratamiento en estado fluido, por ejemplo, líquido, que comprende en estado libre al menos una especie química oxigenada, estable, con un rendimiento importante y una resistencia importante.

La presente invención tiene así por objeto un procedimiento de producción enzimática de un agente de tratamiento en estado líquido que comprende en estado libre el ion hipotiocianito (OSCN -) , en el que:

a) se forma y se pone en movimiento un baño de reacción acuoso que comprende:

- un sustrato oxidable en fase acuosa elegido como tiocianato de sodio (NaSCN) o tiocianato de potasio (KSCN) ,

- un donador de oxígeno elegido como peróxido de hidrógeno,

- un agente coagulante elegido entre sales de aluminio o sales de hierro,

- un agente espesante elegido entre arcillas, caolín, sílice o silicatos,

- un agente floculante elegido entre floculantes poliméricos aniónicos o catiónicos, polisacáridos, heteropolisacáridos de tipo aniónico o poliacrilaminas, siendo este introducido en el baño de reacción acuoso después de la etapa de coagulación, y

- un agente catalizador enzimático en fase sólida y dividida distribuido en dicho baño, siendo dicho agente catalizador lactoperoxidasa,

para formar agregados de partículas sólidas inertes frente al agente catalizador enzimático, comprendiendo o incorporando dichos agregados, en estado libre, es decir, un estado de puesta en suspensión en los agregados sin formación de enlace iónico o covalente entre el agente catalizador y los agentes coagulante y floculante, estando dicho agente catalizador y dichos agregados distribuidos en el baño de reacción acuoso, b) se separa el baño de reacción acuoso, en una fracción enriquecida con agregado, y una fracción desprovista de agregado, a partir de la cual se obtiene el agente de tratamiento.

El procedimiento de producción enzimática según la invención consiste así en poner en contacto:

- un agente catalizador enzimático elegido como lactoperoxidasa,

- un sustrato oxidable en fase acuosa susceptible de ser oxidado por acción de un donador de oxígeno, siendo dicho donador de oxígeno peróxido de hidrógeno, por catálisis por dicho agente catalizador enzimático, generando ion hipotiocianito (OSCN -) en estado libre, siendo dicho sustrato oxidable tiocianato de sodio (NaSCN) o tiocianato de potasio (KSCN) ,

- un agente coagulante elegido entre sales de aluminio o sales de hierro,

- un agente espesante elegido entre arcillas, caolín, sílice o silicatos, y

- un agente floculante elegido entre floculantes poliméricos aniónicos o catiónicos, polisacáridos, heteropolisacáridos de tipo aniónico o poliacrilaminas,

y permite obtener un agente de tratamiento en estado líquido, que comprende en estado libre el ion hipotiocianito (OSCN-) . El agente de tratamiento así obtenido es estable durante más de 10 horas.

Se entiende por especie química oxigenada en... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de producción enzimática de un agente de tratamiento en estado líquido que comprende en estado libre el ion hipotiocianito (OSCN -) , donde:

a) se forma y se pone en movimiento un baño de reacción acuoso que comprende:

- un sustrato oxidable en fase acuosa seleccionado de tiocianato de sodio (NaSCN) o tiocianato de potasio (KSCN) ,

- un donador de oxígeno seleccionado de peróxido de hidrógeno,

- un agente coagulante seleccionado de entre sales de aluminio o sales de hierro,

- un agente espesante seleccionado de entre arcillas, caolín, sílice o silicatos,

- un agente floculante seleccionado de entre floculantes poliméricos aniónicos o catiónicos, polisacáridos, heteropolisacáridos de tipo aniónico o poliacrilaminas, dicho agente floculante que se introduce en el baño de reacción acuoso después de la etapa de coagulación, y

- un agente catalizador enzimático en fase sólida y dividida, distribuido en dicho baño, siendo dicho agente catalizador lactoperoxidasa,

para formar agregados de partículas sólidas, que son inertes frente al agente catalizador enzimático, dichos agregados comprenden o incorporan dicho agente catalizador en estado libre, es decir, un estado de suspensión en los agregados sin formación de enlaces iónico o covalente entre el agente catalizador y los agentes coagulante y floculante, y estando dichos agregados distribuidos en el baño de reacción acuoso, b) se separa el baño de reacción acuoso, en una fracción enriquecida con agregado, y una fracción desprovista de agregado, a partir de la cual se obtiene el agente de tratamiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente catalizador enzimático se introduce en el baño de reacción en estado de fase sólida y dividida.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente catalizador enzimático se introduce en el baño de reacción en fase líquida.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el sustrato oxidable se introduce en el baño de reacción acuoso en fase acuosa.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el donador de oxígeno se introduce en el baño de reacción acuoso en fase acuosa.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el agente catalizador enzimático se evacua del baño de reacción.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se lleva a cabo de manera continua o discontinua.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el agente coagulante se selecciona entre sulfato de aluminio, cloruro de aluminio, aluminato de sodio, polihidroxicloruro de aluminio, polihidroxisulfato de aluminio, polihidroxiclorosulfato de aluminio, policlorosulfato básico de aluminio, polihidroxiclorosilicato de aluminio, fluorosulfato de aluminio, sulfato ferroso, sulfato férrico, cloruro férrico y clorosulfato férrico.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se introduce de 0, 1·10-6 a 10 g/l de agente coagulante.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se introduce de 0, 1 a 100 g/l de agente espesante.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se introduce de 0, 1·10-6 a 10 g/l del agente floculante.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque se introduce en el

baño un agente corrector de pH.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque en el baño se introduce un donador de oxígeno en forma de un sistema enzimático complementario que produce peróxido de

hidrógeno, y el agente catalizador enzimático comprende, además de la lactoperoxidasa, una enzima del tipo oxidorreductasa.