Procedimiento de separación de los surfactantes presentes de licores de lavado de maíz y usos.

La presente invención describe un procedimiento para la separación de los surfactantes presentes en los licores de lavado de maíz basados en la extracción con disolventes orgánicos.

Además, una vez extraídos los biosurfactantes de los licores de lavado de maíz, se ha evaluado la capacidad nutricional de estos licores de lavado de maíz, utilizando bacterias lácticas, observándose que su capacidad nutricional se mantiene.

Procedimiento de separación de los surfactantes presentes en los licores de lavado de maíz y usos Sector de la técnica Los surfactantes son compuestos que debido a la presencia de grupos hidrofóbicos e hidrofílicos se pueden situar en las interfases de fluidos con diferentes grados de polaridad (agua/aceite y aceite/agua) , formando una película y reduciendo la tensión superficial del medio. Una sustancia o producto se considera que tiene capacidad surfactante cuando este es capaz de reducir la tensión superficial del agua en 8 unidades (Busscher H., (1994) . App/. Microbio/. Biot. 41, 4-7) , aunque un buen surfactante es aquel producto o compuesto que reduce la tensión superficial del agua en más de 20 unidades (Mulligan c., Gibbs B., (1993) . Biosurfactants: production Properties and Applications. Marcel Dekker, New York, 329-371.) .Las propiedades de los surfactantes, entre las que destacan la detergencia, poder emulgente, lubricación, capacidad espumante y solubilización y dispersión de fases proporcionan a los surfactantes un gran número de aplicaciones industriales.

Muchos de estos compuestos surfactantes son producidos por organismos vivos tales como plantas, microorganismos, o el propio organismo humano, siendo considerados como surfactantes naturales frente a los surfactantes sintéticos obtenidos por vía química, denominándose de este modo, biosurfactantes, que pueden llegar a ser más efectivos que los surfactantes convencionales. Entre las ventajas de los biosurfactantes obtenidos de forma natural se puede destacar: a) Se necesita menor concentración de biosurfactante para reducir la tensión superficial. b) Toleran mejor los cambios de pH, temperatura y fuerza iónica pudiendo ser utilizados en un mayor rango de condiciones. c) Son biodegradables por lo que no causan problemas medio ambientales. d) Presentan una toxicidad muy baja, por lo que pueden utilizarse con toda seguridad en la industria farmacéutica, cosmética y alimentaria (Desai, J.D., Banat, I.M., (1997) . Microbio/. Mo/. Bio/. R. 61 (1) , 47-64.) .

Los biosurfactantes presentan numerosas aplicaciones (Banat, I.M., (2000) . Water Studies. 8, 177-185.) , de las que se destaca su empleo en: La industria alimentaria los biosurfactantes se utilizan para mejorar la reología de los productos facilitando la formación de emulsiones. Otro campo, aunque incluido en el sector de la alimentación, en el que los biosurfactantes podrían desempeñar un papel importante es en la elaboración de envases activos que impidiesen la adhesión de microorganismos patógenos a su superficie aumentando, de este modo, la vida útil de los alimentos. Existen trabajos que ponen de manifiesto dicha propiedad. (Gudiña, E. J., (2010) . Lett. App/. Microbio/. 50 (4) , 419-424) .

Productos de higiene y cosméticos. Debido a su compatibilidad con la piel, los biosurfactantes pueden emplearse en todo tipo de productos de higiene y cosméticos. La obtención de biosurfactantes por aCClOn enzimática (principalmente lipasas) sobre moléculas hidrofóbicas promovió un nuevo direccionamiento de estos compuestos, fundamentalmente para su utilización en productos de este tipo, es decir, de higiene y cosméticos.

Aplicaciones terapéuticas. La industria farmacéutica es otra de sus aplicaciones más importantes (Rodrigues, L., (2004) . App/. Microbio/. Hiot. 66 (3) , 306-311) . La surfactina, uno de los biosurfactantes más conocido, posee varias aplicaciones médico-farmacéuticas muy interesantes como la inhibición de la formación de coágulos, formación de canales iónicos en membrana, actividad antibacteriana, antifúngica, antiviral yantitumoral.

Biosurfactantes en la agricultura. Los biosurfactantes son empleados en agricultura especialmente en formulaciones de herbicidas y pesticidas. Los compuestos activos de estas formulaciones generalmente son hidrofóbicos, siendo necesarios agentes emulgentes para dispersarlos en soluciones acuosas.

Biocorrección. Los biosurfactantes permiten reducir el impacto ambiental causado por diversos residuos liberados al medio ambiente como por ejemplo los hidrocarburos (Moldes, A. B., (2011) . j. Agr. Food Chem. 59 (17) , 9443-9447) . Existen numerosos microorganismos que son capaces de degradar hidrocarburos de cadena larga como el petróleo, aunque para ello estos hidrocarburos deben de estar biodisponibles. La mayoría de los hidrocarburos causantes de contaminación son altamente insolubles en agua generando muchas veces uniones hidrofóbicas a determinadas superficies, como las rocas, por lo que se hace muy difícil su eliminación. Esto es debido a que los microorganismos que pueden degradarlos no son capaces de acceder a ellos por no estar biodisponibles. Los biosurfactantes actúan produciendo emulsiones o solubilizando los hidrocarburos o compuestos insolubles en agua, contribuyendo así a su biodisponibilidad. Es por esto que en el campo de la biocorrección se está intentando encontrar microorganismos productores de sustancias biosurfactantes que favorezcan la biodisponibilidad de estos hidrocarburos. Los biosurfactantes también son útiles en la biocorrección de ambientes contaminados con metales pesados tóxicos como el uranio, cadmio o plomo.

Por otra parte, los licores de lavado de maíz (ttcorn steep liquid") se obtienen mediante lavado de los granos de maíz con agua caliente, con el fin de hincharlos y extraer el almidón (US Patent, 4, 980, 282) . Estos licores tienen bajo contenido en azúcares reductores, así como bajo contenido en lisina libre, histidina, arginina, ácido aspártico y tirosina. Por otra parte tienen elevado contenido en ácido láctico (US Patent 4, 980, 282) . En los últimos años ha que dado ampliamente demostrada la aplicación de los licores de lavado de maíz como suplemento nutricional en procesos fermentativos, durante la producción de productos como alcoholes, lipasas, ácido láctico o ácido málico, entre otros, sustituyendo a nutrientes tan costosos como el extracto de levadura o la peptona (Rivas B., (2004) . Int. J. Food Microbio/. 97 (1) , 93-98) . Este hecho ha repercutido en la obtención de productos biotecnológicos a un menor coste.

Estado de la Técnica Las ventas anuales de surfactantes están en torno a unos 23, 9 millones de dólares (Market Report, (2008) . World Surfactant Market: markets, products, applications, innovations, chances & risks, competition, prospects to 2015, Germany: Active Market Intelligence.) con una producción global de cerca de 13 millones de toneladas (Rust D., (2008) . Surfactants: a market opportunity study update, Midland, MI: OmniTech International Ud; Levison M. l., (2009) . Surfactant production: present realities and future perspectives. In: U. Zoller (ed) Handbook of detergents part F: production, Boca Raton, FL: 142, 1-38.) , pero la mayoría de estos surfactantes no son biodegradables y pueden generar problemas medioambientales cuando son utilizados para determninados fines como el tratamiento de suelos o aguas contaminadas. Por esta razón es de interés la obtención de biosurfactantes que sean biodegradables y no degraden el medio ambiente. Algunos microorganismos son capaces de producir biosurfactantes, aunque de momento su producción industrial no ha sido del todo desarrollada debido a que los procesos de producción y purificación resultan bastante costosos (W02006136178 (Al) , JP2003320367 (A) ) .

En este sentido nadie ha evaluado hasta el momento la capacidad tensoactiva de los licores de lavado de maíz, ni existen trabajos en los que se hayan extraído estos biosurfactantes de dicha corriente residual.

Se propone la extracción de los biosurfactantes contenidos en los licores de lavado de maíz, también denominado "corn steep liquid", para su utilización como agente tenso-activo, surfactante o detergente en diferentes campos (industria alimentaria; industria cosmética; industria farmacéutica; en la biocorreción de aguas y suelos contaminados; así como en la agricultura y en aplicaciones terapéuticas) . Además los licores de lavado de maíz exentos de los biosurfactantes mantienen sus propiedades nutricionales y puede ser utilizado como suplemento nutricional en medios fermentativos.

Explicación de la invención El protocolo seguido se presenta esquematizado en la Figura l.

Extracción de biosurfactantes a partir de los licores de lavado de maíz

Inicialmente, se prepararon disoluciones seriadas de licores de lavado de maíz (SIGMA ALDRICH, con 50% en sólidos) hasta 20 gil, con el fin de calcular la concentración micelar crítica (CMC) del licor de lavado de maíz. La CMC de un detergente o de un biosurfactante se define como aquella concentración de detergente a partir de la cual la tensión superficial del agua no se ve disminuida.

Tras la disolución... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de separación de los surfactantes presentes en los licores de lavado de maíz ("corn steep liquid") caracterizado por comprender las siguientes etapas; a) dilución de los licores de lavado de maíz con agua, b) extracción de la los licores con un disolvente orgánico o una mezcla de disolventes orgánicos, c) separación de las fases, d) destilación de los componentes volátiles de la fase orgánica.

2. Procedimiento de separación de los surfactantes presentes en los licores de lavado de maíz, según reivindicación 1, caracterizado porque la concentración de la disolución de los licores de lavado de maíz en agua de la etapa a) está comprendida entre 5 gr /L a 25 gr/L.

3. Procedimiento de separación de los surfactantes presentes en los licores de lavado de maíz, según reivindicación 1, caracterizado porque el disolvente orgánico utilizado en la extracción de la etapa b) es isoamyl alcohol, cloroformo, 1, 2-dicloroetano, acetato de etilo, tetrahidrofurano, tributil fosfato, metil butil éter; dietileter, tricloroeteno, hexano, heptano, xileno o diclorometano o cualquier mezcla de estos.

4. La utilización o uso del material obtenido utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como agente tenso-activo, detergente o surfactante.

5. La utilización o uso del material obtenido utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como agente tenso-activo, detergente o surfactante para el tratamiento de aguas y suelos contaminados con sustancias hidrofóbicas.

6. La utilización o uso del material obtenido utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como agente tenso-activo, detergente o surfactante para para mejorar la reología de productos alimenticios.

7. La utilización o uso del material obtenido utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como agente tenso-activo, detergente o surfactante en la formulación de productos farmacéuticos y cosméticos.

8. La utilización o uso del material obtenido utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como agente tenso-activo, detergente o surfactante con fines terapéuticos.

9. La utilización o uso del material obtenido utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como agente tenso-activo, detergente o surfactante en formulaciones de herbicidas y pesticidas.

10. La utilización o uso del material de la fase acuosa que se obtiene utilizando el procedimiento según las reivindicaciones 1-3, como medio nutricional para fermentaciones.