Procedimiento de trituración reactiva de semillas de ricino.

Procedimiento para el tratamiento de semillas de ricino, teniendo dichas semillas un índice de acidez inferior a 2 mg de KOH/g y conteniendo ricino y alérgeno CB-1A,

comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

i) una etapa de acondicionamiento de semillas;

ii) una etapa de puesta en contacto de las semillas acondicionadas con un alcohol ligero anhidro y un catalizador alcalino en condiciones de temperatura y tiempo suficientes para permitir la extracción y la transesterificación del aceite vegetal y produciendo una mezcla que comprende ésteres de ácidos grasos y glicerol, y un turtó.

caracterizado porque la etapa i) comprende operaciones de aplanamiento y de secado de los granos.

Procedimiento de trituración reactiva de semillas de ricino.

La presente invención se refiere a un procedimiento de trituración reactiva de semillas de ricino que permite, partiendo de semillas de ricino específicamente acondicionadas y en presencia de alcohol ligero y de catalizador básico, efectuar una sola etapa la trituración y la reacción de transesterificación de los triglicéridos presentes en el aceite de ricino, para obtener de manera simultánea un turtó, glicerol y ésteres de ácidos grasos, particularmente de ácido ricinoleico. Estos últimos se utilizan principalmente en la fabricación del ácido 11-amino undecanoico, monómero constitutivo de Rilsan® 11, que es una poliamida con propiedades físicas excepcionales, desarrollado por la solicitante. Además, el procedimiento según la invención permite obtener un turtó completamente desintoxicado y desalergenizado en el que la toxina y el alérgeno se han inactivado. Los turtós obtenidos por el procedimiento de tratamiento de semillas de ricino según la invención mantienen un interés nutricional y pueden utilizarse directamente en alimentación animal, sin constituir un peligro para la salud de las personas que los manipulan.

Se sabe preparar, a partir de semillas de plantas oleaginosas, ésteres de ácidos grados, en dos etapas, es decir una etapa de extracción de aceite en presencia de disolvente y una etapa de transesterificación de este aceite en presencia de alcohol y catalizador, para obtener una fase éster y una fase glicerol.

Los documentos US 7 112 229 y US 2005/0011112 de Petrobas describen un procedimiento de obtención de ésteres de ácidos grasos para una aplicación biodiesel. El procedimiento descrito se realiza únicamente en modo discontinuo (reacción en lecho agitado) . El procedimiento se realiza a partir de semillas de plantas oleaginosas ricas en aceites (que tienen un contenido de triglicéridos que varía del 15 al 70 % en peso) . Este procedimiento comprende una etapa previa de acondicionamiento de las semillas, durante la cual:

- las semillas se descascarillan y después se limpian con un tamiz vibrador, -las semillas limpias se secan para reducir su contenido de humedad a menos del 0, 5 % en peso.

Las semillas secas se introducen en un reactor con alcohol anhidro; esta mezcla heterogénea se transforma en una suspensión homogénea mediante un agitador. Es entonces cuando un catalizador básico se introduce en el reactor. A continuación esta mezcla de reacción se calienta durante 30 a 90 minutos a una temperatura de 30 a 78 ºC, lo que conduce a la transesterificación de los triglicéridos en ésteres con un índice de conversión elevado, comprendido entre el 98 y 100 %.

Sin embargo, este procedimiento presenta los siguientes inconvenientes:

- sobrecoste de producción vinculado al uso de un equipo de descascarillado;

- generación de productos secundarios sólidos de escaso valor añadido (cáscaras) ;

- mala estabilidad mecánica del turtó;

- formación de restos responsables de la obstrucción de los filtros;

- en el caso de semillas de ricino, peligro tóxico y alergénico debido a la tendencia de los restos secos a disiparse en el aire del ambiente.

En efecto, la semilla de ricino contiene, además de una poderosa toxina (el ricino) , alcaloides tóxicos tales como ricinina y ricidinina, así como una proteína muy alergénica (CB-1A) que, activa a concentraciones del orden de ppm (cuando su concentración en peso es del 6, 1 al 9 % en la semilla descascarillada desgrasada y del 0, 09 al 4, 2 % en los turtós comerciales desgrasados, según Anandan et al. Animal Feed Science & Technology, 120 (2005) 159-168) puede provocar reacciones cutáneas severas e irritaciones graves del sistema respiratorio en seres humanos. El calor destruye el ricino y por tanto puede inactivarse calentando el turtó. En lo que respecta a la ricinina y a la ricidinina, estas están presentes en muy pocas cantidades y no plantean problemas de toxicidad en la medida en que en el turtó de ricino solo intervienen en cantidades limitadas en la formulación de alimentos para el ganado.

Como consecuencia, el único punto crítico durante la valoración del turtó de ricino es la proteína alergénica CB-1A, que puede resistir la desnaturalización térmica. Con esta finalidad, se han efectuado numerosos estudios para desarrollar un método de desnaturalización de esta proteína; dando lugar la mayoría de ellos a tratamientos eficaces, aunque las proteínas restantes presentes en el turtó también se degradan y el turtó pierde entonces su interés nutritivo.

A partir del documento US 3.101.266 se sabe cómo realizar la desalergenización y desintoxicación de turtós de ricino mediante un tratamiento a base de una mezcla de agua y Ca (OH) 2 para obtener un pH de 9, 5 a 12, 5 en el turtó después de calentarlo durante 1 h a 100-120 ºC. Para que este tratamiento sea eficaz, la concentración de Ca (OH) 2 debe ser al menos del 8 % en peso con respecto al peso del turtó para una temperatura de calentamiento mínima de 100 ºC y al menos del 2 % para una temperatura de 120 ºC. A pesar de que este procedimiento requiera una etapa complementaria larga y costosa, la adición de calcio contribuye a estabilizar los fitatos, compuestos antinutricionales de los turtós según un proceso de formación de complejos en el que interviene el calcio y el ácido fítico y que conduce a la formación de sales estables, insolubles, no digeribles por el animal (ver la publicación de Mikic A. et al., « Anti-nutritional Factors in Some Grain Legumes », Biotechnol. Anim. Husbandr y 25 (5-6) , 1181-1188, 2009) . Esto lo confirma la publicación de Ekop A.S. et al, E - J. Chem. 5 (4) , 736-741,

Por tanto es deseable disponer de un procedimiento de tratamiento de semillas de ricino que permita inactivar, de manera sencilla, rápida y asequible, además del ricino, el potente alérgeno CB-1A, lo que posibilitaría por un lado, la manipulación sin peligro para el hombre, y por otro lado, el uso del turtó de ricino en alimentación animal. Esto es particularmente significativo para la economía de países que son grandes productores de aceite de ricino (India, China, Brasil) , ya que aunque el aceite de ricino tiene múltiples usos industriales, los turtós de ricino aún no encuentran uso a escala industrial, particularmente debido a los problemas de alergias citados anteriormente.

La presente invención propone ofrecer un procedimiento de tratamiento de las semillas de ricino que limite el número de etapas del tratamiento de las semillas y la manipulación de turtó, con miras a una aplicación industrial en modo continuo para producir ésteres de ácido ricinoleico, y que permita destruir « en origen » la toxina y el alérgeno presentes en la semillas de ricino, conservando si fuese posible un valor nutritivo del turtó. Otra ventaja del procedimiento frente los procedimientos convencionales reside en la poca cantidad de agua que se requiere utilizar. Las operaciones de refinado del aceite bruto, por ejemplo, requieren mucha agua. Esta reducción de agua es una ventaja principal en el ámbito del desarrollo de esta tecnología en los países en vías de desarrollo y en menor medida en los países ricos ya que el agua tiende a ser una comodidad cada vez más costosa.

Para ello, la invención tiene por objeto un procedimiento de tratamiento de semillas de ricino, teniendo dichas semillas un índice de acidez inferior a 2 mg de KOH/g, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

i) una etapa de acondicionamiento de semillas; ii) una etapa de puesta en contacto de las semillas acondicionadas con un alcohol ligero anhidro y un catalizador alcalino en condiciones de temperatura y tiempo suficientes para permitir la extracción y la transesterificación simultáneas del aceite vegetal y conduciendo a la obtención de una mezcla que comprende ésteres de ácidos grasos y glicerol, y un turtó.

El procedimiento según la invención, permite hacer reaccionar « en la planta » el alcohol ligero con el aceite contenido en el núcleo de la semilla. En este procedimiento, el alcohol desempeña, de manera simultánea, la función de disolvente y de reactivo.

De manera característica, las semillas se acondicionan mediante una serie de operaciones que comprenden una etapa de aplanamiento y una etapa de secado de las mismas.

Según las condiciones empleadas, el procedimiento según la invención puede conducir directamente a la obtención de un turtó desintoxicado. En una variante de realización, el turtó se somete a una etapa de secado complementaria, en condiciones de temperatura y tiempo suficientes para inactivar el ricino y el alérgeno CB-1A. En otras... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de semillas de ricino, teniendo dichas semillas un índice de acidez inferior a 2 mg de KOH/g y conteniendo ricino y alérgeno CB-1A, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:

i) una etapa de acondicionamiento de semillas; ii) una etapa de puesta en contacto de las semillas acondicionadas con un alcohol ligero anhidro y un catalizador alcalino en condiciones de temperatura y tiempo suficientes para permitir la extracción y la transesterificación del aceite vegetal y produciendo una mezcla que comprende ésteres de ácidos grasos y glicerol, y un turtó.

caracterizado porque la etapa i) comprende operaciones de aplanamiento y de secado de los granos.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa i) también comprende precalentar las semillas a una temperatura inferior o igual a 100 ºC, efectuándose la operación de precalentamiento antes del aplanamiento.

3. El procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, en el que la operación de secado de las semillas aplanadas de la etapa i) se realiza rápidamente después del aplanamiento, en menos de una hora, preferentemente después de 5 a 10 minutos, a una temperatura suficiente para reducir el contenido de humedad de las semillas al 2% en peso o menor.

4. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la etapa ii) comprende una primera reacción efectuada a una temperatura que varía de 30 a 75 ºC, preferentemente a aproximadamente 50 ºC, durante 15 a 60 minutos, preferentemente de 20 a 40 minutos, seguido de una extracción con alcohol efectuada en 3 a 9 fases y a contracorriente.

5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la operación de aplanamiento se efectúa mediante un aplanador mecánico de rodillo.

6. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las etapas i) y ii) se realizan en modo continuo.

7. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el alcohol ligero es metanol y el catalizador alcalino es sosa.

8. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la proporción en peso catalizador/alcohol/semillas comprende el intervalo de 0, 001 a 0, 01/0, 1 a 5/1.

9. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la mezcla que comprende ésteres de ácidos grasos y de glicerol se somete a una etapa de decantación que permite obtener una fase superior compuesta predominantemente de ésteres grasos de ácido ricinoleico y una fase inferior compuesta predominantemente de glicina y de agua.

10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que dicha fase superior se somete a una sucesión de reacciones químicas que producen ácido 11-aminoundecanoico.

11. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 10, en el que, cuando las semillas de ricino se mezclan con semillas oleaginosas en una proporción que varía de 1:1 a 1:10, se obtiene una mezcla de ésteres metílicos de ácidos grasos que comprende del 15 al 75 %, preferentemente del 30 al 75 % en peso de ésteres metílicos de ácido ricinoleico.

12. El procedimiento según la reivindicación 11, en el que dicha mezcla de ésteres metílicos se utiliza como biocarburante.

13. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el turtó obtenido se somete a una etapa de secado en condiciones de temperatura y tiempo suficientes para inactivar el ricino y el alérgeno CB-1A.

14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que el secado del turtó se efectúa en un horno con ventilación durante 4 h a una temperatura inferior o igual a 200 ºC, preferentemente inferior o igual a 150 ºC e incluso más preferentemente inferior o igual a 120 ºC.

15. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende mezclar el turtó de ricino en estado húmedo con turtós de sal (Shorea robusta) .

16. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que comprende una etapa de adición de taninos y/o polifenoles, en forma de soluciones destinadas para sumergir los turtós obtenidos, durante un tiempo suficiente para inactivar el ricino y el alérgeno CB-1A.

17. Un turtó que puede obtenerse mediante el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11 y 13 a 16, que 5 presenta:

-un grado de desintoxicación de ricino de al menos 90 % y preferentemente de al menos 95 %, de actividad, como se mide por medio de un ensayo ELISA,

-ningún poder sensibilizante debido al alérgeno CB-1A, evaluado mediante el ensayo LLNA,

-y un nivel de iones Ca2+ que es inferior al 1% en peso con respecto al peso del turtó.

18. La utilización del turtó según la reivindicación 17 en la alimentación animal.