Método mejorado para la isomerización de los ácidos alfa de lúpulo a ácidos iso alfa.

Un proceso para la isomerización de los ácidos alfa de lúpulo a ácidos iso alfa de lúpulo que comprende mezclar una alimentación que contiene los ácidos alfa de lúpulo con,

por lo menos, un compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno, con un par solitario de electrones, con un valor de pKb por debajo de 5, en donde la concentración de los compuestos de ácidos alfa en la mezcla de la reacción en el inicio de la reacción de isomerización es por lo menos de 0,5% en peso.

Método mejorado para la ¡somerización de los ácidos alfa de lúpulo a ácidos ¡so alfa.

ÁMB/fO DE LA /MVEMC/ÓN

La presente Invención se refiere a un proceso mejorado para la producción de ácidos ¡so alfa (¡sohumulonas) mediante la ¡somerización de los ácidos alfa de lúpulo (humulonas), tal como en la forma de un extracto de lúpulo, utilizando compuestos químicos que contienen carbono (o mezclas de los mismos) con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno (básico) con un par solitario de electrones (un par solitario de electrones es un par de electrones de valencia sin vinculación o no compartido con otros átomos). Además, la presente Invención se refiere a las composiciones de los ácidos ¡so alfa obtenidos por dicho proceso mejorado de ¡somerización y a la utilización de dichas composiciones de ácidos ¡so alfa en aplicaciones de alimentos y bebidas, particularmente como una formulación que proporcione el amargor y/o como una fuente para obtener composiciones de ácidos ¡so alfa reducidas o hidrogenadas.

AN7BCEDEM7ES DE LA /NVENC/ÓM

Tradlclonalmente, los lúpulos, en forma de conos de lúpulo o de pellets de lúpulo, se agregan durante la etapa de ebullición del mosto en el proceso de fabricación de la cerveza. Esto da como resultado la extracción de ácidos alfa (las humulonas, tales como la humulona, adhumulona, cohumulona, posthumulona y prehumulona) en el mosto dulce, los cuales bajo la Influencia de la temperatura (¡somerización térmica) son parcialmente ¡somerlzados a los ácidos ¡so alfa (¡sohumulonas) correspondientes. Estos ácidos ¡so alfa son los responsables del característico sabor amargo de la cerveza que contiene lúpulo. Los niveles típicos de ácidos alfa en el mosto al ¡nielo de la ebullición del mosto están por debajo de 0,01% en peso (por debajo de 100 ppm). Las desventajas de este enfoque tradicional de la Incorporación del lúpulo para Impartir el amargor son la extracción y la ¡somerización Ineficientes del ácido alfa a un pH del mosto, por ejemplo, un pH entre 5,2 y 5,4, lo que típicamente da como resultado unos rendimientos de ácidos ¡so alfa por debajo del 40% (Documento de patente GB 1.158.697).

Ha llegado a estar claro que la utilización de lúpulo puede ser mejorada mediante la realización de la ¡somerización del ácido alfa fuera del proceso de elaboración de la cerveza y especialmente bajo el efecto de los compuestos inorgánicos básicos. Una patente utiliza lúpulos en polvo como alimentación para el proceso los que son mezclados con óxidos de metales alcalino tórreos y posteriormente calentados bajo condiciones anaeróbicas (documento de patente US 4.123.561). Las desventajas de este proceso son la formación de sabores desagradables y la baja utilización de lúpulo. Por lo tanto, los últimos desarrollos utilizan extractos de lúpulo, obtenidos mediante la extracción de las resinas de lúpulo (entre otros los ácidos alfa) de los conos de lúpulo, en lugar de los lúpulos en polvo.

La utilización de los extractos de lúpulo en lugar de los productos tradicionales de lúpulo tiene múltiples ventajas, entre otras una composición química más consistente y más estable. De manera general, tales extractos de lúpulo son obtenidos en la actualidad por medio de una extracción con dióxido de carbono líquido o supercrítico, que elimina los problemas de la presencia de restos de pesticidas y solventes en los extractos experimentados anteriormente, cuando se aplicaban solventes de extracción orgánicos tales como el hexano. Los extractos de lúpulo obtenidos mediante el dióxido de carbono proporcionan predominantemente ácidos alfa (humulonas) junto a ácidos beta (lupulonas) y los mismos pueden ser además fraccionados con el fin de obtener extractos de lúpulo enriquecidos en ácidos alfa.

A partir de estos extractos que contienen ácidos alfa, la pre-isomerización "off-line" de ácidos alfa fuera del proceso de fabricación de la cerveza (ebullición del mosto) puede ser conseguida utilizando compuestos basados en metales alcalinos y/o en metales alcalinotérreos a través de dos métodos. El primer método aplica un medio de reacción libre de solventes mientras que en el otro método la transformación es realizada después de la adición de los solventes ya sea agua pura o agua mezclada con un solvente orgánico.

El primer enfoque está basado de manera general en los compuestos de metales alcalino tórreos, por ejemplo los óxidos metálicos alcalino tórreos (por ejemplo, MgO). Estos aceleradores inorgánicos son mezclados con el extracto que contiene el ácido alfa. Sin embargo, durante esos procesos de ¡somerización, los óxidos son por lo menos disueltos parcialmente y por lo tanto, después de un tiempo largo de reacción a temperatura elevada, los productos de ácidos ¡so alfa son obtenidos como los complejos de catión de metal alcalino térreo - isohumulato (documento de patente US 5.015.491) con una distribución de isómero de c/s - y trans ácidos ¡so alfa de 50: 50. Con el fin de obtener los ácidos ¡so alfa como una fase orgánica, es requerido un paso adicional que Implica la acidificación (con, por ejemplo, una solución acuosa de ácido sulfúrico) de las sales de Isohumulato de metal alcalino térreo. Esto conduce a una capa de ácido ¡so alfa, que puede ser decantada desde la capa acuosa separada que contiene las sales de sulfato de metal alcalino térreo. Para obtener el producto comercial, se requiere un proceso de neutralización con un compuesto de potasio que da como resultado una solución acuosa de ¡sohumulatos de potasio disueltos. Este tipo de proceso Implica que los compuestos de metales alcalino tórreos añadidos inicialmente no pueden ser recuperados como tales desde los productos.

En el otro método, son utilizadas las sales de metales alcalinos y/o las sales de metales alcalinotérreos, por ejemplo,

las soluciones K2CO3 y de MgCh (documentos de patente US 3.765.903; US 3.952.061; US 4.002.683; US 4.758.445). Son requeridas de manera general cantidades estequlométrlcas de cationes de metales alcalinos y altas temperaturas con el fin de convertir los ácidos alfa en ácidos ¡so alfa en el agua que contiene el medio de la reacción. Otra vez son necesarios, con el fin de aislar los ácidos ¡so alfa, una acidificación y un paso de decantación. Adlclonalmente, la presencia de agua conduce a la formación de subproductos no deseados de degradación, por ejemplo, los ácidos humulínlcos.

En el documento de patente US 5.370.897, una sal de metal alcalino térreo (por ejemplo, MgS04) y una sal de metal alcalino (K2CO3) fueron combinadas en un proceso con el fin de acelerar la ¡somerlzaclón del ácido alfa.

El documento de patente U S. 5.155.276 describe la aplicación de un acelerador heterogéneo vs AI2O3, que requiere adlclonalmente una sal de metal alcalino disuelta en por lo menos un ratlo molar estequlométrlco para el reactivo de ácido alfa. Aunque en este proceso es utilizado un catalizador "¡nsoluble" que puede ser separado de la mezcla de la reacción mediante la filtración después de la reacción de ¡somerlzaclón, el acelerador heterogéneo no es efectivo por sí mismo y necesita un segundo acelerador disuelto. Por otra parte, son requeridos los pasos adicionales de acidificación y decantación con el fin de obtener el producto ácido ¡so alfa.

El documento de patente FR 2174815 divulga un proceso para la ¡somerlzaclón de los ácidos alfa de lúpulo utilizando preferentemente bases tales como el hldróxldo de calcio o el hldróxldo de magnesio.

Lo descrito más arriba demuestra claramente que los procesos de ¡somerlzaclón de los ácidos alfa del lúpulo conocidos en la Técnica son operaciones complejas, que comprenden el uso de los compuestos inorgánicos solubles acelerantes de la reacción y que Incluyen la acidificación y la decantación con el fin de eliminar los aceleradores Inorgánicos, lo que da como resultado, de esta manera, en altos niveles de productos residuales, a menudo con la formación no deseada de subproductos de degradación. Por lo tanto, sigue existiendo una necesidad de unos métodos mejorados para la ¡somerlzaclón de los ácidos alfa de lúpulo.

RESUMEN DE LA /NVENC/ÓN

La presente Invención se refiere a un proceso para la isomerización de ácidos alfa de lúpulo a ácidos ¡so alfa de lúpulo que comprende el mezclado de una alimentación que contiene ácido alfa de lúpulo con por lo menos un compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno, con un par solitario de electrones , con un valor de pKb inferior a 5, en donde la concentración de los compuestos alfa-ácido en la mezcla de reacción en el inicio de... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para la ¡somerlzación de los ácidos alfa de lúpulo a ácidos ¡so alfa de lúpulo que comprende mezclar una alimentación que contiene los ácidos alfa de lúpulo con, por lo menos, un compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno, con un par solitario de electrones, con un valor de pKb por debajo de 5, en donde la concentración de los compuestos de ácidos alfa en la mezcla de la reacción en el ¡nielo de la reacción de ¡somerlzación es por lo menos de 0,5% en peso.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual al comienzo de la reacción de ¡somerlzación el ratlo molar de compuestos ácidos alfa con respecto al contenido de nitrógeno del compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno con un valor de pKb por debajo de 5 está entre 20:1 y 1:10.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde dicho alimentación que contiene ácidos alfa de lúpulo es un extracto de lúpulo.

4. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde dicho compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno, con un pKb valor por debajo de 5, se selecciona del grupo que consiste de amino ácidos, compuestos ester derivados de un amino ácido, compuestos de amida derivados de un amino ácido, compuestos salinos derivados de un amino ácido, amino fenoles, amino alcoholes, amino azúcares, aminas, ¡minas, oximas, hidroxilaminas, amidinas, guanidinas, amidas, ¡midas, ureas, pirimidinas, purinas y derivados oligoméricos o poliméricos (funcionalizados) de estos compuestos; y en donde estos compuestos son no-cíclico (cadenas laterales carbono no saturados o alifáticos), cíclicos (anillos saturados o ¡nsaturados) o heterocíclicos (anillos saturados o ¡nsaturados).

5. El proceso de acuerdo con la reivindicación 4 en donde dicho compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno, con un pKb valor por debajo de 5 es un compuesto presentes de manera general en productos de la cerveza o de forma natural en el cuerpo humano.

6. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 5, en donde dicho amino ácido es un alfa amino ácido con configuración D-estereoisómero, un alfa amino ácido con configuración L-estereoisómero, un beta amino ácido o una gamma amlno acido.

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6 en donde dicho amino ácido es L-Prolina o beta-alanina.

8. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, en donde la reacción de ¡somerización se produce en condiciones libres de solventes.

9. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 8, en donde la reacción de ¡somerlzación se produce en condiciones no acuosas.

10. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, en donde la reacción de ¡somerlzación se produce en un solvente o una mezcla de solventes y en donde dicho compuesto químico que contiene carbono con uno o más grupos funcionales que contienen un átomo de nitrógeno con un valor de pKb debajo de 5 no es un amlno ácido.

11. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 6 y 7 en donde la reacción de ¡somerlzación se produce en presencia de agua y en donde la relación entre la masa de dicho amlno ácido con respecto al agua es de por lo menos 5:1 en la mezcla de reacción.

12. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 11, en donde la reacción de ¡somerlzación se produce en una atmosfera libre de oxígeno.

13. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12, en donde la reacción de ¡somerlzación se produce a una temperatura de por lo menos 278 K.

14. El proceso de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la reacción de ¡somerlzación se lleva a cabo a una temperatura entre 323 K y 383 K.

15. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 13 que comprende además la realización de una reacción de hldrogenaclón y/o reducción, en particular una reacción de hldrogenaclón y/o reducción, en donde dicha reacción de hldrogenaclón y/o reducción es llevada a cabo en la presencia de hidrógeno con catalizadores heterogéneos basados en metal, bien en la ausencia o bien en la presencia de un solvente a una temperatura de por lo menos 278 K.