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ES2324337T3 - Glicerolisis en fase solida. - Google Patents

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ES2324337T3
ES2324337T3 ES01972384T ES01972384T ES2324337T3 ES 2324337 T3 ES2324337 T3 ES 2324337T3 ES 01972384 T ES01972384 T ES 01972384T ES 01972384 T ES01972384 T ES 01972384T ES 2324337 T3 ES2324337 T3 ES 2324337T3
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ES
Spain
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reaction mixture
solid phase
lecithin
phase reaction
glycerol
Prior art date
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ES01972384T
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English (en)
Inventor
Jorn Borch Soe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International N&H Denmark ApS
Danisco US Inc
Original Assignee
Danisco AS
Danisco US Inc
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Publication date
Application filed by Danisco AS, Danisco US Inc filed Critical Danisco AS
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Abstract

Procedimiento para preparar una mezcla de reacción en fase sólida enzimática para la preparación de un sólido que presenta más de 40% de monoglicéridos, comprendiendo dicho procedimiento: (i) fundir un glicérido, opcionalmente con una lecitina, para formar una fase grasa; (ii) añadir a dicha fase grasa una solución de lipasa en glicerol, en la que el glicerol se encuentra en una cantidad de por lo menos 14% en peso de la mezcla total, y agitar la mezcla resultante; (iii) homogeneizar dicha mezcla; (iv) tratar dicha mezcla para formar dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática: de manera que si la lecitina no está presente, el glicérido presenta entonces un valor de yodo de entre 5 y 35, y un contenido de grasa sólida de más de 75% a 20ºC, en el que dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática es, a continuación, (i) cristalizada mediante pulverización, o (ii) granulada, exfoliada o extruida y triturada.

Description

Glicerólisis en fase sólida.
La presente invención se refiere a una combinación de ingredientes activos para su utilización en la industria alimentaria. En particular, la invención se refiere a una reacción glicerolítica en fase sólida que proporciona productos que presentan un nivel sorprendentemente alto de monoglicéridos.
La lipasa se ha utilizado en la industria de la levadura durante varios años, habiéndose desarrollado una variedad de aplicaciones distintas. Sin embargo, los estudios realizados han revelado que en ciertas aplicaciones existen a menudo inconvenientes asociados a la utilización de la lipasa. En particular, uno de los factores limitativos para la utilización de la lipasa en la preparación del pan, es que ciertos sustratos, tales como la harina de trigo, sólo contienen aproximadamente un 2% de lípidos, de los cuales sólo una parte está disponible para el ataque enzimático. Las investigaciones recientes se han centrado, por tanto, en la posibilidad de combinar la lipasa con un lípido para obtener la mejoría beneficiosa de utilizar la lipasa en la preparación del pan.
La patente EP 445 692 da a conocer un procedimiento para producir monoglicéridos. La solicitud de patente europea 0585988 (Gist Brocades) da a conocer que un efecto antirrancio de mejora se obtiene cuando se añade la lipasa a la masa, como resultado de la formación de los monoglicéridos. Sin embargo, se ha mostrado que el nivel de monoglicéridos aumenta sólo una por una cantidad marginal (WO 98/45453, Danisco A/S), ya que la lipasa que se añade a la masa puede también degradar fácilmente el monoglicérido a glicerol y ácidos grasos libres. Este efecto se observa en las masas que contienen sólo lípidos endógenos, así como en las masas que contienen grasa/aceite añadidos.
Es bien conocido que algunas lipasas pueden actuar en entornos acuosos muy escasos. McNeill et al [JAOCS, Vol 68, nº 1 (enero 1991), 1-5], Bornscheuer et al, [Enzime and Microbial Technology, 17: 578-586,1995] y Thide et al [JAOCS Vol 71, nº 3 (marzo 1994), 339-342] han mostrado que es posible llevar a cabo reacciones glicerolíticas en mezclas de grasa/aceite y glicerol añadiendo lipasas específicas y dejando que la reacción glicerolítica se produzca por debajo de la temperatura de fusión de la grasa/aceite. Sin embargo, McNeill et al han demostrado asimismo que es considerablemente más difícil llevar a cabo la glicerólisis en la fase sólida con grasa completamente endurecida, tal como sebo hidrogenado.
Un objeto de la presente invención son los problemas que asociados a los procedimientos mencionados anteriormente de la técnica anterior. En particular, un objeto de la invención es la mejora del rendimiento de los monoglicéridos y la superación de los problemas asociados con la realización de la glicerólisis con grasas endurecidas.
Así, en el sentido más amplio, la presente invención proporciona una reacción enzimática en fase sólida para la preparación de un sólido que posea más del 40% de monoglicéridos, combinando grasa endurecida, glicerol, lipasa y, opcionalmente, lecitina.
Más específicamente, la presente invención proporciona una mezcla de reacción enzimática en fase sólida para preparar un sólido que posea más de un 40% de monoglicéridos:
en la que la mezcla de reacción comprende:
(i)
lipasa;
(ii)
por lo menos 14% en peso de glicerol; y
(iii)
glicérido;
y opcionalmente,
(iv)
lecitina
de forma tal que si (iv) no se encuentra, entonces el glicérido (iii) posee un valor de yodo de entre 5 y 35, y un contenido en grasa sólida superior al 75% a 20ºC; en la que la mezcla de reacción está en forma pulverulenta.
En particular, la invención proporciona una mezcla de grasa endurecida, glicerol, lipasa y opcionalmente, lecitina, que puede prepararse de forma pulverulenta y almacenarse bajo condiciones controladas de temperatura. La reacción glicerolítica puede tener lugar entonces en forma pulverulenta.
De esta forma, se puede obtener un producto pulverulento que contiene un alto nivel de monoglicéridos, una lipasa activa, y, opcionalmente, lecitina. Dichos productos reactivos son de interés comercial en la industria de la panificación, pues los monoglicéridos son conocidos por llevar a cabo una contribución significativa al antienranciamiento. Además, la lecitina (si está presente) contribuye a tonificar la pasta, mientras que la lipasa contribuye a una mejora en la estabilidad de la pasta y en la estructura de las migajas.
La mezcla de reacción en fase sólida de la presente invención comprende glicérido.
En una forma de realización preferida, el glicérido se encuentra en la mezcla de reacción en una cantidad de entre 1% a 86% en peso.
En un primer aspecto preferido, la mezcla de reacción en fase sólida de la invención comprende lecitina. En presencia de lecitina, el glicérido de la mezcla de reacción puede estar constituido por cualquier grasa endurecida, que incluye grasa completamente endurecida.
El término "grasa endurecida" o "grasa hidrogenada" hace referencia a grasa que se ha expuesto a un procedimiento de hidrogenación (Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, sexta edición, Fats and Fatty Oils, 4.3 y 8). Típicamente, la grasa se somete a hidrogenación catalítica en presencia de un catalizador metálico de transición, por ejemplo, un catalizador de níquel, paladio o platino.
La grasa completamente endurecida se define como una grasa que tiene un Valor de Yodo (IV) menor de 5, donde el valor de yodo se mide mediante la técnica convencional IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Standard Method for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives, Method 2.205).
Debe considerarse que la técnica anterior no ha dado a conocer ni ha sugerido la utilización de lecitina para obtener un producto que tenga un alto contenido en monoglicéridos, a partir de un procedimiento glicerolítico en fase sólida.
En un segundo aspecto, la mezcla de reacción de la invención no comprende lecitina.
En ausencia de lecitina, el glicérido de la presente mezcla de reacción posee un valor de yodo de entre 5 y 35, y un contenido de grasa sólida superior al 75% a 20ºC.
El término contenido de grasa sólida (SFC) se define y mide según el Procedimiento IUPAC 2.150 (International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), Standard Method for the Analysis of Oils, Fats and Derivatives).
De acuerdo con esto, el término "sólido" que se utiliza en relación a grasas y aceites, significa que el aceite/grasa en cuestión contiene grasa sólida según la definición anteriormente mencionada para el contenido de grasa sólida.
El "valor de yodo" de un glicérido o de una grasa es el que se mide mediante el procedimiento IUPAC mencionado anteriormente.
Por tanto, para obtener un producto que posea una cantidad de monoglicérido superior al 40%, en ausencia de lecitina, el componente glicérido de la mezcla de reacción no deberá comprender sólo grasa completamente endurecida. Así, para obtener un producto con el nivel deseado de monoglicérido, el componente glicérido debe comprender por lo menos una grasa no saturada. En algunos casos, el glicérido puede ser una grasa no saturada, o una mezcla de grasas no saturadas, donde la grasa no saturada o mezcla, posee un valor de yodo de entre 5 y 35. En otros casos, el componente glicérido puede ser una mezcla de por lo menos una grasa no saturada y por lo menos una grasa saturada, de modo que el valor de yodo de la mezcla esté entre 5 y 35.
En una forma de realización preferida de la invención, en ausencia de lecitina, el componente glicérido de la mezcla de reacción posee un valor de yodo de entre 5 y 25.
En una forma de realización más preferida, en ausencia de lecitina, el glicérido posee un valor de yodo de entre 5 y 15. Más preferentemente, incluso, en ausencia de lecitina, el glicérido tiene un valor de yodo de entre 5 y 10.
Deberá considerarse que la técnica anterior no da a conocer procedimientos de glicerólisis en fase sólida que den lugar a productos con un contenido de monoglicéridos superior al 40% y que sean apropiados para utilizar con las grasas endurecidas de la presente invención. Tampoco la técnica anterior sugiere técnicas apropiadas para actuar con dichas mezclas de reacción glicerolíticas en fase sólida.
Preferentemente, el glicérido de la presente invención es obtenido a partir del aceite de palma, aceite de girasol, aceite de semilla de colza, aceite de soja, aceite de cártamo, aceite de semilla de algodón, aceite de nuez molida, aceite de maíz, aceite de oliva, aceite de cacahuete, manteca de cerdo, sebo, o sus mezclas.
En una forma de realización preferida de la invención, el glicérido de la mezcla de reacción es un triglicérido.
En una forma de realización preferida alternativa, el glicérido es un diglicérido.
El término "triglicérido" significa preferentemente un triéster de glicerol y un ácido graso. Más preferentemente, el triglicérido es un triéster de glicerol, y un ácido graso de C_{4} a C_{24}.
Preferentemente, el triglicérido se selecciona de entre triglicéridos que tienen una cadena de ácido graso que posee una longitud no superior a 14 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácidos graso con una longitud de 4 a 14 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácido graso con una longitud de entre 6 a 14 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácidos graso con una longitud de 8 a 14 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácido graso con una longitud de entre 10 a 14 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácidos graso con una longitud de 12 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácido graso con una longitud de entre 16 a 24 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácidos graso con una longitud de 16 a 22 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácido graso con una longitud de entre 18 a 22 carbonos, triglicéridos que tengan una cadena de ácidos graso con una longitud de 18 a 20 carbonos, sus mezclas y derivados.
En una forma de realización muy preferida de la invención, el triglicérido utilizado en la mezcla de reacción es estearina endurecida de palma.
La estearina de palma puede obtenerse mediante la cristalización del aceite de palma bajo condiciones de enfriamiento controladas, seguido por la separación para lograr una fase líquida de baja temperatura de fusión (oleína de palma) y una fase sólida de alta temperatura de fusión (estearina de palma). Más detalles pueden encontrarse en Bailey's Industrial Oil and Fat products, quinta edición, Volumen 2, página 321. El término estearina fraccionada de palma hace referencia al componente aislado de estearina de palma que puede obtenerse mediante dicho procedimiento.
La mezcla de reacción de la presente invención comprende opcionalmente lecitina. En presencia de lecitina, no se aplica la condición limitativa que se refiere al valor de yodo y al contenido de grasa sólida (a 20ºC) del componente glicérido.
Por definición, la lecitina comprende una mezcla de los diglicéridos de los ácidos esteárico, palmítico y oleico, unidos a un éster de colina del ácido fosfórico (Merck Index, 12ª edición, 5452).
Preferentemente, cuando la lecitina se encuentra presente, la lecitina se selecciona de entre lecitina vegetal, lecitina en polvo, lecitina sintética, o lecitina hidrolizada. Preferentemente, la lecitina es lecitina de soja.
Preferentemente, cuando la lecitina está presente, la lecitina está en una cantidad de entre el 1% y el 50% en peso de la mezcla de reacción total.
La mezcla de reacción de la presente invención comprende además lipasa. La lipasa puede ser una de tipo salvaje o una lipasa mutante. La lipasa puede prepararse utilizando la tecnología del ADN recombinante.
La lipasa puede obtenerse a partir de un número de distintas fuentes.
Preferentemente, la lipasa se obtiene a partir de Pseudomonas sp., Chromobacterium viscosum, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas fluorescens, Mucor meihei o Candida antartica.
La mezcla de reacción de la presente invención comprende además glicerol, en una cantidad de por lo menos el 14% en peso de la mezcla de reacción total.
En una forma de realización preferida, el glicerol está presente en una cantidad entre el 14% y el 25% en peso de la mezcla de reacción total.
Más preferentemente, el glicerol está presente en una cantidad entre el 16% y el 19% en peso de la mezcla de reacción total.
La mezcla de reacción de la presente invención puede comprender además uno o más componentes adicionales. Dichos componentes adicionales incluyen, por ejemplo, antioxidantes que mejoran la estabilidad oxidativa.
La mezcla de reacción puede comprender además uno o más portadores sólidos para ayudar al suministro del glicerol. Ejemplos de portadores sólidos apropiados incluyen fibras, fibras de remolacha, hidrocoloides, carbonato cálcico, fosfato tricálcico, sílice, y sílice fusionada.
En algunos casos, una de las limitaciones de la cristalización de las grasas mediante el rociado, anterior a la glicerólisis en fase sólida, es que el glicerol puede hacer que el polvo se convierta en ligeramente graso. Para mejorar este problema puede añadirse a la mezcla de reacción un portador sólido para el glicerol, para que actúe como un sistema de suministro para el glicerol. Un ejemplo de un portador sólido para el glicerol es la fibra de remolacha azucarada, por ejemplo, Fibrex. La presencia de un portador sólido permite la mejora en el tratamiento de la mezcla de reacción, que a su vez conduce a un producto de mejor calidad. Además, la presencia de un portador sólido permite asimismo un aumento en la absorción acuosa, lo que es ventajoso en ciertas aplicaciones tales como en la industria de la levadura y en la preparación del pan. Más específicamente, el aumento de la absorción acuosa en la preparación del pan contribuye a un aumento de la humedad y frescura del pan.
Típicamente, los ingredientes de la mezcla de reacción de la invención son tratados en un polvo sólido y almacenados bajo condiciones de temperatura controlada. La glicerólisis para formar el deseado producto monoglicérido con un alto rendimiento puede entonces tener lugar en la fase sólida.
En una forma de realización preferida, el monoglicérido que se forma en la reacción enzimática en fase sólida de la invención se forma a una temperatura de entre -10 y 50ºC.
En una forma de realización muy preferida, el monoglicérido se forma a una temperatura de entre 25 y 45ºC.
El producto de glicerólisis en fase sólida obtenido a partir de la reacción de la invención, tiene la intención de utilizarse en la industria de la levadura y en otras aplicaciones.
Generalmente, la lipasa es todavía activa cuando el producto de glicerólisis en fase sólida se utiliza, por ejemplo, cuando se añade a una masa. En algunos casos, es ventajoso tener presente lipasa activa. Verdaderamente, experimentos han mostrado que los productos de glicerólisis preparados según la presente invención que contienen lipasa activa, son de particular interés en ciertas aplicaciones de la industria de la levadura, a causa de que el monoglicérido y la lecitina contribuyen a una mejoría en la suavidad, mientras que la lipasa y la lecitina tienen un efecto tonificante de la masa.
Sin embargo, en ciertas otras aplicaciones, el nivel de actividad lipásica es a menudo demasiado alto y puede causar efectos secundarios. Así, el producto de glicerólisis preparado a partir de la presente mezcla de reacción, puede combinarse con un inhibidor de la lipasa, por ejemplo, ferricloruro (FeCl_{3}). De esta forma, si es necesario, la actividad de la lipasa puede regularse, dependiendo de la aplicación.
Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para preparar una mezcla de reacción en fase sólida enzimática para la consecución de un sólido que presente más de 40% en peso de monoglicérido, comprendiendo dicho procedimiento:
(i)
fundir un glicérido, opcionalmente con una lecitina, para formar una fase grasa;
(ii)
adición a dicha fase grasa de una solución de lipasa en glicerol, en la que el glicerol se encuentra en una cantidad de por lo menos un 14% en peso de la mezcla total, y agitación de la mezcla resultante;
(iii)
homogeneización de dicha mezcla;
(iv)
tratamiento de dicha mezcla para formar dicha mezcla de reacción enzimática en fase sólida:
de tal forma que si la lecitina no está presente, el glicérido tiene entonces un valor de yodo entre 5 y 35, y un contenido de grasa sólida de más del 75% a 20ºC, donde dicha mezcla de reacción enzimática en fase sólida es, a continuación (i) cristalizada mediante pulverización, o (ii) granulada, exfoliada o extruida y triturada.
En una forma de realización preferida, la mezcla de reacción de la presente invención es cristalizada mediante pulverización.
La cristalización mediante pulverización es una operación unitaria, similar al secado mediante pulverización, que se utiliza para atomizar una mezcla. La técnica utiliza una torre de pulverización y resultará evidente para los expertos en la materia. En primer lugar, la mezcla líquida es atomizada mediante una tobera de pulverización o rueda para formar pequeñas partículas líquidas. Las partículas se enfrían entonces por debajo de su temperatura de ebullición mediante un flujo de aire frío en la torre de pulverización, provocando la mezcla atomizada, para cristalizar como finas partículas o un polvo. Otras referencias con respecto a la cristalización mediante pulverización, pueden encontrarse en Ullmanns Encyclopedia, sexta edición, Crystallization and Precipitation, 10.4. Opcionalmente, después de la cristalización mediante pulverización, las partículas pueden tratarse posteriormente mediante molienda criogénica.
En otra forma de realización preferida, la mezcla de reacción enzimática en fase sólida de la presente invención es granulada, exfoliada o extruida, y triturada.
El granulado es una operación unitaria que se utiliza para obtener gránulos sólidos a partir de una mezcla. El procedimiento es bien conocido en la técnica y utiliza una banda de metal enfriado sobre la cual se deposita la mezcla. Típicamente, la mezcla se deposita mediante una serie de pequeños orificios para formar pequeñas gotitas que se solidifican sobre la banda enfriada. Más detalles con respecto al granulado pueden encontrarse en el Perry's Chemical Engineers' Handbook, sexta edición, Equipment for Fusion of Solids, p. 11-45.
La exfoliación es una operación unitaria que resultará evidente para los expertos en la materia, que se utiliza para obtener un sólido a partir de una mezcla. La técnica implica la cristalización de la mezcla sobre una banda conductora metálica o sobre un bidón que rota con una unidad enfriadora. El material solidificado puede entonces rasparse del bidón o de la banda con un cuchillo. Más detalles sobre la técnica se describen en el Perry's Chemical Engineers' Handbook, sexta edición, Equipment for the Fusion of Solids, p. 11-45. El material obtenido a partir del procedimiento de formación de laminillas puede convertirse a continuación en un polvo mediante molienda criogénico (o molienda a baja temperatura).
Otro aspecto de la invención se refiere a la utilización de la mezcla de reacción en fase sólida para preparar un producto alimenticio. Mediante el término "producto alimenticio" hace referencia a una sustancia que resulta adecuado para el consumo animal o humano.
\newpage
Preferentemente, el producto alimenticio que comprende el producto de glicerólisis es seleccionado de entre artículos cocidos, que incluyen panes, pastelitos, productos de masa dulce, masas laminadas, masas líquidas para rebozar, bollos, rosquillas, galletas, galletas saladas, galletas dulces; productos de confitería, incluyendo chocolate, golosinas, caramelos, halawa, chicles, incluyendo chicles edulcorados con azúcar y libres de azúcar, chicles de globo, chicles de globo blandos, goma de mascar y pudín; productos congelados que incluyen sorbetes, productos lácteos preferentemente congelados, que incluyen helados y leche helada; productos lácteos, que incluyen crema de café, nata montada, crema pastelera, bebidas lácteas y yogures; mousse (productos alimenticios espumosos), cremas vegetales batidas, productos cárnicos, que incluyen productos cárnicos tratados; aceites y grasas comestibles, productos batidos aireados y no aireados, emulsiones de aceite en agua, emulsiones de agua en aceite, margarina, mantecas y pastas para untar, que incluyen pastas para untar de grasa escasa y muy escasa, aliños, mayonesa, salsas para mojar, salsas basadas en cremas, sopas basadas en cremas, bebidas, emulsiones de especias, salsas y mayonesa.
Otro aspecto de la invención se refiere a la utilización de la mezcla de reacción en fase sólida de la invención, para preparar un sólido que posea más de un 40% de monoglicérido.
La presente invención se describirá a continuación únicamente a título de ejemplo y haciendo referencia a las figuras adjuntas, en las que:
la Figura 1 muestra el efecto de añadir el producto de glicerólisis en fase sólida (2192-6-1C), con y sin inhibidor de la lipasa, a una muestra de masa. El efecto se mide en términos de los ácidos grasos libres por mil (\textperthousand) que permanecen en la masa. Otras referencias a la Figura 1 pueden encontrarse en la sección de ejemplos.
La Figura 2 muestra un ejemplo típico (2135-135) del análisis TLC de los productos de reacción glicerolíticos en fase sólida, después de elusión con P-éter: metil-t-butil-cetona (MTBK): ácido acético (70:30:1), tinción en solución de vanadato y calentamiento a 100ºC.
Ejemplos Materiales
Lipasa: #2402 LIPOSAM Pseudomonas sp. Lipasa
Lipasa de Chromobacterium viscosum (lotes #2405, #2450 y #2474) de EUROPA-Bioproducts, Reino Unido.
Estearina de palma endurecida 038500:
1 
\vskip1.000000\baselineskip
Estearina de palma fraccionada: Palmotex 98T, Aarhus Olie, Dinamarca:
100 
\vskip1.000000\baselineskip
Índice de grasa sólida:
2 
\vskip1.000000\baselineskip
Estearina de palma endurecida, Grindsted PS 101:
3
Lecitina en polvo: Sternpur, Stern Lecithin & Soja GmbH & Co. KB, Hamburg
5 
\vskip1.000000\baselineskip
Lecitina de soja 003175:
6 
\vskip1.000000\baselineskip
Lecitina hidrolizada: Lecitina H, 036702:
7 
\vskip1.000000\baselineskip
Procedimientos Cromatografía de capa fina (TLC)
Los productos de la reacción se analizaron mediante TLC utilizando placas Kieselgel F 60 de Merck.
Sistema de elución: P-éter:MTBK:ácido acético 70:30:1
Desarrollo: Inmersión en solución de vanadato, seguido por calentamiento a 100ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Cromatografía de gas
Cromatógrafo capilar de gas Perkin Elmer 8420 equipado con columna de sílice WCOT fusionada, de 12,5 m x 0,25 mm ID x 0,1 ìm de fenil-metil-silicona al 5% (CP Sil 8 CB de Crompack).
\vskip1.000000\baselineskip
8 
\vskip1.000000\baselineskip
Preparación de la muestra: 50 mg de lípidos se disolvieron en 12 ml de heptano:piridina 2:1 que contenía un estándar interno de heptadecano, 2 mg/ml. 500 \mul de la muestra se transfirieron a un vial rizado. Se añadieron y se hicieron reaccionar durante 15 minutos a 90ºC, 100 ìl de MSTFA (N-metil-N-trimetilsililtrifluoacetamida).
Cálculo: Los factores de respuesta para los mono-di-glicéridos y los ácidos grasos libres se determinan a partir de mezclas de referencia de estos componentes. Basándose en estos factores de respuesta, se calcularon en la muestra los mono-di-triglicéridos, los ácidos grasos libres y el glicerol.
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Masa modelo
Se mezclaron 10 g de harina Danesa (Reform), 0,1 g de levadura seca (Le Saffre), 0,3 g de sal, y agua hasta 500 Unidades Brabender (BU) en un mini Farinógrafo Brabender durante 6 minutos. La masa se dispone en un matraz de plástico con tapa durante 60 minutos a 32ºC. Entonces, la masa se congela y se liofiliza.
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Extracción de lípidos y análisis de ácidos grasos
Se congelaron 20 g de la masa completamente comprobada inmediatamente y se liofilizaron. La masa liofilizada se molió en un molino de café y se hizo pasar a través de una malla de 800 micrones. Se escalaron 2 g de la masa liofilizada en un tubo de centrífuga de 15 ml con una tapa de tornillo, añadiéndose 10 ml de butanol saturado con agua (WSB). El tubo de centrífuga se dispuso en un baño de agua hirviendo durante 10 minutos. Los tubos se dispusieron en un Rotamix y se hicieron rotar a 45 rpm durante 20 minutos a temperatura ambiente. Los tubos se situaron entonces otra vez en un baño de agua hirviendo durante 10 minutos y se hicieron rotar en el Rotamix durante 30 minutos a temperatura ambiente. Los tubos se centrifugaron a 3.500 g durante 5 minutos, y 5 ml del sobrenadante se transfirieron a un vial. El WSB se evaporó hasta sequedad bajo una corriente de nitrógeno.
Los ácidos grasos libres en el extracto se analizaron como sales de Cu en iso-octano, medidos a 715 mm y cuantificados según una curva de calibración basada en ácido oleico (Kwon, D.Y. y J.S. Rhee (1986), A Simple and Rapid Colourimetric Method for Determination of Free Fatty Acids for Lipase Assay, JAOCS 63:89).
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Resultados 2133-134. Reacción glicerolítica con estearina de palma endurecida
Se cristalizaron estearina de palma completamente endurecida, estearina de palma fraccionada, y lipasa disuelta en glicerol mediante pulverización. El procedimiento se muestra a continuación de la tabla 1.
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TABLA 1
9 
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Procedimiento
La estearina de palma endurecida se fundió a 65ºC. La lipasa se disolvió en agua, seguido por la adición del glicerol. La fase lipasa/glicerol se añadió a la fase de grasa a 60ºC. La mezcla se agitó a 60ºC y se transfirió entonces al recipiente de pulverización a 60ºC. Durante la intensa mezcla con un mezclador Turrax, esta mezcla se cristalizó mediante pulverización utilizando la técnica de pulverización de "embudo". La técnica de pulverización de embudo es similar a la cristalización mediante pulverización, con la modificación de que la grasa fundida se bombea mediante una tobera de pulverización a un embudo en el que la grasa cristaliza a un polvo. Las muestras se almacenaron a 25ºC y 40ºC, y una tercera muestra se cicló entre 25ºC y 40ºC. Después de uno y siete días de almacenamiento, las muestras se analizaron mediante TLC.
\newpage
El análisis TLC reveló que la muestra número 4 produjo un alto nivel no habitual de monoglicérido. Las muestras se sometieron también al análisis GLC (Tabla 2).
TABLA 2
10
El análisis GLC confirmó que un nivel bastante alto de monoglicérido se formó en la muestra 2133-134-4 que contenía una mezcla de grasa completamente endurecida y estearina de palma (Palmotex T98). El nivel de monoglicérido en la muestra 2133-134-4 deberá compararse con un 20-25% de monoglicérido que es la concentración de equilibrio del monoglicérido cuando la glicerólisis enzimática tiene lugar en forma líquida.
Estos resultados indican también que las muestras 1, 2 y 3 con sólo grasa saturada (y no lecitina) produjeron niveles bastante bajos de monoglicéridos comparados con la muestra 4, confirmando de esta forma que es necesario tener alguna grasa no saturada en la mezcla de reacción para obtener un alto nivel de monoglicérido.
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2133-135
En vez del triglicérido no saturado, se añadió polvo de lecitina en distintas concentraciones a la estearina de palma completamente endurecida (Tabla 3).
TABLA 3
11 
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Procedimiento
La estearina de palma endurecida y el polvo de lecitina se fundieron a 65ºC. La lipasa se disolvió en agua, seguido por la adición del glicerol. La fase lipasa/glicerol se añadió a la fase de grasa a 60ºC y se agitó durante 1 hora a 60ºC. La muestra fue homogeneizada entonces en un mezclador Ultra Turrax y se cristalizó sobre una placa de aluminio. Las muestras se almacenaron a 25ºC y 40ºC y se analizaron mediante TLC después de uno y siete días.
El análisis TLC mostró que se produjo un alto nivel de monoglicérido cuando la lecitina en polvo se combinó con la estearina de palma endurecida. Esto fue confirmado también mediante análisis GLC de las muestras que estaban almacenadas a 40ºC durante siete días (Tabla 4).
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TABLA 4
12
Se puede apreciar a partir de la tabla 4 está claro que el polvo de lecitina mejora la reacción glicerolítica de la estearina de palma endurecida. El nivel más alto de glicerólisis se obtiene con el 30% de la lecitina en polvo en la fase de grasa.
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2133-139. Ensayo del nivel de glicerol y de la lecitina de soja en vez de la lecitina en polvo
El efecto del nivel de glicerol para la reacción glicerolítica se ensayó con la estearina de palma endurecida. La lecitina de soja se ensayó en vez de la lecitina en polvo (Tabla 5), pues la lecitina en polvo no constituye siempre la mejor elección de lecitina para ciertas aplicaciones alimenticias, por ejemplo, la margarina para freír.
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TABLA 5
13
Estos ejemplos se prepararon de la misma forma que se mencionó anteriormente, y se almacenaron durante siete días y se analizaron mediante GLC (tabla 6).
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TABLA 6
14
Este experimento confirma que la lecitina de soja promueve también la glicerólisis de la estearina de palma endurecida. La importancia de tener un nivel suficientemente alto de glicerol para la conversión al monoglicérido se confirma asimismo en este experimento.
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2192-6 Ensayo de distintas lipasas para la glicerólisis en fase sólida
La reacción glicerolítica con polvo de lecitina y estearina de palma endurecida, se repitió logrando el polvo mediante un sistema de pulverización "de embudo". Se ensayaron ambas lipasas, la #2402 de Pseudomonas sp. y la #2450 de Chromobacterium viscosum (Tabla 7).
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TABLA 7
15
Procedimiento
La estearina de palma endurecida y el polvo de lecitina se unieron conjuntamente y se enfriaron a 65ºC. La lipasa se disolvió en agua, seguido por la adición del glicerol. La fase lipasa/glicerol se añadió a la fase de grasa y se agitó durante una hora a 55ºC. La muestra fue homogeneizada entonces en un mezclador Ultra Turrax y se pulverizó a 60ºC.
Las muestras del polvo cristalizado mediante pulverización se almacenaron a
A)
25ºC
B)
40ºC
C)
Ciclos de temperatura de 35ºC-45ºC
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Después de siete días de almacenamiento, las muestras se analizaron mediante GLC (Tabla 8).
TABLA 8
16 
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Los resultados indican que el nivel de monoglicérido no es superior para las muestras sometidas a ciclos térmicos que para las muestras que se almacenan a 40ºC.
Las muestras 3 y 4 contenían una proporción menor de glicerol, y produjeron un nivel más bajo del monoglicérido, como antes (Tabla 6).
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2192-18 Ensayo de distintos niveles de lecitina de soja
Debido a que la lecitina en polvo no resulta adecuada para ciertas aplicaciones, se ensayó la reacción utilizando, en vez de ella, lecitina normal de soja. Tal como se muestra en la Tabla 9, se prepararon muestras para glicerólisis que contenían estearina de palma endurecida y lecitina de soja.
TABLA 9
17 
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Procedimiento
La estearina de palma endurecida y la lecitina de soja se fundieron conjuntamente 60ºC. La lipasa se disolvió en agua, seguido por la adición del glicerol. La mezcla lipasa/glicerol se añadió a la fase de grasa y se agitó durante 10 minutos a 55ºC.
La muestra fue homogeneizada, cristalizada y almacenada entonces a
(A)
25ºC durante siete días, seguido por ciclos térmicos de 35-45ºC durante 12 horas.
(B)
40ºC durante siete días
Las muestras se analizaron mediante GLC (Tabla 10)
TABLA 10
18
Estos resultados indican una mejoría significativa en el nivel del monoglicérido obtenido mediante glicerólisis cuando la lecitina de soja se utiliza en vez de la lecitina en polvo. También es destacable que las muestras 3 y 4, con los niveles más bajos de lecitina, dieron lugar al nivel más alto de monoglicérido, y los resultados confirman que sólo pequeñas cantidades de lecitina de soja son necesarias para obtener una alta conversión de la grasa endurecida al monoglicérido, mediante glicerólisis en fase sólida.
2192-22 Ensayando distintos tipos de lecitina
El experimento 2192-18 se repitió a una escala más grande mediante pulverización del "embudo", y se ensayaron tanto la lecitina de soja como la lecitina hidrolizada (Lecitina H) (Tabla 11).
TABLA 11
19
Procedimiento
Se fundieron Grindsted P S101 y lecitina a 70ºC. Se disolvió la lipasa en agua y se añadió glicerol. La fase lipasa/glicerol se añadió a la fase grasa a 60ºC. La muestra se homogeneizó entonces durante 5 minutos y se cristalizó mediante pulverización utilizando una técnica de pulverización "embudo". Las muestras se almacenaron a 25ºC y 40ºC. Durante el almacenamiento, las muestras se extrajeron después de uno, dos y seis días y se analizaron mediante TLC. Después de siete días de almacenamiento, las muestras se almacenaron a 40ºC y se analizaron mediante GLC (Tabla 12).
TABLA 12
20
Los resultados en la tabla 12 confirman que es posible utilizar tanto la lecitina de soja como la lecitina H combinadas con la estearina de palma endurecida para producir niveles altos de monoglicérido mediante glicerólisis en forma de polvo.
2192-37 Glicerólisis en fase sólida que contiene un portador para el glicerol
En este experimento, se utilizó la lipasa de Chromobacterium viscosum #2474 como un catalizador para la glicerólisis en fase sólida de la estearina de palma completamente hidrogenada, Grindsted PS 101 combinado con lecitina de soja al 7,5%. En vez de lecitina de soja, estearina de palma fraccionada al 10%, Palmotex T98, se ensayó en combinación con Grindsted PS 101. A esta concentración de Palmotex T98, se podrá obtener fácilmente un polvo a partir de la fórmula mediante cristalización por pulverización.
Una de las limitaciones asociadas a utilizar la cristalización de la grasa mediante pulverización, seguido por la glicerólisis en fase sólida, es que el glicerol hace que el polvo sea un poco graso. Esto puede eliminarse añadiendo un portador sólido para el glicerol, que actúa como un sistema de suministro para él. En el experimento siguiente, se añadió fibra de remolacha de azúcar FIBREX para demostrar esta teoría. La fórmula para los experimentos se muestra a continuación de la Tabla 13.
TABLA 13
21
Las muestras se prepararon según el procedimiento siguiente:
Grindsted PS 101 y la lecitina de soja o Palmotex T98 se fundieron conjuntamente y se enfriaron a 60ºC. La lipasa #2474 se dispersó en agua y se añadió glicerol. Se añadió el Fibrex antes de llevar a cabo la cristalización mediante pulverización. La mezcla se homogeneizó mezclando mediante Ultra Turrax, seguido por cristalización mediante pulverización. La mezcla se guardó a 40ºC durante siete días y se analizó mediante GLC.
Los resultados del análisis GLC se muestran en la tabla 14.
TABLA 14
22
Los resultados en la tabla 14 confirman que puede alcanzarse una glicerólisis en fase sólida muy eficiente de la estearina de palma completamente hidrogenada añadiendo lecitina de soja al 7,5% y utilizando como catalizador la lipasa de Chromobacterium viscosum.
Los resultados confirman asimismo que cuando la lecitina de soja es sustituida por grasa parcialmente saturada, la glicerólisis en fase sólida es menos eficiente. Además, añadiendo una fibra de remolacha de azúcar, tal como Fibrix, disminuye el grado de glicerólisis. Este efecto puede atribuirse a la competición por el agua en la mezcla de reacción, que hace que la enzima sea menos eficiente.
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2192-39 Inhibición de la lipasa
El producto de glicerólisis en fase sólida tiene la intención de utilizarse en la industria de la levadura y para otras aplicaciones. Sin embargo, la lipasa es todavía activa cuando se añade a la masa y para ciertas aplicaciones, el nivel de la actividad lipásica puede ser demasiado alto y causar efectos secundarios.
\newpage
Para una investigación más exhaustiva, se llevó a cabo un experimento para investigar el efecto de combinar el producto de glicerólisis en fase sólida 2192-6-1C con un inhibidor de la lipasa en un sistema de masa. Los ensayos iniciales mostraron que el ferricloruro constituye un inhibidor eficiente para ciertas lipasas.
Se preparó un modelo de masa según la formulación que se ha expuesto anteriormente y con las adiciones que se muestran en la Tabla 15. Se extrajo la masa con butanol saturado con agua y se determinó la cantidad de ácidos grasos libres.
TABLA 15
23
Los resultados de los análisis de los ácidos grasos se representan en la Figura 1. Los resultados indican que es posible combinar un producto de glicerólisis en fase sólida con un inhibidor lipásico, lo cual reduce la actividad de la lipasa en la masa.

Claims (24)

1. Procedimiento para preparar una mezcla de reacción en fase sólida enzimática para la preparación de un sólido que presenta más de 40% de monoglicéridos, comprendiendo dicho procedimiento:
(i)
fundir un glicérido, opcionalmente con una lecitina, para formar una fase grasa;
(ii)
añadir a dicha fase grasa una solución de lipasa en glicerol, en la que el glicerol se encuentra en una cantidad de por lo menos 14% en peso de la mezcla total, y agitar la mezcla resultante;
(iii)
homogeneizar dicha mezcla;
(iv)
tratar dicha mezcla para formar dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática:
de manera que si la lecitina no está presente, el glicérido presenta entonces un valor de yodo de entre 5 y 35, y un contenido de grasa sólida de más de 75% a 20ºC, en el que dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática es, a continuación, (i) cristalizada mediante pulverización, o (ii) granulada, exfoliada o extruida y triturada.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática es cristalizada mediante pulverización, y tratada opcionalmente mediante molienda criogénica.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la mezcla de reacción en fase sólida enzimática contiene un portador sólido para el glicerol.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el portador sólido para el glicerol es la fibra de remolacha azucarera.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática es granulada, exfoliada o extruida, y triturada.
6. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática para preparar un sólido que presenta más de 40% de monoglicéridos;
en la que la mezcla de reacción comprende:
(i)
lipasa;
(ii)
por lo menos 14% en peso de glicerol; y
(iii)
glicérido;
y opcionalmente,
(iv)
lecitina;
de manera que si (iv) no está presente el glicérido (iii) presenta entonces un valor de yodo de entre 5 y 35, y un contenido en grasa sólida superior a 75% a 20ºC; y en la que la mezcla de reacción está en forma pulverulenta.
7. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según la reivindicación 6, en la que la mezcla de reacción es cristalizada mediante pulverización, y tratada opcionalmente mediante molienda criogénica.
8. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según la reivindicación 6 ó 7, en la que dicha mezcla de reacción en fase sólida enzimática contiene un portador sólido para el glicerol.
9. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según la reivindicación 8, en la que dicho portador sólido para el glicerol es la fibra de remolacha azucarera.
10. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según la reivindicación 6, en la que la mezcla de reacción es granulada, exfoliada o extruida, y triturada.
11. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, en la que en ausencia de (iv), el glicérido (iii) presenta un valor de yodo de entre 5 y 15.
12. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en la que el glicérido es un triglicérido.
\newpage
13. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, en la que el glicérido es un diglicérido.
14. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según la reivindicación 12 ó 13, en la que el glicérido es obtenido a partir de aceite de palma, aceite de girasol, aceite de semilla de colza, aceite de soja, aceite de cártamo, aceite de semilla de algodón, aceite de nuez molida, aceite de maíz, aceite de oliva, aceite de cacahuete, manteca de cerdo, sebo o sus mezclas.
15. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según la reivindicación 12, en la que el triglicérido es estearina de palma endurecida.
16. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 15, en la que la lecitina es seleccionada de entre lecitina vegetal, lecitina en polvo, lecitina sintética o lecitina hidrolizada.
17. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 16, en la que la lipasa es obtenida a partir de Pseudomonas sp., Chromobacterium viscosum, Pseudomonas cepacia, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas fluorescens, Mucor meihei o Candida antartica.
18. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10 ó 12 a 17, en la que la lecitina está presente en una cantidad de 1% a 50% en peso.
19. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 18, en la que el glicérido está presente en una cantidad de 1% a 86% en peso.
20. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 19, en la que el glicerol está presente en una cantidad de 14% a 25% en peso.
21. Mezcla de reacción en fase sólida enzimática según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 20, en la que dicho monoglicérido se forma a una temperatura de entre -10 y 50ºC.
22. Utilización de la mezcla de reacción en fase sólida según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 21 para preparar un producto alimenticio.
23. Utilización según la reivindicación 22, en el que el producto alimenticio es seleccionado de entre panes, pastelitos, productos de masa dulce, masas laminadas, masas líquidas para rebozar, bollos, rosquillas, galletas, galletas saladas, galletas dulces, chocolate, golosinas, caramelos, halawa, chicles, chicles edulcorados con azúcar y libres de azúcar, chicles de globo, chicles de globo blando, gomas de mascar, pudín, sorbetes, productos lácteos congelados, helado, leche helada, crema de café, nata montada, crema pastelera, bebidas lácteas, yogures, mousse, cremas vegetales batidas, productos cárnicos, productos cárnicos tratados, aceites y grasas comestibles, productos batidos aireados y no aireados, emulsiones de aceite en agua, emulsiones de agua en aceite, margarina, mantecas, pastas para untar, pastas para untar bajas en grasa y muy bajas en grasa, aliños, salsas para mojar, salsas basadas en cremas, sopas basadas en cremas, bebidas, emulsiones de especias, salsas y mayonesa.
24. Utilización de una mezcla de reacción en fase sólida enzimática para preparar un sólido que presenta más de 40% de monoglicéridos a partir de la mezcla de reacción:
en la que la mezcla de reacción comprende:
(i)
lipasa;
(ii)
por lo menos 14% en peso de glicerol; y
(iii)
glicérido;
y opcionalmente,
(iv)
lecitina
de manera que si (iv) no está presente, el glicérido (iii) presenta entonces un valor de yodo de entre 5 y 35, y un contenido en grasa sólida superior a 75% a 20ºC; y en la que la mezcla de reacción está en forma pulverulenta.
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