MX2008000444A - Emulsificante. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un emulsificante, un metodo para preparar dicho emulsificante, y a su punto en diversas aplicaciones, principalmente en aplicaciones de alimentos y cosmeticos. La invencion tambien se refiere al uso de emulsificante para la creacion de una espuma elastica, gelificaa. Un emulsificante de acuerdo con la invencion esta basado en un almidon que es enzimaticamente convertido, utilizando un tipo especifico de enzima, y modificado en una reaccion de esterificacion especifica.

Description

EMULSIFICANTE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un emulsificante, un método para preparar el emulsificante, y a su uso en diversas aplicaciones, principalmente en aplicaciones de alimentos y cosméticos . Muchos productos encontrados en la vida diaria, particularmente productos alimenticios y cosméticos, son ejemplos de sistemas coloidales. Los sistemas coloidales están caracterizados por la presencia de partículas pequeñas de sólidos, líquidos o gases homogéneamente distribuidos a todo lo largo del volumen de un portador. Las partículas son a menudo denominadas como la fase dispersa discontinua de un sistema coloidal, mientras que el portador es típicamente denominado como la fase continua. Los ejemplos típicos de sistemas coloidales incluyen el helado y el pan, en los cuales la fase dispersa consiste de pequeñas burbujas de aire, y los aderezos para ensalada en los cuales las fases dispersas están compuestas de pequeñas gotitas de aceite líquido dispersas en una fase acuosa continua, líquida. Un sistema coloidal en donde la fase dispersa y la fase continua son líquidos es clasificado como una emulsión. Una emulsión es una mezcla íntima de dos líquidos no miscibles, en donde una fase líquida es dispersa en la otra REF..189281 en la forma de pequeñas gotitas. Las emulsiones tradicionales son clasificadas de acuerdo con la composición de las fases . Si la fase continua es agua y la fase discontinua es aceite, la emulsión es clasificada como una emulsión aceite en agua (O/W) . La situación inversa es denominada como una emulsión agua en aceite (W/O) . En general, las emulsiones O/W son blancas y cremosas, mientras que las emulsiones W/O son de color más oscuro y tienen una textura grasosa. Todos los sistemas coloidales, incluyendo emulsiones, tienen en común que éstos típicamente requieren estabilización para prevenir la separación en dos fases. Existen diferentes requerimientos de estabilización para las emulsiones sólidas y líquidas. Por ejemplo, en un alimento para untar grasoso tal como margarina, la emulsión W/O es esencialmente estabilizada por la grasa cristalizada en una red tridimensional. Un sistema de emulsión líquido es un sistema más dinámico. Cuando el aceite es vigorosamente agitado en agua, se forma una forma cruda de una emulsión. Esta emulsión será altamente inestable; el sistema se separará en las capas aceitosa y acuosa dentro de un periodo corto de tiempo. Es para la estabilización para lo q e son utilizados los emulsificantes. Diversos productos y composiciones químicas son utilizadas en las industrias de los alimentos y cosméticos como emulsificantes. En muchas funciones, los emulsificantes también funcionan como estabilizadores de la viscosidad o fluidez de la fase continua de la emulsión. Típicamente, se desea que la emulsión sea estable en anaquel y el emulsificante puede ayudar a lograr esa meta. La goma arábiga es preferida en muchas aplicaciones por su estabilidad en anaquel, particularmente en almacenamiento refrigerado o congelado de las emulsiones. Esta ha sido utilizada como un emulsificante y estabilizador en alimentos tales como confiterías, jarabes, emulsiones de aceite saborizante, helados y bebidas. Este es un heteropolisacárido sustituido, ramificado, caracterizado por extrema solubilidad en agua, baja viscosidad, y la ausencia de olor, color y sabor. Esta es una goma de origen natural producida en el Medio Oriente y África. No obstante, éste es un producto caro y su suministro y calidad son impredecibles . En muchas aplicaciones, los almidones alquil- o alquenil-succinilados pueden reemplazar a la goma arábiga.

Particularmente, los almidones octenil-succinilados han encontrado un uso muy difundido como emulsificantes. El uso de estos almidones puede reducir los costos y mejorar la estabilidad en el suministro. El almidón por si mismo no es adecuado para el uso como un emulsificante, debido a que éste carece de los grupos lipofílicos necesarios. Este por lo tanto no es compatible con los sistemas que comprenden sustancias insolubles en agua. Las características anfifílicas pueden ser introducidas en el almidón al tratar éste con anhídrido de ácido dicarboxílico cíclico, como el anhídrido octenil-succínico, para formar un almidón alquil-alquinil-dicarboxílico. Como resultado de esta modificación, el almidón es estabilizado en soluciones acuosas, de modo que la retrogradación será impedida. Una ventaja significativa de estos almidones es que es conservada su hidrofilicidad mientras que es introducida hidrofobicidad. Para muchas aplicaciones, existe una necesidad creciente de mejoramientos adicionales en la estabilidad de la emulsión; y de este modo de emulsificantes mejorados. Es en este contexto en el que fue realizada la presente invención. La presente invención proporciona un emulsificante que tiene propiedades mejoradas de estabilización de emulsión. En particular, la invención proporciona un emulsificante que comprende un almidón hidrofóbico obtenido mediante eterificación, esterificación o amidación de un almidón con un reactivo hidrofóbico y la conversión enzimática utilizando una glucosil-transferasa (E.C.2.4) en donde el reactivo hidrofóbico comprende una cadena de alquilo o de alquenilo que tiene de 7-24 átomos de carbono. No solamente puede ser utilizado un emulsificante de acuerdo con la invención para estabilizar emulsiones, compuesto de dos fases líquidas no miscibles, sino que éste puede ser también empleado para estabilizar otros tipos de sistemas coloidales, más notablemente espumas compuestas de una fase dispersa gaseosa en un líquido, aceite o agua, la fase continua. Otras ventajas de la invención se volverán claras a partir de la siguiente descripción detallada y los ejemplos anexos. Se debe notar que se ha propuesto en la técnica anterior tratar un almidón octenil-succinilado, con diferentes enzimas. En la solicitud de patente Europea 0 913 406 se propone el uso de una glucoamilasa. Se establece que el uso de esta enzima conduce preferentemente a la degradación del almidón a un grado tal que es obtenido no un agente emulsificante sino un agente de encapsulamiento. De acuerdo con la presente invención tal degradación no es deseada. La solicitud de patente Europea 0 332 027 describe el uso de una beta-amilasa. No obstante, se nota que 55% del producto obtenido tiene un equivalente de dextrosa (DE) de aproximadamente 50 (maltosa) . El resto del producto es una dextrina estable denominada de límite beta. Esto implica que para la emulsificación únicamente puede ser utilizado aproximadamente 45% del producto obtenido, ya q e es bien sabido que los productos que tienen un DE de más de 20 son insuficientemente capaces de estabilizar una emulsión. El almidón sobre el cual está basado un emulsificante de acuerdo con la invención puede, en principio ser derivado de cualquier fuente botánica. Los almidones de raíces o de tubérculos, tales como el almidón de tapioca o de papa, y los almidones de cereal o de frutas, tales como almidones de maíz, de arroz, trigo o cebada pueden ser utilizados. Los almidones de leguminosas tales como almidones de chícharo o fríjol pueden ser también utilizados. Los almidones naturales típicamente tienen una proporción más o menos fija de los dos componentes del almidón, la amilosa y la amilopectina. De algunos almidones, tales como el almidón de maíz o de arroz, existe una variedad de origen natural que contiene esencialmente solo amilopectina. Estos almidones, los cuales normalmente son llamados almidones cerosos, pueden ser también utilizados. De otros almidones, tales como el almidón de papa o de tapioca que son genéticamente modificados por variedades mutantes que también esencialmente solo contienen amilopectina. Se entenderá que el uso de estas variedades, que comprenden típicamente más de 80% en peso, preferentemente más de 95% en peso, basadas en el peso seco del almidón, de amilopectina, están también dentro del alcance de la invención. Finalmente, también las variedades de almidón que son altas en amilasa, tales como almidón de papa de alta amilosa, pueden ser utilizados para la preparación de un emulsificante de acuerdo con la invención.

De acuerdo con la invención, los almidones de todas las proporciones de amilosa a amilopectina pueden ser utilizados. Con el fin de preparar un emulsificante de acuerdo con la invención, el almidón debe sufrir dos tratamientos. Éste tiene que ser sometido a conversión enzimática con una glucosil-transferasa (E.C.2.4) y se tiene que hacer reaccionar con un reactivo hidrofóbico. Se ha encontrado que es posible realizar estos tratamientos en cualquier orden con el fin de lograr buenas cualidades del producto. Cuando el almidón es primeramente tratado con la enzima y luego se hace reaccionar con el reactivo hidrofóbico, se ha encontrado que es posible lograr un grado más alto de sustitución (DS) en la hidrofobación, lo cual conduce a mayor capacidad estabilizadora en la emulsión. También, si el almidón es tratado en este orden, es típicamente obtenido un producto más homogéneo. Por otra parte, cuando el almidón se hace reaccionar primeramente con el reactivo hidrofóbico y luego se somete a la acción de la enzima, es obtenido un producto más fino, el cual requiere relativamente pocos tratamientos de producción y lavado. La enzima que es utilizada para convertir enzimáticamente el almidón de acuerdo con la invención es una glucosil-transferasa de la clase E.C.2.4. Las enzimas preferidas son aquellas que pertenecen a la clase de las hexosiltransferasas (E.C.2.4.1).

De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, el almidón es tratado con un medio acuoso con una enzima de la clase de las 4-a-D-glucanotransferasas (E.C.2.4.1.25) o una enzima de la cual la actividad corresponde a la enzima. La actividad típica y relevante de una enzima de esta clase es que ésta transfiere un segmento de un 1, 4-a-D-glucano a una nueva posición 4 en un aceptor, que puede ser una glucosa o una 1, 4-a-D-glucano, como por ejemplo se describe en la patente Europea EPA-A-0 932 444. Una 4-a-glucanotransferasa puede ser obtenida a partir de diversos organismos. A partir de la literatura, se sabe que estas enzimas aparecen en representantes de los eucariotes y de las bacterias . Se sabe además que estas enzimas están presentes en representantes de las arqueobacterias . Se prefiere que se utilice una 4-a-glucanotranferasa la cual es resistente a temperaturas más bien altas, por ejemplo, una temperatura de aproximadamente 70aC. Los ejemplos típicos incluyen 4-a-glucanotransferas de Thermus thermophilus, Thermotoga marí tima y de los representantes termofílicos de las arqueobacterias. No obstante, también las 4-a-glucanotransferasas no termoestables provenientes de, por ejemplo, la papa o Escherichia coli , respectivamente D-enzima y amilomaltasa, pueden ser utilizadas. La 4-glucanotransferasa debe estar libre de actividad de a-amilasa, lo cual puede ser fácilmente logrado por aquellos expertos en la técnica por ejemplo mediante purificación. De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, el almidón es tratado como un medio acuoso con una enzima proveniente de la clase de las ciclomaltodextrina-glucanotransferasas (E.C.2.4.1.19) o una enzima de la cual la actividad corresponde a dicha enzima. Este tipo de enzima cicliza parte de la cadena de 1, 4-a-D-glucano mediante formación del enlace 1, 4-a-D-glucosídico, como se describe por ejemplo en los documentos WO-A-89/01043 , WO-A-92/13962 , y EP-A-0 690 170. Una ciclomaltodextrina-glucanotransferasa puede ser obtenida a partir de diversas fuentes, tal como se describe en R.L. Whistier et al., "Starch: Chemistry and Technology", 2a. Ed., 1984, Academic Press, páginas 143-144, D. Duchéne, "Minutes of the Fifth Internacional Symposium on Cyclodextrins", Editions de Santé, París, 1990, páginas 19-61, y A.R. Hedges, "Minutes of the Sixth International Symposium on Cyclodextrins", Editions de Santé, parís, 1992, páginas 23-58. De acuerdo con otra modalidad preferida adicional de la invención, el almidón es tratado con un medio acuoso con una enzima proveniente de la clase de las enzimas de ramificación del 1, 4-a-glucano (E.C .2.4.1.18) o una enzima de la cual la actividad corresponde a dicha enzima. Este tipo de enzima transfiere un segmento de una cadena de 1,4-a-D-glucano a un grupo hidroxilo primario en una cadena de glucano similar, como se describe por ejemplo en la patente Europea EP-A-0 690 170. Una enzima de ramificación del 1 , 4-a-glucano puede originarse de muchas fuentes, por ejemplo de bacterias de la especie Bacillus stearothermophilus . Un ejemplo específico de tal enzima de ramificación del 1, 4-a-glucano se describe en la patente Europea EPA-A-0 418 945. La conversión enzimática puede ser llevada a cabo con almidón gelatinizado y con almidón que está todavía en forma granular, pero ha sido llevado a un estado hinchado, por ejemplo, en el estado parcialmente gelatinizado. Se prefiere, no obstante, que el almidón esté en una condición gelatinizada. La gelatinización puede ser llevada a cabo por lotes o continuamente en un dispositivo de inyección de vapor (por ejemplo, un cocedor de chorro) . La enzima puede ser agregada antes de o, y esto es preferido, después de la gelatinización . Las condiciones de reacción para llevar a cabo la conversión enzimática dependerá del tipo de almidón y de glucosil-transferasa utilizada, y pueden ser fácilmente determinadas por aquellos expertos en la técnica, con base en las publicaciones anteriormente referidas, concernientes a las 4-a-glucanotransferasas, las ciclomaltodextrina-glucanotransferasas, y las enzimas de ramificación de 1,4-a-glucano . En la práctica, esto es usualmente realizado en o cerca a un pH y temperatura a las cuales la enzima tiene actividad y estabilidad óptimas. La cantidad de enzima utilizada no es particularmente crítica y dependerá principalmente del tiempo que sea deseablemente asignado para la conversión. El progreso de la conversión enzimática puede, nuevamente dependiendo del tipo de enzima elegida, ser seguido por la medición de la viscosidad o la fuerza del gel. Típicamente, la conversión enzimática es detenida cuando es alcanzada una situación de equilibrio, y no tiene lugar ninguna conversión adicional . Después de que ha tenido lugar la conversión enzimática deseada, la enzima puede ser desactivada, si se desea, por ejemplo mediante calentamiento de la mezcla de reacción. En el caso en que la conversión enzimática fue llevada a cabo utilizando un almidón parcialmente gelatinizado, la gelatinización puede alcanzar la terminación después de la desactivación de la enzima por calentamiento. Si se desea, la enzima puede ser removida del almidón mediante técnicas de separación conocidas, tales como diálisis . De acuerdo con la invención, un sustituyente hidrofóbico es enlazado al almidón por un enlace éter, éster o amida. Cuando el grupo hidrofóbico es enlazado al almidón vía un enlace éter, el reactivo hidrofóbico comprende preferentemente un grupo haluro, halohidrina, epóxido o glicidilo como sitio reactivo. La cadena de alquilo del agente puede variar de 4-24 átomos de carbono, preferentemente de 7-20 átomos de carbono. Los ejemplos adecuados de reactivos hidrofóbicos para proporcionar un enlace éter son bromuro de cetilo, bromuro de laurilo, óxido de butileno, alcoholes grasos de soya epoxidados, alcoholes grasos de linasa epoxidados, éter glicidílico de alilo, éter glicidílico de propilo, éter glicidílico de butilo, éter glicidílico de decano, éter glicidílico de laurilo, éter fenilglicidílico de laurilo, éter glicidílico de miristoilo, éter glicidílico de cetilo, éter glicidílico de palmitilo, éter glicidílico de estearilo, éter glicidílico de linolilo y mezclas de los mismos. Otros agentes de eterificación que pueden ser utilizados para reaccionar con el almidón de acuerdo con la invención son haluros de alquilo que contienen al menos cuatro átomos de carbono, tales como 1-bromodecano, 10-bromo-l-decanol, y 1-bromododecano. En una modalidad de la invención, . un grupo hidrofóbico cargado es introducido. Un grupo catiónico hidrofóbico puede ser enlazado vía un enlace éter por reacción del almidón con un reactivo que comprende un grupo amonio cuaternario, por ejemplo, una sal de l-cloro-2-hidroxipropiltrialquilamonio o una sal de glicidiltrialquilamonio. Las cadenas de alquilo de este grupo amonio cuaternario pueden variar de 1-24 átomos de carbono, preferentemente de 7-20 átomos de carbono, en donde al menos una de las cadenas de alquilo del grupo amonio cuaternario comprende 4-24 átomos de carbono. Preferentemente, las otras cadenas de alquilo tienen menos de 7 átomos de carbono. Por ejemplo, la sal de l-cloro-2-hidroxipropildimetil-laurilamonio, sal de l-cloro-2-hidroxipropiIdimetiImiristoilamonio, 1-cloro-2-hidroxipropiIdimetiIcetilo, 1-cloro-2-hidroxipropildimetilestearilo, sal de glicidildimetil-laurilamonio, sal de glicidildimetilmiristoilamonio, sal de glicidildimetilcetilamonio, sal de glicidildimetilestearilamonio, haluro de dialquilaminoetilo o mezclas de los anteriores, pueden ser aplicadas como el reactivo de cationización hidrofóbico. Un grupo catiónico hidrofóbico puede ser introducido mediante reacción con los grupos amonio terciarios, tales como las sales de cloruro ácido de cloroetildialquilamina. La cadena de alquilo de este grupo amonio terciario puede variar de 1 a 24 átomos de carbono. La reacción por introducir el grupo catiónico hidrofóbico puede ser realizada análogamente al procedimiento descrito en la patente Europea EP-A-0 189 935. Un grupo aniónico hidrofóbico puede ser enlazado aplicando un ácido 2- cloro-aminodialquílico como reactivo, por ejemplo, análogo al procedimiento descrito en la patente Europea EP-A-0 689 829. Cuando el grupo hidrofóbico es enlazado al almidón vía un enlace éster, pueden ser aplicados varios tipos de reactivos tales como los anhídridos de alquilo. La cadena de alquilo puede variar de 4-24 átomos de carbono, preferentemente de 7-20 átomos de carbono. Especialmente, los anhídridos mixtos como el anhídrido octanoico-acético, el anhídrido decanoico-acético, el anhídrido lauroil-acético, el anhídrido miristoil-acético son anhídridos de alquilo adecuados . En una modalidad preferida de la invención, los grupos aniónicos hidrofóbicos pueden ser enlazados al almidón de amilopectina. Esto puede ser logrado mediante la reacción de almidón específico con un anhídrido alquilsuccínico o anhídrido alquenilsuccínico. La cadena de alquilo puede variar de 4-24 átomos de carbono, preferentemente de 7-20 átomos de carbono. El anhídrido de octenilsuccínico, anhídrido nonilsuccínico, anhídrido decilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico son los más comúnmente aplicados. La reacción de esterificación para introducir los grupos alquil-o alquenil-succinatos deseados puede ser realizada de cualquiera manera conocida, por ejemplo, análogamente al procedimiento descrito en la Patente de los Estados Unidos No.

US-A-5, 776, 476. Preferentemente, el almidón se hace reaccionar con un anhídrido alquil- o alquenil-succínico que comprende un grupo alquilo o alquenilo que tiene 8-12 átomos de carbono. El anhídrido octenilsuccínico, anhídrido nonilsuccínico, anhídrido decilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico son particularmente preferidos, mientras que la mayor preferencia es para el anhídrido octenilsuccínico. En consecuencia, el almidón alquil- o alquenil-succinilado es preferentemente almidón octenilsuccinilado, nonilsuccinilado, decilsuccinilado, o dodecenilsuccinilado, aún más preferentemente almidón octenilsuccinilado . Para la preparación de un grupo hidrofóbico enlazado al almidón de carboximetilamilopectina por un grupo amida, el procedimiento como se describe en WO-A-94/24169 puede ser análogamente aplicado. Los ejemplos de reactivos adecuados para la introducción de un grupo amida incluyen amidas grasas que comprenden grupos hidrocarburos saturados o insaturados que tienen de 8 a 30 átomos de carbono. Los grupos hidrocarburos ramificados no son excluidos, pero son preferidas las cadenas lineales. Preferentemente, el radical graso se origina de una amina grasa de 12 a 24 átomos de carbono. Son obtenidos resultados particularmente favorables si la amina grasa se selecciona del grupo que consiste de n-dodecilamina, n-hexadecilamina, n-octadecilamina, cocoamina, ceboamina, N-cebo-1, 3-diaminopropano hidrogenado, cebo 1,3-diaminopropano N-hidrogenado, y N-oleil-1, 3-diaminopropano. Tales aminas grasas son conocidas bajo los nombres comerciales Armeen y Duomeen (AKZO Chemicals) . El grado de sustitución hidrofóbica, por ejemplo, DS, definido como el número promedio de moles de sustituyentes hidrofóbicos por mol de unidades de glucosa, logrado por un proceso de acuerdo con la invención puede variar particularmente dependiendo de la aplicación considerada del producto. En general, el DS será mayor de cero, preferentemente de 0.005 a aproximadamente 0.5, más preferentemente de 0.01 a 0.1. Es sorprendente hacer notar que incluso un DS muy pequeño conduce a un efecto relativamente grande. La reacción con el reactivo hidrofóbico puede ser llevada a cabo en una suspensión del almidón, por ejemplo, utilizando almidón el cual no está pregelatinizado, en una suspensión del almidón o bajo condiciones semi-anhidras . Cuando la hidrofobación es llevada a cabo después de la conversión enzimática, el almidón típicamente estará ya gelatinizado . Preferentemente, el agua es utilizada como un solvente cuando la reacción es realizada en suspensión o solución. Cuando el reactivo hidrofóbico utilizado tiene una baja solubilidad en agua, pueden ser empleadas combinaciones de agua y solventes orgánicos miscibles en agua, adecuados. Los solventes orgánicos adecuados incluyen, pero no están limitados a, metanol, etanol, i-propanol, n-propanol, t-butanol, sec-butanol, metiletilcetona, tetrahidrofurano, dioxano y acetona. La reacción en solución es preferentemente realizada utilizando una mezcla de reacción que comprende más del 20% en peso del almidón y menos del 80% del solvente. Más preferentemente, el contenido de almidón en la mezcla de reacción cae entre 20 y 40% en peso, mientras que el contenido del solvente cae preferentemente entre 80% y 60% en peso. Si se desea, la solución puede ser concentrada y/o purificada, por ejemplo, utilizando diálisis, ultrafiltración, centrifugación o similares. Un autoclave en combinación con un secador (secador de tambor; secador de rocío) puede ser utilizado como un recipiente de reacción. La reacción es además realizada bajo condiciones que son bien conocidas para reacciones análogas . El pH cae preferentemente entre 7 y 13. Preferentemente, es realizado un método de acuerdo con la invención en presencia de un catalizador cáustico, tal como un hidróxido de metal alcalino o similar. De acuerdo con las modalidades específicas, el catalizador cáustico es utilizado en cantidades tales que éste está de hecho presente como un reactivo. Un emulsificante de acuerdo con la invención puede ser utilizado en muchas aplicaciones, particularmente en la industria de los alimentos y los cosméticos. Se entenderá que la invención también abarca el uso de un emulsificante como se describe anteriormente para estabilizar las emulsiones, así como los productos alimenticios y cosméticos que comprenden una emulsión o que tienen la forma de una emulsión, en donde el emulsificante anteriormente descrito está presente como un emulsificante. Un emulsificante de acuerdo con la invención puede ser utilizado en cosméticos como emulsificante, espesante o agente activo de superficie por ejemplo, en acondicionadores para el cabello, champúes, emolientes, lociones, y cremas. En una modalidad preferida, un emulsificante de acuerdo con la invención puede ser utilizado para reemplazar los emulsificantes basados en proteínas, tales como caseína o caseinatos, u otros emulsificantes tales como monoestearato de glicerol o diestearato de glicerol,' o para reemplazar huevos en productos de panadería o en salsas emulsificadas . Es importante hacer notar que un emulsificante de acuerdo con la invención es típicamente más versátil a este respecto conforme éste conserva sus propiedades emulsificantes, incluso a temperaturas elevadas, mientras que la yema de huevo se desnaturaliza a temperaturas mayores de 659C. También, el uso de un emulsificante de acuerdo con la invención reduce el riesgo de introducir bacterias que están a menudo presentes en los huevos, tales como salmonella.

Se ha encontrado además que un emulsificante de acuerdo con la invención puede ser utilizado para crear una espuma gelificada, elástica, particularmente cuando está basada en un almidón que tiene un alto contenido de amilasa. De acuerdo con esta modalidad, se prefiere utilizar un almidón que tenga un alto contenido de amilosa, tal como 20-70% en peso, más preferentemente 30-50% en peso, con base en el peso seco del almidón. Tal espuma puede ser preparada mediante el mezclado vigoroso del almidón en agua, en una cantidad por ejemplo de 20% en peso, con base en el peso total de la mezcla. Tales espumas pueden encontrar aplicación en las industrias de los alimentos y los cosméticos, por ejemplo, como reforzador de espuma por ejemplo en cremas batidas, merengues, champúes, cremas para afeitar, geles de baño o de ducha, y jabones líquidos. En otra modalidad más, un emulsificante de acuerdo con la invención puede ser utilizado en la elaboración de papel. Una aplicación preferida a este respecto es el uso de un emulsificante de acuerdo con la invención para estabilizar el anhídrido alquenilsuccínico (ASA) y/o las emulsiones del dímero de alquenil-ceteno (AKD) . Otra aplicación preferida a este respecto es el uso de un emulsificante de acuerdo con la invención en la polimerización en emulsión de monómeros de vinilo, que conduce a emulsiones que pueden ser utilizadas en aprestamiento superficial o en papel de recubrimiento.

La invención será ahora elucidada por los siguientes ejemplos no restrictivos.

Ejemplo 1: La preparación de un almidón adicionalmente ramificado, octenil-succinilado Una suspensión de 5 moles de almidón de papa regular en agua (20% de materia seca) se coció por chorro a una temperatura de 160aC. Una cantidad de la solución correspondiente con 250 g de almidón (sustancia seca) se transfirió dentro de un reactor de vidrio de doble pared de 5 litros, y la temperatura se ajustó a 65aC. El pH fue ajustado a 6.5 ml y se agregaron 200 U de enzima (enzima de ramificación de Rhodothermus Marinus, proveedor TNO Food-Groningen) por gramo de almidón. La reacción se dejó proceder a 65°C con mezclado constante por 48 horas. Luego, la solución se enfrió a 30°C y el pH de la solución se ajustó a 8.5 por la adición de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 4.4% . A la solución se agregó lentamente el anhídrido octenilsuccínico en una cantidad para obtener un Dsmax de 0.028. Durante la adición el pH de la mezcla de reacción se mantuvo constante a 8.5. Después de 4 horas la mezcla de reacción fue neutralizada a pH 6.2. Los productos fueron floculados utilizando etanol. Un mezclador se llenó con 800 ml de etanol (95%) . Se agregaron 200 ml de solución de almidón lentamente mientras que el mezclador estaba mezclando a 50% de su velocidad máxima. Luego, la velocidad de mezclado fue incrementada a velocidad plena por 30 segundos, y la mezcla se filtró utilizando un embudo Büchner. El producto fue resuspendido en 800 ml de etanol, mezclado a velocidad plena, filtrado y secado.

Ejemplo 2: La preparación de un almidón de amilomaltosa octenilsuccinilada Una suspensión (20% de materia seca) que contenía 10 moles de almidón de papa regular en agua, se coció por chorro a una temperatura de 160°C. Luego, se calculó la cantidad de sustancia seca en la solución mediante la medición de la masa y la concentración (% brix) de la solución. La solución se transfirió a un reactor de vidrio de doble pared de 10 litros y la temperatura se ajustó a 70°C. El pH se ajustó a 6.2 y se agregaron 2 U de enzima (Amilomaltosa, proveedor TNO Food-Groningen) por gramo de almidón. La reacción se dejó proceder a 70°C con mezclado constante por 24 horas. La enzima fue luego desactivada mediante cocción por chorro de la solución a una temperatura de 1602C. Nuevamente, la cantidad de sustancia seca en la solución fue calculada al medir la masa y la concentración (% brix) de la solución.

Luego, la solución se enfrió a 30°C y el pH de la solución se ajustó a 8.5 por la adición de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 4.4%. A la solución se agregó lentamente el anhídrido octenilsuccínico en una cantidad para obtener un Dsmax de 0.028. Durante la adición el pH de la mezcla de reacción se mantuvo constante a 8.5. Después de 4 horas la mezcla de reacción fue neutralizada a pH 6.2. y las soluciones fueron secadas por rocío utilizando una temperatura de entrada de 220°C y una temperatura de salida de 103°C.

Ejemplo 3: La preparación de un almidón octenilsuccinilado tratado con amilomaltosa Una suspensión de almidón al 39% (P/P) que contenía 15 moles de almidón de papa que tenía un contenido de amilasa de 36% en peso, se preparó en agua de la llave y el pH de la suspensión fue ajustado a 8.5 por la adición de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 4.4% en peso. La temperatura fue ajustada al 20aC y a la solución se agregó lentamente el anhídrido octenilsuccínico en una cantidad para obtener un Dsmax de 0.02. Durante la reacción el pH fue mantenido a 8.5 utilizando hidróxido de sodio al 4.4% (P/V). Después de 4 horas de reacción, la mezcla se neutralizó a pH 6.2 y se lavó con 15 litros de agua de la llave utilizando un embudo Büchner. Los productos fueron secados en tambor como una suspensión al 36% (P/P) a 8 barias y 6 rpm (4 rodillos, anchura de hendidura de 0.3 mm) y se trituró (Peppin , tamiz 250 µm) . Luego, se disolvieron 10 moles de los almidones octenilsuccinilados secados por tambor en una concentración de 10% (P/P) en agua de la llave en un reactor Terlet con agitación a una temperatura de 70SC. Para una reacción homogénea, la pasta fue agitada por al menos 4 horas antes de que la enzima fuera agregada. El pH de la solución fue ajustado a 6.2 y se agregaron 2 unidades de enzima (Amilomaltasa, proveedor TNO Food-Groningen por gramo de almidón (sustancia seca) ) . La reacción se detuvo después de 24 horas mediante cocción por chorro de la solución a 160aC.

Después de esto, la solución fue secada por rocío utilizando una temperatura de entrada de 220°C y una temperatura de salida de 103°C.

Ejemplo 4: Propiedades de emulsificación Los productos fueron preparados como se describe en los Ejemplos 1-3. 6 gramos de los almidones fueron suspendidos en 10 ml de aceite de girasol y 190 ml de azida de sodio al 0.02% fue agregada. Las pre-emulsiones fueron preparadas utilizando el homogeneizador Silverston a la velocidad máxima por 1 minuto. Después, estas emulsiones fueron preparadas utilizando el microfluidizador de acuerdo conl esquema en la Tabla 1. los resultados se resumen en la Tabla 2. Tabla 1: Homogenización utilizando el micro-fluidizador Tabla 2 : Estabilidad de las emulsiones Ejemplo 5: Prueba de espuma 40 g de los productos descritos en los ejemplos 1-3 y 160 g de agua desmineralizada se baten 2-3 minutos a velocidad máxima a un mezclador Hobart utilizando los batidores . El tiempo de mezclado varía entre 2 y 3 minutos y es dependiente del desarrollo de la espuma del producto. El derivado octenilsuccínico de almidón de papa medio-alto en amilosa, tratado con amilomaltasa, desarrolló una espuma gelificada elástica. El blanco del almidón de papa medio-alto en amilosa desarrolló una espuma gelificada algo grumosa . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (21)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un emulsificante, caracterizado porgue comprende una almidón hidrofóbico, obtenido mediante la eterificación, esterificación o amidación de un almidón con un reactivo hidrofóbico y la conversión enzimática utilizando una glucosiltransferasa (E.C.2.4), en donde el reactivo hidrofóbico comprende una cadena de alquilo o alquenilo que tiene de 7-24 átomos de carbono.

2. El emulsificante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el almidón hidrofóbico es un almidón alquil- o alquenil-succinilado .

3. El emulsificante de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el almidón alquil- o alquenil-succinilado es almidón octenil-succinilado, decil-succinilado o dodecenil-succinilado.

4. El emulsificante de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el almidón es un almidón octenil-succinilado.

5. El emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grado de sustitución (DS) del almidón alquil- o alquenil- succinilado es de 0.005 a 0.5, preferentemente de 0.01 a 0.1.

6. El emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la glucosil-transferasa es 4-a-glucanotransferasa (E.C.2.4.1.25) .

7. El emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la glucosil-transferasa es una ciclomaltodextrina (E.C.2.4.1.19) .

8. El emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la glucosil-transferasa es la enzima de ramificación de 1,4-a-glucano (E.C.2.4.1.18) .

9. El emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el almidón es un almidón de papa, de tapioca, de trigo, de cebada, de maíz, de arroz, de chícharo o de frijol.

10. El emulsificante de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el almidón tiene un contenido de amilosa de 20-70% en peso, preferentemente 30-50% en peso, con base en el peso seco del almidón.

11. El emulsificante de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el almidón tiene un contenido de amilopectina mayor de 80% en peso, preferentemente mayor de 95% en peso, con base en el peso seco del almidón.

12. Un método para preparar un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende la eterificación, esterificación o amidación de un almidón, con un reactivo hidrofóbico que comprende una cadena de alquilo que tiene de 7-24 átomos de carbono y la conversión enzimática con una glucosiltransferasa (E.C.2.4).

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el almidón es esterificado con un reactivo hidrofóbico que comprende un grupo alquilo o alquenilo que tiene de 7 a 24 átomos de carbono.

14. El método de conformidad con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el almidón es primeramente sometido a conversión enzimática con glucosiltransferasa (E.C.2.4), seguido por la esterificación con anhídrido alquil- o alquenil-succínico.

15. El método de conformidad con la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque el almidón es primeramente esterificado con anhídrido alquil- o alquenil-succínico, seguido por la conversión enzimática con glucosiltransferasa (E.C.2.4) .

16. Un alimento o producto cosmético, que comprende, o está en la forma de una emulsión, caracterizado porque está presente un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, como un emulsificante.

17. El uso de un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, para estabilizar una emulsión.

18. El uso de un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, para crear una espuma gelificada, elástica.

19. El uso de un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, para estabilizar el anhídrido alquenilsuccínico (ASA) y/o las emulsiones del dímero de alquenil-ceteno (AKD) .

20. El uso de un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en polimerización en emulsión del monómero vinílico.

21. Una espuma, caracterizada porque comprende un emulsificante de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-11.