MX2011009084A

MX2011009084A - Espumas que contienen proteinas, su produccion y sus usos.

Info

Publication number: MX2011009084A
Application number: MX2011009084A
Authority: MX
Inventors: Anthony A Parker; Joseph J Marcinko
Original assignee: Biopolymer Technologies Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2012-01-25
Also published as: JP2016211007A; CN102439058A; BRPI1010536A2; RU2558360C2; IL214971A0; WO2010102297A3; US8623931B2; RU2011140501A; CA2753896A1; JP2015180743A; US20100305227A1; US10160842B2; CA2753896C; US20160304688A1; JP2018087352A; US20140235737A1; JP2012519760A; CN102439058B; EP2403886A2; JP6456773B2

Abstract

La invención se refiere, en general, a espumas de poliuretano que contienen proteínas, a métodos y composiciones para preparar las espumas de poliuretano, y a artículos que comprenden las espumas de poliuretano.

Description

ESPUMAS QUE CONTIENEN PROTEÍNAS , SU PRODUCCIÓN Y SUS USOS REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica el beneficio y la prioridad sobre la Solicitud de Patente Provisional de EE. UU. con número de serie 61/246.215, en tramitación junto con la presente y presentada el 28 de setiembre de 2009, sobre la Solicitud de Patente Provisional de EE. UU. N.° 61/246.208, en tramitación junto con la presente y presentada el 28 de septiembre de 2009, y sobre la Solicitud de Patente Provisional de EE. UU. N.° 61/157.944, en tramitación junto con la presente y presentada el 6 de marzo de 2009, el contenido de las cuales se incorpora a la presente en su totalidad a modo de referencia.

CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere, en general, a espumas que contienen proteínas, su producción y sus usos.

ANTECEDENTES Las espumas se emplean en una amplia variedad de aplicaciones industriales y de consumo, incluidas, por ejemplo, la espuma aislante, espumas para embalaje, rellenos de protección contra los golpes, bases para alfombras, espumas decorativas para muebles de madera simulada, etc. El uso de estas espumas continúa creciendo en todo el mundo. Este crecimiento se puede atribuir, entre otros factores, al peso ligero, una proporción satisfactoria de la resistencia frente al peso, las propiedades aislantes y de insonorización y las propiedades de absorción de energía de las espumas. Las espumas de poliuretano son muy populares y se pueden preparar de muchas formas diferentes. Por ejemplo, se puede fabricar una espuma de poliuretano en una forma rígida, semirrígida o flexible, siendo las espumas flexibles generalmente más blandas, menos densas, más maleables y más sujetas a recuperar su estructura después de la carga que las espumas rígidas .

La preparación de las espumas de poliuretano se ha discutido exhaustivamente en el campo de las espumas. Sin embargo, una estrategia habitual para preparar espumas de poliuretano consiste en la reacción entre un poliol y un isocianato, que forma el esqueleto del grupo uretano. Normalmente, se emplea un agente espumante, por ejemplo, un gas inerte o un compuesto que genere gas, para crear células dentro de la espuma. Se pueden añadir agentes moduladores adicionales, por ejemplo, catalizadores y surfactantes durante la producción, para modular las propiedades del producto espumoso resultante.

Recientemente, se han emprendido esfuerzos para reemplazar o reducir el uso de polioles de tipo poliéster o de tipo poliéter en la producción de espumas de poliuretano, empleando componentes más versátiles, renovables, menos costosos y más respetuosos con el medioambiente . Por ejemplo, se han producido espumas empleando triglicéridos de ácidos grasos procedentes de vegetales. Debido a que dichos materiales son renovables, relativamente económicos, versátiles y respetuosos con el medioambiente, resultan deseables como ingredientes para la fabricación de espumas. Sin embargo, todavía es necesario desarrollar agentes renovables, menos costosos y más respetuosos con el medioambiente que puedan modular las propiedades de la espuma. Por ejemplo, sería ventajoso disponer de materiales renovables que se pudieran emplear para mejorar las propiedades de la espuma, tales como una mayor expansión de la espuma, una estructura celular uniforme y/o una menor densidad de la espuma. Seria de valor particular un material que estuviera presente en los productos secundarios residuales, que se pudiera obtener de forma económica y en grandes cantidades.

SUMARIO La invención se basa, en parte, en el descubrimiento de que ciertas composiciones proteicas procedentes de una serie de materiales de partida, por ejemplo, biomasa vegetal residual, se pueden emplear para modular las propiedades de la espuma y pueden, por ejemplo, proporcionar espumas de menor densidad que contengan un mayor número de células más pequeñas y más uniformes .

En un aspecto, la invención proporciona una composición polipeptidica hidrosoluble aislada capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano. La fracción polipeptidica hidrosoluble aislada comprende una o más de las siguientes características: (a) una banda de absorción de amida I entre aproximadamente 1633 crrf1 y 1680 crrf1, según se determina mediante Espectroscopia Infrarroja de Transformada de Fourier (FTIR) de estado sólido; (b) una banda de amida II entre aproximadamente 1522 cm-1 y 1560 cm"1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (c) dos bandas destacadas de absorción de estiramiento de N-H de amida 1.a centradas en aproximadamente 3200 cm-1 y aproximadamente 3300 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (d) un clúster destacado de núcleos de nitrógeno protonados definido por unos límites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 94 ppm y aproximadamente 100 ppm, y unos limites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.6 ppm y aproximadamente 8.1 ppm, según se determina mediante RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto/ (e) un peso molecular medio de entre aproximadamente 600 y aproximadamente 2500 Daltons; (f) una incapacidad para estabilizar una emulsión de aceite en agua, donde, cuando una solución acuosa que comprende 14 partes en peso de proteína disuelta o dispersada en 86 partes en peso de agua se mezcla con 14 partes en peso de diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI), la solución acuosa y el PMDI producen una suspensión inestable que se separa en fases a nivel macroscópico en condiciones estáticas en un periodo de cinco minutos después de la mezcla; (g) la composición polipeptídica hidrosoluble es capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano, con relación a una espuma basada en poliuretano creada a partir de la misma composición de partida pero que no contenga la composición proteica hidrosoluble; y (h) la composición polipeptídica hidrosoluble es capaz de reducir la densidad de una espuma basada en poliuretano al menos un 5% (por ejemplo, al menos un 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o 100%) con relación a una espuma basada en poliuretano creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptídica hidrosoluble.

En otro aspecto, la invención proporciona un método para preparar una composición polipeptídica hidrosoluble aislada para su uso en la preparación de una espuma. El método comprende: (a) dispersar un material de partida que contiene proteínas en una solución acuosa con un pH superior a aproximadamente 6.5 durante al menos 5 minutos, para producir una suspensión que contiene materia particulada; (b) después del paso (a), reducir opcionalmente el pH hasta aproximadamente 4.0 -. 5.0 y a continuación separar la solución acuosa de la materia particulada para obtener de esta manera una solución enriquecida para la composición polipeptidica hidrosoluble descrita en la presente.

En ciertas realizaciones, el método comprende además uno o más de los siguientes pasos: (i) antes del paso (a), digerir el material de partida con una enzima; (ii) después del paso (a), digerir la suspensión con una enzima; (iii) después del paso (b) , digerir la suspensión con una enzima; o (iv) después del paso (c) , digerir la solución enriquecida para la composición polipeptidica hidrosoluble con una enzima. Las enzimas útiles incluyen, por ejemplo, una proteasa especifica para serina, leucina, lisina o arginina. Opcionalmente, el método comprende además secar la composición polipeptidica hidrosoluble obtenida en el paso (c) .

En todos estos aspectos, la composición proteica hidrosoluble puede proceder de un material animal (por ejemplo, leche y lactosuero, harina de pescado, tejido animal) o de un material vegetal (por ejemplo, maíz, trigo, girasol, algodón, colza, cañóla, ricino, soya, camelina, lino, jatrofa, malva, cacahuetes, algas, legumbres, palmera, tabaco, bagazo de la caña de azúcar y combinaciones de estos) . En ciertas realizaciones, el material de partida (la biomasa) en el proceso de fabricación de la composición proteica hidrosoluble puede ser lactosuero, harina de cañóla, proteínas aisladas de la cañóla, harina de ricino, proteínas aisladas del ricino, harina de soya, proteínas aisladas de la soya o una combinación de estos.

En otro aspecto, la invención proporciona una espuma producida empleando la composición proteica hidrosoluble descrita en la presente. La espuma puede ser una espuma de poliuretano que comprende el producto de la reacción de una mezcla que comprende: (a) la composición polipeptídica hidrosoluble descrita en la presente, (b) un reactivo basado en isocianato y (c) un componente opcional que reacciona con el isocianato. En ciertas realizaciones, opcionalmente, la mezcla puede comprender además, entre otras cosas, un surfactante y/o un catalizador y/o un agente espumante.

En otro aspecto, la invención proporciona una espuma de poliuretano que comprende un producto de la reacción de una mezcla que comprende: (a) una composición que contiene proteínas, (b) un reactivo basado en isocianato y (c) un componente opcional que reacciona con el isocianato, donde la composición que contiene proteínas es capaz de reducir la densidad de la espuma de poliuretano al menos un 5% (por ejemplo, al menos un 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% o 90%) con relación a una espuma de poliuretano producida a partir de la misma mezcla pero sin la composición que contiene proteínas. En ciertas realizaciones, opcionalmente, la mezcla puede comprender además, entre otras cosas, un surfactante y/o un catalizador y/o un agente espumante.

En otro aspecto, la invención proporciona una espuma de poliuretano que comprende un producto de la reacción de una mezcla que comprende: (a) una composición que contiene proteínas aisladas, donde la composición que contiene proteínas es capaz de dispersar PMDI en un medio acuoso, (b) un reactivo basado en isocianato y (c) un componente opcional que reacciona con el isocianato. La composición que contiene proteínas comprende una fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua, ya sea sola o combinada con una fracción proteica hidrosoluble . En ciertas realizaciones, opcionalmente, la mezcla puede comprender además, entre otras cosas, un surfactante y/o un catalizador y/o un agente espumante .

En todos los aspectos anteriores, el reactivo basado en isocianato puede ser un poliisocianato orgánico, por ejemplo, un diisocianato de difenilmetano polimérico, diisocianato de 2, 4-tolileno, diisocianato de 2 , 6-tolileno, diisocianato de benceno, diisocianato de jn-xilileno, diisocianato de 1,4-fenileno, diisocianato de 1 , 3-fenileno, diisocianato de 4,4'-difenilo, diisocianato de 4, 4 ' -difenildimetilmetano, diisocianato de hexametileno, diisocianato de tolidina, diisocianato de dianisidina, diisocianato de 1 , 5-naftaleno, diisocianato de 1, 4-ciclohexano o una combinación de estos. Como alternativa o de forma adicional, el reactivo basado en isocianato comprende un uretano, alofanato, urea, biuret, carbodiimida, uetonimina, isocianurato o una combinación de estos. En ciertas realizaciones, el reactivo basado en isocianato puede ser un diisocianato de difenilmetano polimérico .

El compuesto que reacciona con el isocianato puede ser un compuesto que reaccione nucleofilicamente con un isocianato. Por ejemplo, el compuesto que reacciona con el isocianato puede ser un compuesto que contenga, por ejemplo, un grupo hidroxilo o un grupo amino capaz de reaccionar con el isocianato. En ciertas realizaciones, el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol, por ejemplo, un poliol procedente de aceite de ricino, aceite de linaza o aceite de soya. En ciertas realizaciones más, el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol iniciado con un compuesto seleccionado del grupo constituido por glicerol, trimetilpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sacarosa de sorbitol, diamina, tolilenodiamina, diaminodifenilmetano, una polimetilenopolifenilenopoliamina, etanolamina, dietanolamina o una mezcla de estos. Además, el compuesto que reacciona con el isocianato puede incluir una composición polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua, empleada sola o combinada con cualquiera de los compuestos que reaccionan con el isocianato mencionados anteriormente. La composición polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua tiene la capacidad de dispersarse con el reactivo basado en isocianato y volverse un componente estructural integral de la espuma curada resultante. Sin embargo, a diferencia de las proteínas polipeptídicas hidrosolubles, las composiciones polipeptídicas insolubles en agua no suelen reducir la densidad de la espuma resultante.

Como alternativa o de forma adicional, el compuesto que reacciona con el isocianato puede ser un politioéter, poliamida, poliesteramida, policarbonato, poliacetal, poliolefina o polisiloxano terminado con hidroxilo, o un poliéster obtenido mediante la condensación de un glicol o un poliol de funcionalidad superior con un ácido dicarboxílico . En ciertas realizaciones, el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol, óxido de polipropileno-óxido de etileno, propilenglicol, propanodiol, glicerina, un alcoxilato de amina o una mezcla de estos. En ciertas realizaciones, el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol .

En ciertas realizaciones, la espuma tiene una densidad comprendida en el intervalo que oscila entre aproximadamente 0.01 g/cm3 y aproximadamente 0.5 g/cm3, según se determina en AST D-7487. En ciertas realizaciones, la espuma puede tener una densidad que oscila entre un 5% y un 80% menos densa que la de una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble descrita en la presente o la composición que contiene proteínas que contiene una cantidad de una proteína hidrosoluble suficiente para reducir la densidad de la espuma resultante. En ciertas realizaciones más, el tiempo de crema para la espuma, según se define en ASTM D-7487, es inferior a un minuto. En ciertas realizaciones más, la altura de expansión libre de la espuma, según se determina en ASTM D-7487, es superior a la altura de expansión libre de una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble descrita en la presente o la composición que contiene proteínas que contiene una cantidad de una proteína hidrosoluble suficiente para reducir la densidad de la espuma resultante. Por ejemplo, la altura de expansión libre de la espuma puede ser al menos un 5¾ superior a la altura de expansión libre de una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin dichas proteínas. En ciertas realizaciones más, la espuma contiene un mayor número de células más pequeñas y más uniformes, en comparación con una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble descrita en la presente o una composición que contiene proteínas que contiene una cantidad de una proteína hidrosoluble suficiente para reducir la densidad de la espuma resultante.

En otro aspecto, la invención proporciona un método para producir una espuma de poliuretano, que comprende los pasos de: (a) mezclar una composición que contiene proteínas (por ejemplo, la composición polipeptídica hidrosoluble como se describe en la presente) y un reactivo basado en isocianato para producir una mezcla; y (b) permitir que la mezcla produzca una espuma de poliuretano. Aunque no es necesario aislar la fracción hidrosoluble para que esta sea eficaz en la reducción de la densidad de la espuma resultante, en ciertas circunstancias es deseable separar la fracción r proteica hidrosoluble de la insoluble en agua y añadirlas en proporciones controladas para modular las propiedades de las espumas resultantes. En ciertas realizaciones, la mezcla del paso (a) comprende además un compuesto que reacciona con el isocianato. El reactivo basado en isocianato y el compuesto que reacciona con el isocianato pueden ser los mismos que los descritos anteriormente para los otros aspectos de la invención .

Opcionalmente, la mezcla del paso (a) comprende además un agente espumante o un compuesto que forma un agente espumante. Se sobreentenderá que, en ciertas circunstancias, el agua es capaz de formar un agente espumante. La proteína hidrosoluble se puede disolver, dispersar o suspender en agua, en una solución que contenga el reactivo basado en isocianato o en una solución que contenga el material que reacciona con el isocianato.

En ciertas realizaciones, la mezcla del paso (a) puede comprender además un catalizador que facilite la generación de la espuma. Los ejemplos de catalizadores incluyen, por ejemplo, dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, trietilendiamina, éter 2,2'-dimetilaminodietilico, 2-dimetilaminoetanol , octoato de estaño, octoato de potasio, una sal de un metal alcalino de un ácido carboxilico o una combinación de estos. Como alternativa o de manera adicional, la mezcla del paso (a) comprende además un surfactante, por ejemplo, una silicona de poliéter. Como alternativa o de manera adicional, la mezcla del paso (a) puede comprender además un aditivo seleccionado del grupo constituido por un retardador del fuego, un relleno, un refuerzo, un supresor del humo, un biocida, un plastificante inerte, un agente antiestático y combinaciones de estos.

En ciertas realizaciones, el reactivo basado en isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. En ciertas realizaciones más, el compuesto que reacciona con el isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. En ciertas realizaciones más, la composición que contiene proteínas (p. ej . , la composición polipeptídica hidrosoluble) constituye de aproximadamente un 0.01% (p/p) a aproximadamente un 50% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. En ciertas realizaciones más, la espuma se produce con un índice comprendido en el intervalo que oscila entre aproximadamente un 250% y aproximadamente un 800%.

En otro aspecto, la invención proporciona una mezcla previa para preparar una espuma de poliuretano, que comprende: una composición que contiene proteínas (por ejemplo, una composición polipeptídica hidrosoluble descrita en la presente, una composición polipeptídica insoluole en agua/dispersable en agua o una mezcla de estas) y un reactivo basado en isocianato. La composición que contiene proteínas se caracteriza por que es capaz de reducir la densidad de la espuma de poliuretano al menos un 5 % (por ejemplo, al menos un 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% o 90%) con relación a una espuma de poliuretano producida a partir de la misma mezcla pero sin la composición que contiene proteínas. La mezcla previa también puede incluir, entre otras cosas, un compuesto que reaccione con el isocianato, un agente espumante o un compuesto que forme un agente espumante, un surfactante y un catalizador que facilite la generación de la espuma .

El reactivo basado en isocianato, el compuesto que reacciona con el isocianato, el agente espumante o el compuesto que forma el agente espumante, el surfactante y el catalizador pueden ser los mismos que los descritos anteriormente en la presente. En ciertas realizaciones, el reactivo basado en isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de la mezcla previa. En ciertas realizaciones, el compuesto que reacciona con el isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de la mezcla previa. En ciertas realizaciones más, la composición que contiene proteínas (por ejemplo, la composición polipeptidica hidrosoluble) constituye de aproximadamente un 0.1% (p/p) a aproximadamente un 99% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma .

En otro aspecto, la invención proporciona un articulo que comprende la espuma descrita en la presente.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los objetos, características y ventajas anteriores de la invención, así como otras más, resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de las realizaciones preferidas, según se ilustra en los dibujos adjuntos. Los dibujos no están necesariamente hechos a escala, sino que en su lugar se ha intentado enfatizar la ilustración de los principios de la presente invención, donde: la FIGURA 1 es un diagrama de flujo que muestra los pasos de un método a modo de ejemplo para producir composiciones polipeptídicas aisladas útiles para llevar la invención a la práctica; la FIGURA 2 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de la fracción proteica hidrosoluble y de la insoluble en agua aisladas a partir del lote 5-90 de ricino digerido; la FIGURA 3 muestra los espectros de FTIR de estado sólido de la fracción hidrosoluble y de la fracción insoluble en agua aisladas de ricino digerido, en los que se ha ampliado la región del carbonilo de amida; la FIGURA 4 muestra los espectros de FTIR de estado sólido de la fracción hidrosoluble y de la fracción insoluble en agua aisladas a partir de ricino digerido, en los que se ha ampliado la región de estiramiento de N-H; la FIGURA 5 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de las fracciones aisladas a partir de proteínas de ricino (lote 5-94), en los que se muestra una ampliación de la región del carbonilo de amida (fracción hidrosoluble y fracción insoluble en agua/dispersalbe en agua) ; la FIGURA 6 muestra los espectros de FTIR de estado sólido de la fracción hidrosoluble y de la fracción insoluble en agua aisladas a partir de proteínas de ricino (lote 5-94), en los que se han ampliado las regiones de estiramiento de N-H y 0-H; la FIGURA 7 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de las fracciones insolubles en agua/dispersables en agua aisladas a partir de proteínas de ricino (lote 5-94) y a partir de ricino digerido enzimáticamente (lote 5-90) ; la FIGURA 8 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de la fracción hidrosoluble y de la fracción insoluble en agua aisladas a partir de soya digerida, en los que se ha ampliado la región del carbonilo de amida, y donde los espectros se han escalado verticalmente para lograr intensidades de absorbancia equivalentes para el estiramiento del carbonilo de amida I; la FIGURA 9 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de la fracción hidrosoluble y de la fracción insoluble en agua aisladas a partir de soya digerida, en los que se ha ampliado la región de estiramiento de N-H; la FIGURA 10 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de las fracciones polipeptídicas hidrosolubles aisladas a partir de soya digerida y de ricino digerido; la FIGURA 11 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de las fracciones insolubles en agua aisladas a partir de soya digerida y de harina de soya; la FIGURA 12 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de ATR de superficie de las fracciones insolubles/dispersables en agua aisladas a partir de múltiples muestras proteicas (lote 5-81 de soya digerida, harina de soya, lote 5-94 de proteínas aisladas de ricino, lote 5-90 de ricino digerido) , en los que se ha ampliado la región del carbonilo de amida; la FIGURA 13 es un espectro bidimensional de RMN HSQC de 1H-15N del ricino digerido (lote 5-83) en d6-DMSO, que muestra dos regiones de interés denominadas Región A y Región B; la FIGURA 14 es un espectro bidimensional de RMN HSQC de 1H-15N de la fracción polipeptidica insoluble/dispersable en agua del ricino digerido (lote 5-83) en d6-DMSO, que muestra nuevamente la Región A y la Región B; la FIGURA 15 muestra espumas de poliuretano producidas de acuerdo con los procedimientos del Ejemplo 5; la FIGURA 16 muestra espumas de poliuretano producidas de acuerdo con los procedimientos del Ejemplo 9; la FIGURA 17 muestra espumas de poliuretano producidas de acuerdo con los procedimientos del Ejemplo 10, donde la Figura 17(A) muestra una proporción de poliisocianato : PMDI de 9:10 y la Figura 17(B) muestra una proporción de poliisocianato : PMDI de 10:10; la FIGURA 18 muestra espumas de poliuretano producidas de acuerdo con los procedimientos del Ejemplo 11; la FIGURA 19 muestra espumas de poliuretano producidas de acuerdo con los procedimientos del Ejemplo 13.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La invención se basa, en parte, en el descubrimiento de que ciertas fracciones proteicas procedentes de una serie de materiales de partida (por ejemplo, biomasa vegetal residual) se pueden emplear para modular las propiedades de la espuma y pueden, por ejemplo, proporcionar espumas de menor densidad que contengan un mayor número de células más pequeñas y más uniformes. La invención proporciona una composición polipeptidica hidrosoluble aislada capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano, espumas de poliuretano que contienen proteínas, métodos y composiciones para preparar espumas de poliuretano que contienen proteínas y artículos que comprenden dichas espumas de poliuretano. La composición polipeptidica hidrosoluble aislada se puede aislar a partir de varias fuentes, por ejemplo, materia vegetal (tal como la biomasa producida como un producto secundario residual de la industria agrícola) o materia animal (por ejemplo, leche o lactosuero, harina de pescado o tejido animal).

Se ha descubierto que ciertas fracciones proteicas (que pueden incluir composiciones proteicas hidrosolubles aisladas y composiciones que contengan proteínas crudas que contengan una cierta cantidad de las proteínas hidrosolubles) se pueden añadir a composiciones de poliuretano que forman espuma para alterar las propiedades de la espuma de poliuretano resultante. Por ejemplo, la espuma resultante puede tener, por ejemplo, una densidad menor y/o un tamaño de las células más pequeño y más uniforme, con relación a las espumas generadas a partir de los mismos materiales de partida pero sin la fracción proteica. Como resultado, es posible producir espumas que requieren menos material de partida (por ejemplo, reactivos basados en isocianato y/o compuestos que reaccionan con el isocianato) para rellenar un volumen determinado. Como resultado, es posible preparar espumas con las características físicas deseadas de manera más económica que en el caso de las espumas que carecen de proteínas, y también es posible producir espumas sin emplear los surfactantes de espuma de poliuretano conocidos en la formulación. Estas espumas de poliuretano que contienen proteínas se pueden preparar mezclando ciertas composiciones proteicas descritas en la presente, un reactivo basado en isocianato y un compuesto opcional que reacciona con el isocianato, para producir una mezcla previa que genera la espuma. A continuación se proporciona una descripción más detallada de las composiciones proteicas capaces de estabilizar una espuma basada en poliuretano, de las espumas de poliuretano que contienen proteínas, de los métodos y las composiciones para preparar dichas espumas de poliuretano que contienen proteínas y de los artículos que comprenden dichas espumas de poliuretano.

I . Composiciones polipeptidicas Las diferentes fracciones proteicas procedentes de la biomasa animal y vegetal tienen propiedades físicas y químicas diferentes. Como resultado, las proteínas se pueden emplear para modular las características deseadas de las espumas resultantes. Las fracciones proteicas hidrosolubles descritas en la presente proporcionan espumas de poliuretano con una densidad menor y/o con un tamaño de células más pequeño y más uniforme, en comparación con las espumas preparadas sin la fracción proteica hidrosoluble . En ciertas realizaciones, también se puede añadir además una fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua a la mezcla previa que genera la espuma. La adición de la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua modifica de manera adicional las propiedades de la espuma producida a partir de la mezcla previa. La adición de las proteínas insolubles en agua/dispersables en agua puede proporcionar rigidez estructural a la espuma resultante y/o modular la densidad de la espuma resultante. Además, tanto la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua como la fracción proteica hidrosoluble, se pueden emplear solas o combinadas para producir adhesivos, que se describen con detalle en la Solicitud de Patente de EE. UU. con N.° de serie 12/719.521, presentada el 8 de marzo de 2010, cuya divulgación se incorpora a la presente a modo de referencia. Los términos "proteína" y "polipéptido" se emplean como sinónimos y se refieren a polímeros que contienen aminoácidos unidos entre sí, por ejemplo, mediante enlaces peptídicos u otros enlaces, y pueden contener aminoácidos naturales o aminoácidos modificados. Los polipéptidos se pueden aislar a partir de fuentes naturales o se pueden sintetizar empleando métodos químicos estándar. Además, los polipéptidos se pueden modificar o derivatizar tanto mediante procesos naturales, tales como el procesado postranslacional, como mediante técnicas de modificación química de uso común en la materia. Las modificaciones o derivatizaciones pueden tener lugar en cualquier lugar del polipéptido, incluidos, por ejemplo, el esqueleto del péptido, las cadenas laterales de los aminoácidos o los extremos amino o carboxilo. Las modificaciones incluyen, por ejemplo, delación, formación de enlaces disulfuro, desmetilación, desaminación, formación de enlaces covalentes entrecruzados, formación de piroglutamato, formilación, carboxilación gamma, glicosilación, formación de moléculas de anclaje GPI, hidroxilación, yodación, metilación, miristoliación, oxidación, pegilación, digestión proteolitica, fosforilación, etc. Según se emplea a lo largo de la presente, el término "aislado/a" se refiere al material que se ha separado de su entorno original (p. ej . , el entorno natural, en el caso de que sea un material natural) .

El material de partida para producir las composiciones polipeptidicas aisladas, que puede ser una harina o proteínas aisladas, puede proceder de material vegetal (por ejemplo, uno o más de los siguientes: maíz, trigo, girasol, algodón, colza, cañóla, ricino, soya, camelina, lino, jatrofa, malva, cacahuetes, palmera, tabaco, bagazo de la caña de azúcar y algas) y/o de material animal (por ejemplo, leche, lactosuero, harina de pescado, tejido animal). Se sobreentenderá que la fracción proteica hidrosoluble se puede producir de varias maneras, por ejemplo, según se describe en los Ejemplos.

Por ejemplo, las proteínas hidrosolubles se pueden aislar lavando material animal o vegetal con agua y simplemente separando las proteínas que se disuelven en los lavados con agua. Sin embargo, se sobreentenderá que los lavados resultantes pueden contener compuestos que no sean proteínas hidrosolubles, por ejemplo, carbohidratos hidrosolubles tales como almidones y azúcares, etc. Sin embargo, debido a que la proporción de la fracción proteica hidrosoluble con relación a la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua puede variar dependiendo de una serie de factores tales como la fuente del material de partida, así como cualquier paso de procesamiento que se pueda haber llevado a cabo ya sobre el material de partida, y dado que los polipéptidos insolubles en agua/dispersables en agua no facilitan la reducción de la densidad y pueden incluso disminuir este efecto, resulta preferible separar las dos fracciones polipeptídicas diferentes y a continuación añadirlas conjuntamente de forma controlada, para controlar las propiedades físicas y químicas de la espuma resultante, y para mejorar la reproducibilidad de la espuma resultante. Si no se requiere una reducción de la densidad en la espuma de interés, entonces se sobreentenderá que es posible reducir o eliminar totalmente los polipéptidos hidrosolubles de la composición y emplear los polipéptidos insolubles en agua/dispersables en agua como el componente basado en proteínas exclusivo en la formulación. Esto puede resultar deseable cuando se desea producir una espuma con una densidad equivalente o superior (que afecta al módulo, resistencia, permeabilidad, etc.) a la de una espuma comparable que no contenga proteínas, o a la de una espuma comparable que contenga cierta cantidad de la fracción polipeptídica hidrosoluble .

De forma similar, se sobreentenderá que la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua se puede producir mediante una serie de estrategias, que se describen con detalle en los Ejemplos y en la Solicitud de Patente de EE. UU. con N.° de serie 12/719.521, en tramitación junto con la presente y presentada el 8 de marzo de 2010, cuya divulgación se incorpora a la presente a modo de referencia. Por ejemplo, se puede aislar una fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua cruda a partir de proteínas de soya aisladas, lavándolas con agua para eliminar las proteínas hidrosolubles y los componentes hidrosolubles de las proteínas de soya aisladas. Aunque la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua cruda puede dispersar varios aceites, dependiendo de la aplicación particular puede resultar ventajoso aislar una forma más pura de la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua. En la Figura 1 se muestra esquemáticamente una estrategia para preparar tanto las fracciones proteicas hidrosolubles como las fracciones proteicas insolubles en agua/dispersables en agua. Según se muestra en la Figura 1, el material de partida (por ejemplo, harina molida) se dispersa en un medio acuoso (por ejemplo, agua) con un pH de 6.5-13 durante al menos 5 minutos, al menos 20 minutos, al menos 40 minutos o al menos 1 hora, para formar una mezcla. Los materiales de partida incluyen, sin carácter limitante, proteínas de lactosuero, harina de cañóla, proteínas aisladas de la cañóla, harina de ricino, proteínas aisladas del ricino, harina de soya o proteínas aisladas de la soya, o una combinación de estos. A continuación, opcionalmente, el pH de la mezcla se puede reducir mediante la adición de ácido (para obtener una mezcla con un pH comprendido en el intervalo de, por ejemplo, 4.0-5.0), para que precipite una porción de proteínas hidrosolubles y de proteínas insolubles en agua. En este punto, las proteínas hidrosolubles se pueden separar del precipitado recogiendo el sobrenadante. Se sobreentenderá que, en ciertas realizaciones, la fracción proteica hidrosoluble se puede recoger antes del paso de reducción del pH (remítase a la Figura 1) . Dicho de otra manera, el material de partida se dispersa en un medio acuoso (por ejemplo, agua) y el material hidrosoluble (que contiene la fracción proteica hidrosoluble) se separa del material insoluble en agua empleando técnicas de separación convencionales. . Como alternativa, la proteina hidrosoluble se puede recoger después de reducir el pH o se puede recoger a partir de los lavados, por ejemplo, los lavados con agua, del material insoluble en agua (remítase a la Figura 1) . Se sobreentenderá que la proteína hidrosoluble se puede producir combinando dos o más de las fracciones acuosas recogidas en diferentes pasos que contienen la proteína hidrosoluble.

El material insoluble en agua residual (es decir, el precipitado) se puede recoger. A continuación, el material recogido se puede lavar (en ciertas circunstancias, se puede lavar exhaustivamente) con agua y se separa el material insoluble en agua/dispersable en agua remanente.

Los procedimientos de aislamiento de proteínas descritos anteriormente se pueden modificar para emplear una mezcla de alcohol-agua en lugar de tan solo agua. Por ejemplo, las proteínas hidrosolubles se pueden aislar lavando material animal o vegetal con una mezcla de alcohol-agua y simplemente separando las proteínas que se disuelven en los lavados con la mezcla de alcohol-agua. Se considera que varios alcoholes son adecuados para las condiciones de aislamiento. En ciertas realizaciones, el alcohol es un alcohol alifático, alcohol aromático o un poliol tal como PPG-2000. En ciertas realizaciones, la proporción de agua con relación al alcohol en la mezcla de alcohol-agua está comprendida en el intervalo que oscila entre 10:1 y 5:1, entre 5:1 y 2:1, entre 2:1 y 1:2, entre 1:2 y 1:5 o entre 1:5 y 1:10.

Se sobreentenderá que la fracción proteica hidrosoluble y/o la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua se pueden emplear tal y como se obtienen o bien se pueden secar y almacenar hasta su uso. El secado se puede llevar a cabo empleando técnicas conocidas en la materia, que incluyen el secado por aspersión, la líofilización, el secado en un horno, el secado al vacío o la exposición a sales desecantes (tales como pentóxido de fósforo o cloruro de litio) .

Se sobreentenderá que el proceso también puede incluir uno o más pasos de digestión enzimática y/o hidrólisis química. La digestión se puede facilitar empleando una o más enzimas y la hidrólisis se puede facilitar empleando uno o más agentes químicos, por ejemplo, se puede emplear una hidrólisis basada en ácidos o bases. Por ejemplo, el material de partida (por ejemplo, harina molida) se puede someter a una digestión enzimática antes o después o tanto antes como después de la incubación del material de partida en el medio acuoso alcalino. Como alternativa, o de manera adicional, el material se puede someter al paso de digestión enzimática tras la adición de ácido para obtener una mezcla con un pH comprendido en el intervalo de 4.0 a 5.0. Como alternativa, o de manera adicional, la fracción proteica hidrosoluble separada y/o el material insoluble en agua/dispersable en agua después de la separación se pueden someter a una digestión enzimática. Sin embargo, la hidrólisis química puede tener lugar con los pasos de digestión enzimática mencionados anteriormente o puede reemplazarlos.

En ciertas circunstancias, las especies básicas residuales y los metales alcalinos presentes en las proteínas digeridas químicamente no son compatibles con los poliisocianatos y pueden provocar la trimerizacion de los grupos isocianato, lo que provocaría problemas de estabilidad en las composiciones de poliisocianato finales. Sin embargo, la digestión enzimática se puede emplear para evitar o reducir los problemas de estabilidad de los isocianatos asociados con algunos pasos de hidrólisis química.

Se sobreentenderá que las enzimas útiles para la digestión de las fracciones proteicas incluyen endo- o exoproteasas de origen bacteriano, fúngico, animal o vegetal o una mezcla de estas. Las enzimas útiles incluyen, por ejemplo, una proteasa específica para serina, leucina, lisina o arginina. Los ejemplos de enzimas incluyen tripsina, quimotripsinas A, B y C, pepsina, renina, proteasas alcalinas microbianas, papaína, ficina, bromelaína, catepsina B, colagenasa, proteasas neutras microbianas, carboxipeptidasas A, B y C, camosinasa, anserinasa, proteasa V8 de Staphylococcus aureus y muchas otras conocidas en la materia. También se pueden emplear combinaciones de estas proteasas.

También se pueden emplear preparados enzimáticos disponibles de proveedores comerciales tales como, por ejemplo, Alcalase®, Chymotrypsine 800s, Savinase®, Kannase®, Everlase®, Neutrase®, Flavourzyme® (todos ellos comercializados por Novo Nordisk, Dinamarca), Protex 6.0L, Peptidase FP, Purafect®, Purastar OxAm®, Properase® (comercializados por Genencor, EE. UU.), Corolase LIO (Rohm, Alemania), Pepsina (Merck, Alemania) , papaína, pancreatina, proleather N y Proteasa N (Amano, Japón) , BLAP y variantes de BLAP comercializadas por Henkel, proteasas de tipo K-16 comercializadas por KAO, o combinaciones de estos. La Tabla 1 a continuación describe la especificidad aminoacidica de ciertas endonucleasas útiles .

Tabla 1 .0 Aminoácido Endopeptidasa'(s) ' cómercial íes) :jfe "f ili ¾¦ ir. 1... _'X.. JÉ., A. ..jfc-jl; «íí 3:. dfc'. S.. í, . > 1 Alanina A Pronase®, Neutrase® 2 Cisteina C Papaína 3 Aspártico D Fromase® 4 Glutámico E Alcalase® 5 Fenilalanina F Neutrase® Fromase® 6 Glicina G Flavorzyme®, Neutrase® 7 Histidina H Properase® 8 Isoleucina I Neutrase® 9 Lisina K Alcalase®, Tripsina, Properase® 10 Leucina L Alcalase®, Esperase®, Neutrase® 11 Metionina M Alcalase®, Neutrase® 12 Asparagina N Savinase®, Flavourzyme®, Duralase® 13 Prolina P Pronase®, Neutrase® 14 Glutamina Q Alcalase® 15 Arginina R Tripsina, Properase® 16 Serina S Savinase®, Flavourzyme®, Duralase® 17 Treonina T Savinase®, Flavourzyme®, Duralase® 18 Valina V Neutrase® 19 Triptófano W Neutrase® Fromase® 20 Tirosina Y Alcalase®, Esperase®, Fromase® Dependiendo de la(s) enzima (s) elegida (s), la digestión enzimática se llevará a cabo normalmente en condiciones acuosas en unas condiciones de pH adecuadas (por ejemplo, dependiendo de la enzima o la mezcla de enzimas a un pH bajo o neutro) . En ciertos sistemas digestivos, la digestión tiene lugar de forma óptima a un pH inferior a 9 o inferior a 8. Para ciertas aplicaciones, el pH del sistema de la digestión proteica acuosa está comprendido en el intervalo de 3-9, 4-8 ó 5-7.5. Una vez que la digestión ha tenido lugar hasta el punto deseado, la reacción enzimática se puede detener y, opcionalmente, el producto resultante se puede lavar y a continuación se puede emplear como tal o se puede secar parar formar un polvo.

Las propiedades físicas y químicas de la fracción proteica hidrosoluble y de la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua resultantes se describen con más detalle a continuación.

En ciertas realizaciones, las proteínas de las fracciones proteicas aisladas se modifican. Los procesos adecuados para modificar o derivatizar las fracciones polipeptídicas se pueden encontrar en la bibliografía. La naturaleza y el grado de las modificaciones dependerán en gran medida de la composición del material de partida. El derivado se puede producir, por ejemplo, reemplazando al menos una porción de los grupos amino primarios de dicha proteína aislada por grupos hidroxilo, desaminando la proteína o reemplazando una porción de los grupos amida de la proteína por grupos carboxilo, etc. En otras realizaciones, las composiciones polipeptídicas aisladas descritas en la presente se pueden obtener haciendo reaccionar la proteína con agentes modificadores de proteínas, por ejemplo, óxido nitroso, ácido nitroso, sales de ácido nitroso o una combinación de estos.

A. Composición polipeptídica hidrosoluble capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano Las fracciones proteicas hidrosolubles, por ejemplo, las fracciones proteicas hidrosolubles aisladas conforme al protocolo expuesto en la Figura 1 son sustancial o completamente solubles en agua.

Las fracciones proteicas hidrosolubles presentan una o más de las siguientes características: (a) una banda de absorción de amida I entre aproximadamente 1633 cm"1 y 1680 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (b) una banda de amida II entre aproximadamente 1522 cirf1 y 1560 cnf1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (c) dos bandas destacadas de absorción de estiramiento de N-H de amida 1.a centradas en aproximadamente 3200 cnf1 y aproximadamente 3300 cnf1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (d) un clúster destacado de núcleos de nitrógeno protonados definido por unos límites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 94 ppm y aproximadamente 100 ppm, y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.6 ppm y 8.1 ppm, según se determina mediante RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto; (e) un peso molecular medio de entre aproximadamente 600 y aproximadamente 2500 Daltons, por ejemplo, según se determina mediante espectroscopia de masas MALDI; (f) una incapacidad para estabilizar una emulsión de aceite en agua, donde, cuando una solución acuosa que comprende 14 partes en peso de proteína disuelta o dispersada en 86 partes en peso de agua se mezcla con 14 partes en peso de diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI), la solución acuosa y el PMDI producen una suspensión inestable que se separa en fases a nivel macroscópico en condiciones estáticas en un periodo de cinco minutos después de la mezcla; (g) la composición polipeptídica hidrosoluble es capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano, con relación a una espuma basada en poliuretano creada a partir de la misma composición de partida pero que no contenga la composición proteica hidrosoluble; y (h) la composición polipeptídica hidrosoluble es capaz de reducir la densidad de una espuma basada en poliuretano al menos un 5% (por ejemplo, al menos un 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% o 100%) con relación a una espuma basada en poliuretano creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble .

En ciertas realizaciones, las composiciones polipeptidicas hidrosolubles contienen una cantidad sustancial de aminas primarias, ácidos carboxilicos, sales de aminas y sales de carboxilatos, con relación a la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua. La fracción proteica hidrosoluble comprende una concentración relativamente elevada de aminas primarias (a aproximadamente 3300 y 3200 cm"1) , con relación a las aminas secundarias (a aproximadamente 3275 cm-1) , según se puede observar en las Figuras 4, 6 y 9.

B. Composición polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua La composición polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua se caracteriza por varias propiedades físicas y químicas .

Una propiedad importante de la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua es que es capaz de dispersar o emulsionar aceite en agua o agua en aceite (remítase al Ejemplo 3). La fracción proteica que presenta estas propiedades, generalmente incluye una o más de las siguientes características: (a) una banda de absorción de amida I entre aproximadamente 1620 cm-1 y 1632 cm"1, y una banda de amida II entre aproximadamente 1514 cm-1 y 1521 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido, (b) una banda destacada de absorción de estiramiento de N-H de amida 2.a centrada en aproximadamente 3272 cm"1, según se determina mediante FTIR de estado sólido, (c) un peso molecular medio de entre aproximadamente 600 y aproximadamente 2500 Daltons, y (d) dos clústers de nitrógenos protonados definidos por unos limites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 86.2 ppm y aproximadamente 87.3 ppm, y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.14 ppm y 7.29 ppm para el primer clúster y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 6.66 ppm y 6.81 ppm para el segundo clúster, según se determina mediante RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto.

A diferencia de la composición proteica hidrosoluble, la fracción insoluble en agua/dispersable en agua es capaz de dispersar o emulsionar aceite en agua o agua en aceite para producir una emulsión homogénea estable, tras una inspección visual, durante al menos 5 minutos. En ciertas realizaciones, la dispersión o emulsión no muestra ninguna separación de fases sustancial tras una inspección visual durante al menos 10, 15, 20, 25 ó 30 minutos, o incluso 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18 ó 24 horas después de mezclar la composición polipeptídica con el aceite. Según se muestra en el Ejemplo 3, la fracción insoluble en agua/dispersable en agua es capaz de emulsionar o dispersar una amplia selección de aceites, que incluye, por ejemplo, un poliisocianato orgánico (por ejemplo, PMDI), aceite mineral, aceite de soya, aceite de soya derivatizado, aceite de motor, aceite de ricino, aceite de ricino derivatizado, ftalato de dibutilo, aceite de soya epoxidado, aceite de maíz, aceite vegetal, triglicérido caprílico, aceite de eucalipto y o-acetilcitrato de tributilo. En un ejemplo de ensayo, se mezclan 14 partes (en peso) de una muestra proteica de interés con 86 partes (en peso) de agua y la solución o dispersión resultante se mezcla con 14 partes (en peso) de aceite, por ejemplo, PMDI. En estas condiciones, la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua produce una dispersión o emulsión que no presenta ninguna separación de fases sustancial tras una inspección visual durante al menos 5 minutos después de mezclar la composición polipeptidica con el aceite.

En ciertas realizaciones, la fracción insoluble en agua/dispersable en agua está sustancialmente exenta de aminas primarias, ácidos carboxílieos , sales de aminas y sales de carboxilatos . La fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua posee una fracción más elevada de aminas secundarias, con relación a la fracción proteica hidrosoluble (remítase al Ejemplo 1) .

La fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua puede actuar como un surfactante para un poliisocianato orgánico (p. ej . , PMDI), reduciendo la tensión interfacial hasta el punto en que el poliisocianato orgánico insoluble en agua se emulsione fácilmente con un suministro de energía mínimo, para crear una emulsión de aceite en agua. Cuando el material de partida es proteína de soya, se puede obtener una emulsión estable emplenado proteína no digerida sustancialmente insoluble (fraccionada) . En ciertas realizaciones, se puede obtener una emulsión estable de poliisocianato (p. ej . , PMDI) en agua cuando el polipéptido fraccionado aislado comprenda una fracción insoluble en agua/dispersable en agua, tanto por sí sola como combinada con un componente hidrosoluble. En su forma seca en polvo, el polipéptido insoluble en agua/dispersable en agua también es capaz de dispersarse en un aceite tal como P DI . De este modo, en ciertas realizaciones, el polipéptido insoluble en agua se puede dispersar previamente en el reactivo basado en isocianato en ausencia de agua.

En ciertas realizaciones, las fracciones polipeptidicas hidrosolubles y/o insolubles en agua descritas en la presente pueden presentar un peso molecular medio en peso de entre aproximadamente 500 y 25 000 Daltons. Las fracciones polipeptidicas útiles pueden presentar un peso molecular medio en peso de entre aproximadamente 600 y 2500 Da., de entre aproximadamente 700 y 2300 Da., de entre aproximadamente 900 y 2100 Da., de entre aproximadamente 1100 y 1900 Da., de entre aproximadamente 1300 y 1700 Da., de entre aproximadamente 1000 y 1300 Da., de entre aproximadamente 2000 y 2500 Da. o de entre aproximadamente 1000 y2500 Da.

La composición polipeptidica aislada se puede emplear para preparar espumas, según se describe en la presente, combinándola con un prepolimero reactivo. Los prepolimeros reactivos se pueden seleccionar del grupo constituido por un poliisocianato orgánico; un producto de la reacción entre un poliisocianato orgánico y un polipéptido, un poliol, un poliol basado en aminas, un compuesto que contenga aminas, un compuesto que contenga hidroxi, una composición polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua, una composición polipeptidica hidrosoluble o una combinación de estos. Sin embargo, se sobreentenderá que las espumas no necesariamente deberán estar basadas en isocianato. Las espumas opcionales pueden incluir cualquier liquido, solución liquida o mezcla liquida que sea capaz de polimerizarse o gelificarse para formar una estructura rígida en presencia de un agente espumante. Las mezclas líquidas pueden incluir, por ejemplo, plastisoles de PVC; los líquidos pueden incluir monómeros polimerizables tales como estireno y metacrilato de metilo; las soluciones líquidas pueden incluir polímeros disueltos en disolventes tales como poliestireno disuelto en tolueno o C02 supercrítico . Como alternativa, o de forma adicional, los líquidos también pueden comprender prepolímeros tales como compuestos que contengan epoxi; un producto de la reacción entre un compuesto que contenga epoxi y un polipéptido, un poliol, un poliol basado en aminas, un compuesto que contenga aminas, un compuesto que contenga hidroxi o una combinación de estos; un organosilano; un látex polimérico; un poliuretano; y una mezcla de estos.

Al preparar las espumas, la composición polipeptídica aislada, en ciertas realizaciones, es capaz de dispersar el prepolímero reactivo en un medio acuoso para producir una dispersión estable o una emulsión estable. La dispersión o emulsión no presenta ninguna separación de fases sustancial tras una inspección visual durante al menos 5 minutos después de mezclar la composición polipeptídica con el prepolímero reactivo. En ciertas realizaciones, la dispersión o emulsión no muestra ninguna separación de fases sustancial tras una inspección visual durante al menos 10, 15, 20, 25 ó 30 minutos, o incluso 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18 ó 24 horas después de mezclar la composición polipeptídica con el prepolímero reactivo. En ciertas realizaciones, la dispersión o emulsión no muestra ninguna separación de fases sustancial tras una inspección visual durante al menos 10, 15, 20, 25 ó 30 minutos, o incluso 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 12, 18 ó 24 horas después de mezclar la composición polipeptidica con el aceite. Según se muestra en el Ejemplo 3, la fracción insoluble en agua/dispersable en agua es capaz de emulsionar o dispersar una amplia selección de aceites, que incluye, por ejemplo, un poliisocianato orgánico (por ejemplo, PMDI), aceite mineral, aceite de soya, aceite de soya derivatizado, aceite de motor, aceite de ricino, aceite de ricino derivatizado, ftalato de dibutilo, aceite de soya epoxidado, aceite de maíz, aceite vegetal, triglicérido caprilico, aceite de eucalipto y o-acetilcitrato de tributilo. En un ejemplo de ensayo, se mezclan 14 partes (en peso) de una muestra proteica de interés con 86 partes (en peso) de agua y la solución o dispersión resultante se mezcla con 14 partes (en peso) de aceite, por ejemplo, PMDI. En estas condiciones, la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua produce una dispersión o emulsión que no presenta ninguna separación de fases sustancial tras una inspección visual durante al menos 5 minutos después de mezclar la composición polipeptidica con el aceite.

En ciertas realizaciones, la fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua proporciona una emulsión o dispersión estable, por ejemplo, una emulsión o dispersión acuosa, que comprende de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 90% (p/p) de un aceite y de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 99% (p/p) de una composición polipeptidica aislada, donde la composición polipeptidica aislada produce una emulsión o dispersión estable del aceite en' un medio acuoso. La emulsión o dispersión acuosa comprende opcionalmente de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 50% (p/p) de aceite y de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 99% (p/p) de la composición polipeptidica aislada. El término "estable", cuando se emplea para hacer referencia a las dispersiones y emulsiones, se refiere a la capacidad de la fracción polipeptidica descrita en la presente para generar una emulsión cinéticamente estable durante la aplicación deseada de la dispersión o emulsión. Los términos "emulsión," "dispersión" y "suspensión" se utilizan indistintamente en la presente .

II . Reactivo basado en isocianato Se sobreentenderá que el término "reactivo basado en isocianato", según se emplea en la presente, se refiere a un compuesto que comprende un grupo isocianato. En la materia se conoce una amplia variedad de compuestos que contienen isocianato, referentes a la preparación de espumas de poliuretano, y se considera que dichos compuestos son útiles para llevar a la práctica la presente invención.

En ciertas realizaciones, el reactivo basado en isocianato comprende un uretano, alofanato, urea, biuret, carbodiimida, uetonimina, isocianurato o una combinación de estos. Cuando el reactivo basado en isocianato contiene un uretano, este se podrá producir mediante la reacción de un isocianato orgánico con un poliol u otro compuesto con hidroxilos.

En ciertas realizaciones, el reactivo basado en isocianato es un poliisocianato orgánico. El término "poliisocianato" , según se emplea en la presente, se refiere a especies de tipo isocianato difuncionales , especies de tipo isocianato de funcionalidad superior y mezclas de estas. Dependiendo de las circunstancias, el poliisocianato reactivo se combina con el polipéptido fraccionado y aislado descrito en la presente, para formar las composiciones que se proporcionan en la presente. Como alternativa, el reactivo basado en isocianato puede ser un producto formado haciendo reaccionar un poliisocianato orgánico y un compuesto que contenga un grupo funcional nucleofilico capaz de reaccionar con un grupo isocianato. Los ejemplos de compuestos que contienen un grupo funcional nucleofilico capaz de reaccionar con un grupo isocianato incluyen un polipéptido, un poliol, un poliol basado en aminas, un compuesto que contenga aminas, un compuesto que contenga hidroxi o una combinación de estos. En ciertas realizaciones más, se emplean prepolimeros de alofanato. Los prepolimeros de alofanato normalmente requieren temperaturas más elevadas (o catalizadores de alofanato) para facilitar la reacción del poliol con el poliisocianato para formar el prepolimero de alofanato.

Según se ha mencionado anteriormente, el poliisocianato orgánico se puede preparar a partir de un "poliisocianato base". El término "isocianato base", según se emplea en la presente, se refiere a un compuesto monomérico o polimérico que contiene al menos dos grupos isocianato. El compuesto particular empleado como poliisocianato base se puede seleccionar de manera que proporcione una espuma con ciertas propiedades deseadas. Por ejemplo, el poliisocianato base se puede seleccionar en función del número medio de funcionalidades isocianato del compuesto. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, el poliisocianato base puede contener un número medio de funcionalidades isocianato de 2.0 o superior, o superior a 2.1, 2.3 ó 2.4. En ciertas realizaciones, la funcionalidad del grupo reactivo del componente de poliisocianato oscila desde más de 1 hasta varios centenares, de 2 a 20 o de 2 a 10. En ciertas realizaciones más, la funcionalidad del grupo reactivo del componente de poliisocianato es de al menos 1.9. En ciertas realizaciones más, la funcionalidad del grupo reactivo del componente de poliisocianato es de aproximadamente 2. Los poliisocianatos comerciales típicos (con una funcionalidad del grupo isocianato comprendida en el intervalo de 2 a 3) pueden ser compuestos puros, mezclas de compuestos puros, mezclas oligoméricas (siendo el MDI polimérico un ejemplo importante) y mezclas de estos.

En una realización, los poliisocianatos base útiles presentan un peso molecular medio en número de aproximadamente 100 a aproximadamente 5000 g/mol, de aproximadamente 120 a aproximadamente 1800 g/mol, de aproximadamente 150 a aproximadamente 1000 g/mol, de aproximadamente 170 a aproximadamente 700 g/mol, de aproximadamente 180 a aproximadamente 500 g/mol o de aproximadamente 200 a aproximadamente 400 g/mol. En ciertas realizaciones más, al menos un 80 por ciento molar o más del 95 por ciento molar de los grupos isocianato de la composición de poliisocianato base está unido directamente a un grupo aromático. En ciertas realizaciones, las espumas descritas en la presente tienen una concentración de grupos isocianato (-NCO) unidos orgánicamente libres comprendida en el intervalo de aproximadamente un 5% a un 35% (p/p) , de aproximadamente un 7% a un 31% (p/p), de un 10% a un 25% (p/p), de un 10% a un 20% (p/p) , de un 15% a un 27% (p/p) .

En ciertas realizaciones, el poliisocianato base es un poliisocianato aromático, tal como diisocianato de p-fenileno, diisocianato de m-fenileno, diisocianato de 2,4-tolueno, diisocianato de 2,6-tolueno, diisocianatos de naftaleno, diisocianato de dianisidina, poliisocianatos de polimetileno y polifenilo, diisocianato de 2 , 4 ' -difenilmetano (2, ' -MDI) , diisocianato de 4 , 4 ' -difenilmetano (4,4'-MDI), diisocianato de 2 , 2 ' -difenilmetano (2 , 2 ' -MDI ) , diisocianato de 3, 3 ' -dimetil-4 , 4 ' -bifenileno, mezclas de estos y análogos. En ciertas realizaciones, se emplean como poliisocianato base los poliisocianatos de polimetileno y polifenilo (poliisocianatos de tipo MDI) con un número medio de funcionalidades mayor de 2.

En ciertas realizaciones, el poliisocianato base MDI comprende un contenido combinado de 2, 4' -MDI y 2, 2' -MDI menor de un 18.0%, menor de un 15.0%, menor de un 10.0% o menor de un 5.0%.

En ciertas realizaciones más, se emplean como poliisocianatos para su uso como poliisocianato base los isómeros del diisocianato MDI, las mezclas de estos isómeros con poliisocianatos de polimetileno y polifenilo con una funcionalidad triple o superior, los poliisocianatos de polimetileno y polifenilo con una funcionalidad triple o superior de por si y los derivados no prepoliméricos de los poliisocianatos de tipo MDI (tales como los derivados modificados con carbodiimidas, uretoniminas y/o isocianuratos ) . En ciertas realizaciones más, la composición de poliisocianato base comprende un poliisocianato alifático (p. ej . , en una cantidad minoritaria), p. ej . , un poliisocianato alifático que comprende un diisocianato de isoforona, diisocianato de 1, 6-hexametileno , diisocianato de 1, -ciclohexilo o análogos saturados de los poliisocianatos aromáticos mencionados anteriormente, o mezclas de estos.

En ciertas realizaciones más, el poliisocianato base comprende un poliisocianato polimérico, p. ej . , un diisocianato de difenilmetano polimérico (poliisocianato de polimetileno y polifenilo) con una funcionalidad de 3, 4, 5 o superior. En ciertas realizaciones, los poliisocianatos poliméricos de tipo DI comprenden el poliisocianato RUBINATE-M® o una mezcla de isómeros del diisocianato MDI y oligómeros de tipo MDI de funcionalidad superior. En ciertas realizaciones, el producto de poliisocianato base presenta un contenido de -NCO libre de aproximadamente un 31.5% en peso y un número medio de funcionalidades de aproximadamente 2.7. En ciertas realizaciones, los prepolimeros terminados en un grupo isocianato son prepolimeros de uretano. Estos se pueden producir mediante la reacción de un compuesto con funcionalidades hidroxilo con un compuesto con funcionalidades isocianato. En ciertas realizaciones más, se emplean prepolimeros de alofanato. Los prepolimeros de alofanato normalmente requieren temperaturas más elevadas (o catalizadores de alofanato) para facilitar la reacción del poliol con el poliisocianato para formar el prepolímero de alofanato.

Los poliisocianatos empleados en las composiciones descritas pueden tener la fórmula R(NCO)n, donde n es 2 y R puede ser un grupo aromático, cicloalifático o alifático con de 2 a aproximadamente 20 átomos de carbono. Los ejemplos de poliisocianatos incluyen, sin carácter limitante, diisocianato de 4 , 4 ' -difenilmetano (MDI), diisocianato de 2,4-tolueno (TDI) , diisocianato de 2,6-tolueno (TDI), bis (4-ciclohexilisocianato de metileno (Hi2MDI), isocianato de 3-isocianatometil-3 , 5, 5-trimetilciclohexilo (IPDI) , diisocianato de 1,6-hexano (HD1), diisocianato de 1,5-naftaleno (NDI) , diisocianato de 1,3- y 1,4- fenileno, triisocianato de 4 , 4 ' , 4 "-trifenilmetano, diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI), diisocianato de /n-xileno (XDI), diisocianato de 1 , 4-ciclohexilo (CHD1) , diisocianato de isoforona, isómeros, dimeros, trímeros y mezclas o combinaciones de dos o más de estos. El término "PMDI" engloba mezclas de PMDI en las que hay MDI monomérico, por ejemplo, 4,4'-, 2,2'- y/o 2,4'-MDI. En una realización, el PMDI se prepara mediante la fosgenación del PMDA correspondiente en presencia de un disolvente orgánico inerte. A su vez, el PMDA se obtiene mediante la condensación ácida de anilina-formaldehído, que se puede llevar a cabo industrialmente tanto de forma continua como en lotes. Las proporciones de difenilmetanodiaminas y las polifenilpolimetilenopoliaminas homologas, así como su isomerismo posicional en el PMDA, vienen controladas por la selección de las proporciones de anilina, formaldehído y catalizador ácido, así como también por un perfil adecuado de temperatura y tiempo de residencia. A escala industrial, se obtienen contenidos elevados de 4 , 4 ' -difenilmetanodiamina, junto con una proporción baja del isómero 2,4' de la difenilmetanodiamina simultáneamente, mediante el uso de ácidos minerales fuertes, tales como ácido clorhídrico, como catalizadores en la condensación de anilina-formaldehído .

El nivel de agente reticulante covalente, que afecta a la rigidez de la espuma, se puede ver influido por la funcionalidad del grupo reactivo de los monómeros. Se sobreentenderá que las funcionalidades de los grupos reactivos discutidas en la presente son promedios para los materiales poliméricos o oligoméricos (tales como polioles poliméricos, prepolimeros de poliisocianato, poliisocianatos modificados con uretonimina y carbodiimida, y los isocianatos poliméricos de tipo MDI) y absolutas para los compuestos puros. La funcionalidad del grupo reactivo del componente de poliisocianato oscila desde más de 1 hasta varios centenares, de 2 a 20 o de 2 a 10. En ciertas realizaciones, la funcionalidad del poliisocianato es de al menos 1.9 o de al menos 2.0.

Los poliisocianatos, que se pueden adquirir de proveedores comerciales, pueden ser compuestos puros, mezclas de compuestos puros, mezclas oligoméricas (siendo el MDI polimérico un ejemplo importante) y mezclas de los anteriores. Se sobreentiende en la materia que el intervalo de las funcionalidades del grupo isocianato para los poliisocianatos comerciales es de 2 a 3. Cuanto más funcionalidades del grupo reactivo tengan los monómeros empleados en la formulación de la espuma, mayor será la densidad reticulante. Las espumas de poliuretano muy reticuladas tienden a ser rígidas (duras).

El grado de reticulación no es el único factor que determina la rigidez (o flexibilidad) de un poliuretano celular. La rigidez del esqueleto del polímero que actúa como matriz, que viene determinada por la rigidez de los monómeros precursores, también puede afectar a la rigidez de la espuma. Los monómeros con un esqueleto muy rígido pueden producir espumas rígidas, que no están reticuladas o que están solo ligeramente reticuladas. Los ejemplos de monómeros relativamente rígidos incluyen los que contienen una concentración elevada de anillos aromáticos. La combinación de un poliisocianato aromático y un poliol aromático tiende a producir un polímero con un esqueleto rígido, por lo tanto, el polímero tiende a ser rígido y las espumas hechas a partir de él son rígidas.

La flexibilidad de un polímero también se ve afectada por las interacciones secundarias entre las cadenas tales como los puentes de hidrógeno y la cristalinidad. Debido a que los poliuretanos y las poliureas formadas a partir de la reacción de poliisocianatos y monómeros con hidrógenos activos polifuncionales tienden a tener concentraciones elevadas de grupos "-NH" en el esqueleto del polímero, suelen estar unidos mediante enlaces de hidrógeno. Los pesos equivalentes de los monómeros determinan el número de grupos "-NH" en el esqueleto del polímero. Como resultado, el uso de monómeros con pesos equivalentes de los grupos funcionales menores proporciona un polímero con más grupos "-NH" en su estructura. Estos, por lo tanto, tienden a tener más puentes de hidrógeno entre las cadenas y, por lo tanto, suelen ser más rígidos. Siendo todos los demás factores iguales, el uso de monómeros con pesos equivalentes más elevados tiende a reducir la cantidad de puentes de hidrógeno entre las cadenas de los polímeros, lo que proporciona un polímero más flexible. Los grupos urea tienden a producir más uniones de puente de hidrógeno que los grupos uretano, de manera que una concentración elevada de urea en la estructura del polímero tiende a provocar un material más rígido que uno con solo grupos uretano.

La capacidad del esqueleto del polímero para formar dominios cristalinos o microcristalinos en la masa del material también puede tener un impacto significativo en la rigidez del material. Esta capacidad se manifiesta en algunas ocasiones en poliuretanos con estructuras que se repiten de forma muy regular, y estos materiales pueden ser muy rígidos. Sin embargo, la cristalinidad se puede ver interrumpida por entrecruzamientos covalentes y otras irregularidades en la estructura del esqueleto. Esto es un ejemplo de un caso en el que un factor (p. ej . , la cristalinidad) puede entrar en conflicto con otro factor (p. ej . , la capacidad reticulante) . Se sobreentenderá que los efectos de los diferentes factores que controlan el grado de rigidez de una espuma no son siempre aditivos, sino que se pueden ajusfar para obtener espumas con propiedades deseadas empleando técnicas conocidas por los expertos en la materia.

III . Compuesto que reacciona con el isocianato El término "compuesto que reacciona con el isocianato", según se emplea en la presente, se refiere a un compuesto que contiene una funcionalidad química que reacciona con un grupo isocianato. En la materia se conocen varios compuestos que reaccionan con el isocianato y se considera que dichos compuestos son útiles para llevar a la práctica la presente invención. La selección de los compuestos que reaccionan con el isocianato particulares y las cantidades relativas de dichos compuestos empleados en la composición para formar espumas se puede llevar a cabo para proporcionar espumas con características físicas y químicas deseadas.

A. Tipos de compuestos que reaccionan con el isocianato Los compuestos que reaccionan con el isocianato suelen reaccionar nucleofilicamente con un reactivo basado en isocianato. Los compuestos que reaccionan con el isocianato útiles para preparar espumas de poliuretano pueden ser compuestos orgánicos que contengan una pluralidad de grupos hidrógeno activos capaces de formar un polímero por reacción con el isocianato. Se considera que los grupos funcionales reactivos adecuados para la presente invención incluyen, por ejemplo, alcoholes primarios, alcoholes secundarios, polioles, aminas primarias, aminas secundarias y ácidos carboxílicos . Los ejemplos de alcoholes primarios y de alcoholes secundarios incluyen alcoholes alifáticos, mientras que los ejemplos de aminas primarias y de aminas secundarias incluyen aminas aromáticas y aminas alifáticas. Además, el compuesto que reacciona con el isocianato puede incluir una composición proteica insoluble en agua/dispersable en agua y/o una composición proteica hidrosoluble, empleadas solas o combinadas con cualquiera de los compuestos que reaccionan con el isocianato anteriores.

La selección de un compuesto que reacciona con el isocianato determinado puede afectar a las propiedades de la espuma resultante. Por ejemplo, una característica distintiva de las espumas de poliuretano flexibles es el uso de una concentración en peso elevada (con relación al peso total de la formulación) de al menos un poliol flexible. Los polioles flexibles pueden comprender, por ejemplo, de aproximadamente un 25% a aproximadamente un 90% (p/p) o de aproximadamente un 50% a aproximadamente un 70% (p/p) de la composición de espuma y pueden contribuir a la naturaleza flexible de estas espumas. Los polioles flexibles son materiales poliméricos de por sí, normalmente líquidos o sólidos con puntos de fusión bajos, que contienen grupos hidroxilo en los extremos de la cadena. Los polioles flexibles a modo de ejemplo tienen pesos moleculares comprendidos en el intervalo de 1500 a 12 000 g/mol o de 2000 a 8000 g/mol y contienen funcionalidades -OH nominales de 2 a 4, normalmente de 2 a 3. Los polioles flexibles, como implica su nombre, tienen esqueletos flexibles y son predominantemente alifáticos. El esqueleto flexible es un polímero con una temperatura de transición vitrea baja (p. ej . , inferior a 0 °C o inferior a -10 °C) . Además, es deseable que el compuesto sea un líquido a temperatura ambiente. Dichos polioles flexibles se pueden clasificar, según sea el tipo de polímero del esqueleto, en tres categorías: poliéteres, poliésteres e hidrocarburos. Aunque se puede emplear uno de los tres tipos de esqueletos básicos en un poliol, se contempla la posibilidad de que ciertos polioles contengan dos o tres de estos tipos de esqueletos básicos. Además, se pueden emplear mezclas de diferentes tipos de polioles flexibles para preparar la espuma. Los ejemplos sin carácter limitante del esqueleto de tipo hidrocarburo incluyen los polibutadienos y los poliisoprenos, y los derivados hidrogenados de estos. También se pueden emplear copolímeros de butadieno e isopreno, y los derivados hidrogenados de estos copolímeros. Los ejemplos sin carácter limitante del esqueleto de tipo poliéter incluyen polioxipropileno, polioxietileno, politetrametileno, polioxibutileno y cualquiera de los posibles copolímeros de estos. Los esqueletos de tipo poliéter preferidos incluyen polioxipropilenos, polioxietilenos , copolímeros de polioxipropileno-polioxietileno, y politetrametilenos .

En ciertas realizaciones, el compuesto que reacciona con el isocianato es un polioxipropilenglicol terminado con polioxietileno, que contiene predominantemente terminaciones -OH primarias.

Los polioles de tipo poliéter se preparan, de la forma más habitual, polimerizando uno o más óxidos de alquileno (tales como óxido de etileno, óxido de propileno, óxido de butileno u óxido de tetrametileno) con una molécula iniciadora de peso molecular bajo (tal como agua, amoniaco, un glicol, un triol o una amina; de peso molecular menor de 150) en presencia de un catalizador. Se pueden emplear mezclas de iniciadores en la síntesis.

Una clase muy empleada de polioles de tipo poliéter son los polioxipropilendioles y trioles terminados con polioxietileno que comprenden predominantemente óxido de propileno en peso. Otra clase muy empleada de polioles de tipo poliéter son los polioxipropilendioles y trioles. Los polioxipropilenpolioles son importantes en espumas flexibles en bloques producidas de forma continua. Los polioxipropilenpolioles terminados con polioxietileno son importantes en aplicaciones de espumas flexibles moldeadas. Estos polioles terminados con polioxietileno son particularmente adecuados para el curado en frío, debido a la presencia de grupos -OH primarios como grupos funcionales predominantes que reaccionan con el isocianato. Los ejemplos sin carácter limitante de polioles flexibles de tipo poliéster incluyen los formados a partir de la condensación de dioles alifáticos de peso molecular bajo, con un peso molecular inferior a 150, con ácidos dicarboxílicos alifáticos de peso molecular inferior a 300, en condiciones que favorecen la terminación hidroxilo. Los dioles alifáticos preferidos para preparar estos poliésteres son los dioles diprimarios. Algunos ejemplos específicos de dioles de tipo poliéster son los poli (adipatos de etileno) , poli (adipatos de butileno) , poli (adipatos de dietilenglicol ) y los copolimeros de estos. En algunas ocasiones, estos poliésteres alifáticos contienen adicionalmente cantidades muy minoritarias de trioles, tales como trimetilolpropano, para aumentar la funcionalidad hidroxilo. Se prefieren especialmente los polioles flexibles de tipo poliéter procedentes de óxido de propileno y/u óxido de etileno, debido a su bajo costo.

Los polioles útiles para preparar las espumas descritas en la presente incluyen todos los polioles conocidos, por ejemplo, los polioles empleados en el campo de los poliuretanos . En ciertas realizaciones, el poliol comprende grupos hidroxilo (es decir, -OH) primarios y/o secundarios. En ciertas realizaciones más, el poliol comprende al menos dos grupos hidroxilo primarios y/o secundarios por molécula. Para modificar un grupo isocianato, se pueden emplear alcoholes monofuncionales (tales como alcoholes alifáticos, alcoholes aromáticos o monómeros con funcionalidades hidroxilo tales como los acrilatos con funcionalidades hidroxilo (para obtener materiales curables térmicamente o mediante UV) ) . En ciertas realizaciones más, el poliol comprende una funcionalidad de grupo hidroxilo entre 1.6 y 10, entre 1.7 y 6, entre 2 y 4, o entre 2 y 3. En ciertas realizaciones más, el peso molecular medio en peso de los polioles opcionales oscila entre 100 y 10 000 g/mol, entre 400 y 6000 g/mol o entre 800 y 6000 g/mol.

En ciertas realizaciones más, los polioles útiles son polioles de tipo poliéster o polioles de tipo poliéter, tales como un poliol de tipo poliéter alifático. Un ejemplo de poliol de tipo poliéter alifático es el polioxipropilenglicol, con un peso molecular medio en número que oscila entre 1500 y 2500 g/mol.

En ciertas realizaciones, la cantidad total del poliol o los polioles en el componente que reacciona con el isocianato es de un 1% a un 80%, de un 3% a un 70% o de un 5% a un 60% en peso del total.

En ciertas realizaciones más, se pueden emplear alcanolaminas que comprenden grupos amino primarios, secundarios y/o terciarios .

B. Cantidad del compuesto que reacciona con el isocianato empleada para formar la espuma Las cantidades relativas de los ingredientes empleados para formar la espuma pueden afectar a las propiedades físicas y químicas de la espuma. Por ejemplo, la proporción del número de grupos isocianato en los reactivos basados en isocianato con relación al número total de grupos que reaccionan con el isocianato (es decir, el número total de los grupos funcionales que reaccionan con el isocianato que se esperaría que reaccionaran en las condiciones de procesamiento, incluidas las aportadas por el agente espumante) es un parámetro importante. La proporción de equivalentes reactivos (grupos isocianato : grupos que reaccionan con el isocianato) se denomina índice y se puede expresar como un porcentaje .

La preparación de una espuma a partir de un material con un índice inferior al 100% puede implicar una reticulación reducida, debido a la presencia de extremos de la cadena que no hayan reaccionado, lo que reduce de este modo la densidad media de la reticulación. Sin embargo, una excepción es cuando se incluye agua (un agente espumante) en gran exceso. En esta situación, algunas de las moléculas de agua se comportan como un agente espumante físico (si el calor desprendido por la reacción de formación de la espuma es suficiente para volatilizarlas durante dicho proceso de formación de la espuma) . De lo contrario, el gran exceso de agua simplemente permanece en la espuma (secándose al final) y no es necesario incrementar sustancialmente el número de extremos de. la cadena polimérica que no hayan reaccionado. La preparación de una espuma a partir de un material con un índice por encima de un 100% puede implicar una reticulación adicional. La reticulación adicional procede de varias reacciones de los grupos isocianato (grupos -NCO) entre sí, así como de la formación de grupos alofanato y biuret. Los ejemplos de reacciones de los grupos isocianato entre sí en el proceso de formación de espumas incluyen la formación de carbodiimidas, la formación de uretoniminas y la formación de isocianuratos ( trimerización) . Algunos de estos productos de autorreacción también pueden estar presentes opcionalmente en la corriente del precursor del poliisocianato líquido (poliisocianato base) , pero solo se consideran los grupos isocianato libres remanentes a la hora de calcular el índie de una formulación de espuma de uretano. En el caso de que, por ejemplo, exista un gran exceso de grupos isocianato (-NCO) en la formulación (correspondiente a un índice superior al 150%) y que esté presente un catalizador para la trimerización de los grupos isocianato (catalizador de trimerización) , entonces la espuma contendrá cantidades significativas de uniones isocianurato . Las uniones isocianurato aumentan la densidad de reticulación sustancialmente . Estas uniones son resistentes al calentamiento y se suelen incorporar a espumas rígidas para aumentar la resistencia a la combustión.

El índice de una formulación de espuma es un indicador importante de cómo de flexible o rígida será la espuma. Una reticulación más covalente (índice mayor) generalmente implica una mayor rigidez. Para preparar espumas de uretano flexibles, se pueden emplear intervalos del índice que oscilen desde un 10% o menos (en casos extremos, en los que se emplea agua en gran exceso) hasta un 150%, o desde un 70% hasta un 125%. Un intervalo del índice deseable para las espumas de uretano termoendurecidas más flexibles es desde un 80% hasta un 110%. Este también es el intervalo del índice más preferido para las espumas semirrígidas y semiflexibles . Los términos "semirrígo/a" y "semiflexible" se emplean de forma indistinta.

Para preparar espumas de poliuretano-poliisocianurato, se pueden emplear intervalos del índice desde un 200% hasta un 2500%, desde un 250% hasta un 1500% o desde un 250% hasta un 800%. Estas espumas son una subclase importante de espumas de uretano rígidas empleadas como espumas aislantes en la industria de la construcción. Sin embargo, si no se desean uniones de poliisocianurato, entonces el intervalo del índice podrá oscilar desde un 90% hasta un 150% o desde un 100% hasta un 125%.

Las funcionalidades del grupo reactivo para los monómeros que reaccionan con el isocianato orgánicos (con hidrógenos activos) adecuadas para su uso en el o los componentes que reaccionan con el isocianato de una formulación de espuma oscilan entre más desde 1 hasta varios cientos, pero, de forma mucho más general, desde 1.5 hasta 20, más generalmente, desde 1.6 hasta 10. El hecho de tener una funcionalidad superior a 1.0 es importante para la extensión de la cadena (crecimiento/polimerización) , porque existe más de un grupo con el que reaccionar. Si la funcionalidad fuera 1.0, como en el caso de un monoalcohol, el isocianato seria de extremo terminado y la reacción se detendría porque la molécula no tendría más grupos reactivos.

En ciertas realizaciones, la f ncionalidad del grupo reactivo para todas las especies que reaccionan con el isocianato para formar el polímero empleadas en la formulación es de al menos 1.5 e idealmente de al menos 2. Sin embargo, una clase industrialmente importante de monómeros que reaccionan con el isocianato útiles tiene funcionalidades que oscilan entre 1.5 y 2. Estos son los polioxialquilendioles (que nominalmente son dioles) , pero realmente tienen una funcionalidad hidroxilo menor de 2.

IV. Agentes espumantes En ciertas circunstancias, se puede incluir un agente espumante adicional en la mezcla previa para facilitar la formación de la espuma. El agente espumante produce burbujas (células) en el polímero, provocando la formación de producto espumoso. En la materia se conoce un gran número de agentes espumantes y se considera que dichos agentes son útiles para llevar a la práctica la presente invención. Por ejemplo, el agente espumante puede ser un agente espumante físico, que consiste en una composición volátil gaseosa o que se convierte en un gas en las condiciones empleadas para preparar la espuma. Como alternativa, el agente espumante (p. ej . , CO2) se puede formar in situ durante la preparación de la espuma añadiendo un compuesto (p. ej . , agua) a la mezcla previa que reaccione con uno de los componentes de la mezcla previa para formar un agente espumante. Los agentes espumantes de este tipo son agentes espumantes químicos. Otra clase de agentes espumantes son los que se descomponen durante el proceso de formación de la espuma para liberar un gas (por ejemplo, compuestos con funcionalidades azo tales como la azobisdicarbonamida) .

Los agentes espumantes físicos empleados habitualmente incluyen aire, nitrógeno y dióxido de carbono, los cuales se baten en los precursores químicos líquidos de la espuma de poliuretano. Este método se puede emplear para preparar espumas de densidad elevada. Sin embargo, este procedimiento puede ser subóptimo para preparar espumas de baja densidad. Otros agentes espumantes físicos empleados habitualmente incluyen compuestos orgánicos inertes volátiles con puntos de ebullición (a 1 atmósfera de presión) de 0 a 50 °C, de 10 a 40 °C o de 20 a 35 °C. En ciertos casos, el agente espumante físico orgánico es un hidrocarburo C1-C5 , fluorocarburo C1-C5, hidrofluorocarburo C1-C5 , clorocarburo C1-C5 o una combinación de estos. Los ejemplos sin carácter limitante de dichos agentes espumantes físicos incluyen tetrafluoroetanos , pentafluoropropanos, cloruro de metileno, n-pentano, isopentano y ciclopentano .

Un agente espumante habitual es el agua, donde el agua reacciona con dos equivalentes de grupos isocianato orgánicos para liberar un mol de dióxido de carbono (por molécula de agua) y formar una unión de tipo urea. Los agentes espumantes químicos menos empleados habitualmente incluyen ácidos carboxílicos, que pueden reaccionar con isocianatos para liberar dióxido de carbono y formar una unión de tipo amida .

La cantidad de agente (s) espumante (s) empleada en la formulación para formar espuma se puede ajustar para producir la espuma con la densidad deseada. El intervalo de densidades para los poliuretanos celulares oscila desde incluso 0.1 Ib por pie cúbico hasta cualquier cantidad inferior a la densidad completa (siendo la densidad completa la densidad natural del polímero, sin expansión (es decir, sin burbujas)). La cantidad de agente (s) espumante (s) necesaria para producir una espuma de una densidad particular a partir de una formulación de espuma determinada será evidente para los expertos en la materia. En el caso de que se utilice agua, se emplea una cantidad de esta desde un 0.1 hasta incluso un 100% en peso o más en función de los monómeros reactivos que forman el polímero, pero más habitualmente desde un 0.2% hasta un 20%. En el caso de que se utilicen agentes espumantes físicos, se emplea una cantidad de estos desde un 1% hasta un 50% en peso en función de los monómeros reactivos (que forman el polímero) , pero más habitualmente desde un 2% hasta un 30%.

V. Aditivos Además, se pueden añadir aditivos a la mezcla previa para formar la espuma, para optimizar las propiedades de la espuma. Los ejemplos de aditivos incluyen catalizadores, expansores, rellenos, surfactantes , agentes viscosificantes , antioxidantes, agentes antibacterianos, fungicidas, pigmentos, materiales particulados inorgánicos y agentes reticulantes .

En ciertas realizaciones, el o los catalizadores pueden comprender hasta aproximadamente un 5% en peso de la composición para formar espuma. Los catalizadores empleados habitualmente incluyen aminas terciarias y ciertos compuestos organometálicos. Por ejemplo, el catalizador puede ser trietilendiamina, éter 2 , 2 ' -dimetilaminodietilico, 2-dimetilaminoetanol, octoato de estaño, diacetato de dibutilestaño, dilaurato de dibutilestaño o una combinación de estos. Estos catalizadores facilitan la reacción de los isocianatos con alcoholes y con agua. Otros catalizadores facilitan la trimerización de los grupos isocianato para formar grupos isocianurato . Los ejemplos de estos catalizadores incluyen octoato de potasio ( 2-etilhexanoato de potasio) , acetato de potasio y otras sales de metales alcalinos de ácidos carboxilicos solubles. A continuación se describen catalizadores adicionales que se consideran adecuados para preparar las espumas descritas en la presente. Los ejemplos de catalizadores adicionales incluyen una amina primaria, una amina secundaria, una amina terciaria, un compuesto organometálico o una combinación de estos. Los ejemplos de aminas primarias incluyen, por ejemplo, metilamina, etilamina, propilamina, ciclohexilamina y bencilamina. Los ejemplos de aminas secundarias incluyen, por ejemplo, dimetilamina, dietilamina y diisopropilamina . Los ejemplos de aminas terciarias incluyen, por ejemplo, diazabiciclooctano (Dabco), trietilamina, dimetilbencilamina, éter bisdimetilaminoetilico, tetrametilguanidina, bisdimetilaminometilfenol , éter 2 , 2 ' -dimorfolinodietilico, 2- (2-dimetilaminoetoxi ) etanol, éter 2-dimetilaminoetil-3-dimetilaminopropílico, éter bis- (2-diaminoetilico) , N, N-dimetilpiperazina, N- ( 2-hidroxietoxietil ) -2-azanorbornano, Tacat DP-914 (Texaco Chemical), Jeffcat®, ?,?,?,?-tetrametilbutan-1, 3-diamina, N, N, N, N-tetrametilpropan-l, 3-diamina, N, N, N, N-tetrametilhexan-1 , 6-diamina, éter 2,2'-dimorfolinodietilico (DMDEE) o una mezcla de estos. Los ejemplos de compuestos organometálicos incluyen, por ejemplo, mercapturo de di-n-octilestaño, dicloruro, dilaurato, diacetato, maleato de dibutilestaño, mercapturo de bisdodecilo, acetato de estaño (II) , hexoato de etilo y hexoato de dietilo, 2 , -pentanodionato de Fe+3 (FeAcAc) o ditiocarbamato de etilfenilplomo .

Los ejemplos de expansores incluyen, por ejemplo, expansores inertes o expansores activos. En ciertas realizaciones, el expansor inerte es materia particulada vegetal, aceite vegetal, aceite mineral, ésteres dibásicos, carbonato de propileno, hidrocarburos de petróleo aromáticos modificados no reactivos y, en general, cualquier liquido que contenga hidrógenos no activos que se pueda incorporar en la espuma. El expansor activo puede ser un monómero o polímeros de pirrolidona, un monómero o polímeros de oxizolidona, un aceite epoxidado o un aceite insaturado tal como el aceite de linaza .

Además, se puede añadir uno o más surfactantes a la composición para formar la espuma, para alterar las propiedades físicas y químicas de la espuma. En ciertas realizaciones, el o los surfactantes pueden comprender hasta aproximadamente un 5% en peso de la composición para formar espuma. Los ejemplos de surfactantes incluyen, por ejemplo, los de tipo monomérico, de tipo polimérico o mezclas de estos. Un surfactante empleado habitualmente es un compuesto de silicona organofuncional, tal como una silicona de poliéter. Se pueden seleccionar combinaciones de diferentes siliconas para establecer un equilibrio entre la estabilidad de la espuma durante la expansión y la necesidad de abrir células (en espumas de células abiertas) .

Otros aditivos incluyen, por ejemplo, antioxidantes, agentes antiespumantes, agentes antibacterianos, fungicidas, pigmentos, agentes viscosificantes, agentes gelificantes, agentes que forman aerosoles, materiales particulados inorgánicos (p. ej . , dióxido de titanio, óxido de hierro amarillo, óxido de hierro rojo, óxido de hierro negro, óxido de zinc, óxido de aluminio, aluminio trihidratado, carbonato de calcio) , arcillas tales como la montmorillonita , agentes humectantes y análogos.

En ciertas realizaciones, el aditivo es un aditivo dispersable en agua o un aditivo hidrosoluble . Los aditivos hidrosolubles incluyen compuestos con funcionalidades hidroxilo o con funcionalidades amina (tales como la glicerina, urea, propilenglicol , polipropilenglicol , polietilenglicol, trimetilolpropano y sus aductos, etc.) capaces de reaccionar con un isocianato polimérico, p. ej . , PMDI.

En otras realizaciones, el aditivo puede ser un agente reticulante, por ejemplo, un agente reticulante que se pueda utilizar para adherir material lignocelulósico al vidrio. Los ejemplos de agentes reticulantes incluyen un organosilano, tal como dimetildiclorosilano (DMDCS) , alquiltriclorosilano, metiltriclorosilano (MTCS) , N- (2-aminoetil) -3-aminopropiltrimetoxisilano (AAPS) o una combinación de estos. En otras realizaciones, las fracciones polipeptídicas se combinan con un organosilano . El término "organosilano" se refiere a cualquier grupo de moléculas, incluidos los monómeros, monómeros hidrolizados, dimeros hidrolizados , oligómeros y productos de condensación de un trialcoxisilano, con la fórmula general: (RO) 3Si-R' donde R es preferentemente un propilo, etilo, metilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, t-butilo o un grupo acetilo, y R' es un grupo organofuncional en el que la funcionalidad puede incluir un grupo aminopropilo, un grupo aminoetilaminopropilo, un grupo alquilo, un grupo vinilo, un grupo fenilo, un grupo mercapto, un grupo estirilamino, un grupo metacriloxipropilo, un grupo glicidoxi, un grupo isocianato u otros.

De forma similar, también se puede emplear un bistrialcoxisilano de fórmula general (RO) 3Si-R ' -Si (OR) 3 como "organosilano" tanto por si solo como combinado con un trialcoxisilano, donde R es preferentemente un propilo, etilo, metilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, t-butilo o un grupo acetilo, y R' es un residuo organofuncional que actúa como puente y que puede contener una funcionalidad seleccionada del grupo constituido por grupos amino, grupos alquilo, grupos vinilo, grupos fenilo, grupos mercapto y otros. De forma similar, también se puede emplear un tetraalcoxisilano de fórmula general (RO)4Si como "organosilano" tanto por si solo como combinado con un trialcoxisilano, o un bistrialcoxisilano, donde R es preferentemente un propilo, etilo, metilo, isopropilo, butilo, isobutilo, sec-butilo, t-butilo o un grupo acetilo.

Otros tipos de aditivos, que son de naturaleza más opcional y de aplicación especifica, incluyen retardadores del fuego, rellenos, refuerzos (tales como fibras de vidrio, plaquetas minerales tales como wollastonita, y preformaciones fibrosas), supresores del humo, biocidas, plastificantes inertes, agentes antiestáticos, combinaciones de estos y muchos otros. Un experto en la materia podrá seleccionar la cantidad adecuada de dichos aditivos en función de las propiedades deseadas para la espuma. Por ejemplo, se pueden emplear niveles muy elevados de rellenos y, en algunos casos, pueden exceder el peso de los monómeros totales que forman el polímero en la formulación. Los rellenos pueden incluir materiales particulados baratos tales como carbonato de calcio, minerales de arcilla, serrín y fibras de madera. También se pueden emplear niveles de refuerzos fibrosos que excedan el peso de los monómeros totales que forman el polímero en la formulación. Cuando se emplean otros tipos de aditivos opcionales, se suelen utilizar niveles inferiores a un 15% o un 10% en peso de la formulación polimérica total. La mayoría de los tipos de aditivos opcionales se emplean individualmente con niveles inferiores a un 5% en peso de la formulación total.

Los ejemplos de retardantes de fuego incluyen compuestos orgánicos de fósforo, compuestos orgánicos de fósforo halogenados, compuestos aromáticos halogenados, melamina (como relleno), grafito (relleno), alúmina trihidratada (relleno) , óxido de antimonio y combinaciones de los anteriores. Esta lista no se debe interpretar como limitante. Generalmente, se prefieren retardantes de fuego solubles y pueden ser eficaces en niveles más bajos que los retardantes de fuego de tipo relleno.

El uso adecuado de los aditivos en la formulación de los sistemas de reacción para poliuretanos celulares será evidente para los expertos en la materia. Algunos aditivos contienen grupos funcionales que reaccionan con el isocianato y, por lo tanto, se deben tener en cuenta a la hora de calcular el índice de las formulaciones de espuma que contienen estos aditivos.

VI . Fabricación y características de las espumas resultantes La invención proporciona la preparación de una serie de espumas caracterizadas por diferentes propiedades físicas y químicas. Por ejemplo, la espuma puede ser una espuma termoendurecida o una espuma termoplástica .

Una espuma termoendurecida se suele preparar haciendo reaccionar precursores líquidos. La mezcla de los precursores (reactivo basado en isocianato, agente que reacciona con el isocianato, agente espumante y composición polipeptídica ) inicia la reacción de polimerización y genera calor. El calor generado por la reacción facilita la expansión de la espuma. El conformado del artículo de espuma final tiene lugar durante el proceso de polimerización y de formación de la espuma, mientras la mezcla de reacción todavía puede fluir. En las espumas de uretano termoendurecidas, el polímero que actúa como matriz está a menudo reticulado. El grado de reticulación depende de la estequiometría de la reacción de formación del polímero y de las funcionalidades del grupo reactivo de los monómeros empleados. La cantidad de reticulación puede variar significativamente y se puede ajusfar para optimizar las propiedades de la espuma. Por ejemplo, las espumas de uretano rígidas están generalmente más reticuladas que las espumas de uretano flexibles.

Al preparar espumas de uretano termoendurecidas, los ingredientes que reaccionan con el isocianato se combinan normalmente con el agente espumante (especialmente si el agente espumante comprende grupos funcionales que reaccionan con el isocianato, como en el caso del agua) y los aditivos opcionales para producir una mezcla líquida. A continuación, la mezcla líquida se mezcla con un reactivo basado en isocianato para iniciar la polimerización y la formación de espuma. En algunas variantes de este proceso general, una porción de los ingredientes que reaccionan con el isocianato, opcionalmente, se puede hacer reaccionar previamente con un exceso estequiométrico de un poliisocianato, para formar un prepolímero líquido terminado con isocianato. Más adelante, el prepolímero se hace reaccionar con los ingredientes que reaccionan con el isocianato restantes en el paso final (para completar la polimerización e iniciar la formación de la espuma) . En la variante más común del proceso del prepolímero, dicho prepolímero también comprende especies de poliisocianato monoméricas residuales (poliisocianatos base) . En ocasiones, estos se denominan semiprepolímeros , pseudoprepolímeros o cuasiprepolímeros . Estos términos se emplean indistintamente. Si el prepolímero terminado con isocianato no contiene especies de poliisocianato monoméricas, se denomina prepolímero completo. Tanto si se emplea un prepolímero como si no, el modo de procesamiento más habitual para las espumas de uretano termoendurecibles consiste en emplear dos componentes líquidos (es decir, un componente de tipo poliisocianato y la mezcla de los monómeros que reaccionan con el isocianato más los agentes espumantes más los aditivos opcionales) . Sin embargo, existen algunas excepciones importantes de esta regla. Durante la fabricación en continuo de bloques de espuma flexible y de laminados de espuma rígida, se suelen emplear tres o más componentes. Los componentes adicionales pueden comprender ingredientes que forman polímeros reactivos de la formulación (tales como poliisocianatos o polioles) .

Las espumas termoplásticas se suelen preparar empleando un procedimiento de dos pasos. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, los ingredientes que forman polímeros se procesan para obtener pellets sólidos, que se combinan con cualquier aditivo y agente espumante deseado. La operación final de formación y expansión se lleva a cabo aplicando calentamiento externo, normalmente en una extrusora. El calentamiento externo provoca el proceso de expansión mediante la volatilización de un agente espumante volátil, la descomposición de un agente espumante químico para liberar un gas o alguna combinación de estos procesos. La espuma termoplástica se conforma empleando un molde y la forma se establece cuando el polímero que actúa como matriz se enfría y solidifica. Las espumas de uretano termoplásticas son normalmente lineales, aunque puede tener lugar una reticulación limitada durante el proceso de formación.

Los materiales que forman espumas descritos en la presente se pueden emplear para preparar espuma flexible, espuma rígida o espuma semirrígida. Por ejemplo, las espumas flexibles hechas de poliuretanos suelen contener matrices poliméricas que consisten en elastómeros separados en fases. La fase flexible del polímero es la porción procedente del poliol flexible. Debido a que esta fase flexible suele ser la porción predominante del polímero en peso, es una fase continua. La porción no flexible del polímero es la procedente de la reacción de poliisocianatos con agua y (opcionalmente) glicoles de peso molecular bajo, con un peso molecular inferior a 200. Esta fase "dura" del polímero normalmente se separa de la fase blanda durante la polimerización. Aunque las "fases" están unidas covalentemente entre sí, se comportan como si estuvieran separadas. Por lo tanto, el polímero que actúa como matriz es elastomérico, pero su dureza viene determinada por las proporciones relativas de las fases dura y blanda. Estas proporciones relativas se pueden ajusfar seleccionando cuánto poliol flexible se emplea como porcentaje de la formulación total .

Las formulaciones de espuma flexible se suelen expandir principalmente o exclusivamente con agua (en ocasiones de forma adicional con aire o dióxido de carbono inyectado en las corrientes del precursor químico líquido) . La preparación de espuma de menor densidad habitualmente requiere más agua (para generar CO2 para la expansión) , que produce más grupos urea en la fase dura y, por lo tanto, mayor dureza de la espuma. En ocasiones se incluyen cantidades minoritarias de glicoles de peso molecular bajo (de peso molecular menor de 200, preferentemente menor de 150) en la formulación, si se desea una espuma flexible dura y resistente. Estos glicoles suelen representar menos de un 10% de la formulación total, de forma deseable menos de un 5%, y en ocasiones se denominan expansores de cadena. Los glicoles preferidos son dioles diprimarios lineales tales como etilenglicol, 1, 4-butanodiol, 1, ß-hexanodiol y combinaciones de estos. Las espumas de este tipo se denominan espumas "muy resistentes" (o MR) . Las espumas flexibles suelen tener densidades menores de 5 Ib por pie cúbico, más habitualmente menores de 3 Ib por pie cúbico, y son predominantemente de células abiertas.

Las espumas flexibles de densidad muy baja (de menos de 1 Ib por pie cúbico) se pueden preparar triturando espumas rígidas que contienen cantidades minoritarias de polioles flexibles en su fase polimérica que actúa como matriz. La trituración tiene como efecto romper los segmentos rígidos de tipo barra que forman los límites entre las células de la espuma (denominados "travesanos" ) . Dichas espumas flexibles se pueden emplear como materiales de protección en asientos de automóviles, muebles y ropa de cama. Las densidades de las espumas para estas aplicaciones oscilan de aproximadamente 1.5 a 4 Ib por pie cúbico, más habitualmente de 1.8 a 3 Ib por pie cúbico.

Las espumas flexibles son normalmente espumas de células abiertas, excepto cuando tienen densidades muy elevadas (por encima de 4 Ib por pie cúbico) . Debido a su estructura de células abiertas, la expansión con agua es el modo preferido de expansión de la espuma. Las espumas flexibles normalmente están hechas con una matriz polimérica flexible. La densidad de reticulación en la matriz polimérica es baja y el índice es rara vez superior a un 105% (a menudo es inferior a un 100%) . El número medio de funcionalidades de los poliisocianatos empleados en las espumas flexibles es bajo, normalmente de 2 a 2.4, más habitualmente de 2 a 2.3.

Las espumas rígidas suelen contener una matriz plástica rígida. El polímero que actúa como matriz habitualmente es un poliuretano o un poliuretano-poliisocianurato . En cualquiera de los casos, los polioles empleados son bastante diferentes de los tipos empleados en las espumas flexibles. Los polioles rígidos se solapan en cierto grado con los polioles flexibles en cuanto al peso molecular, que habitualmente oscila entre 400 y 2000, más habitualmente entre 500 y 1500. Los polioles rígidos se pueden agrupar en dos categorías generales. La primera consiste en poliésteres aromáticos de funcionalidad baja y esqueleto rígido. Estos se emplean habitualmente en la preparación de espumas de poliuretano-poliisocianurato y suelen ser difuncionales . La segunda categoría comprende poliéteres de funcionalidad elevada, con funcionalidades de 3 a 10.

Los polioles de tipo poliéster aromáticos empleados en espumas rígidas se suelen preparar a partir de ácidos de tipo ftalato (cualquiera de los tres isómeros comerciales) , ésteres de tipo ftalato, anhídrido ftálico o polímeros de ftalato tales como PET, mediante la reacción de estos con glicoles de peso molecular bajo (habitualmente con un peso molecular inferior a 200) . El glicol preferido con este fin es el dietilenglicol (DEG) . Este glicol tiende a producir resinas de tipo poliéster líquidas y con una viscosidad suficientemente baja para procesarlas en un sistema activado de mezcla. El DEG se emplea generalmente en gran exceso con relación al precursor aromático y, de este modo, actúa como un disolvente reactivo para la resina de tipo poliéster terminada con hidroxilo.

Los polioles de tipo poliéter de funcionalidad elevada se suelen preparar haciendo reaccionar óxido de propileno con un iniciador de funcionalidad elevada. Estos polioles rígidos se caracterizan por tener pesos equivalentes más bajos (por grupo -OH) que los polioles flexibles. Esto se debe a una funcionalidad más elevada a pesos moleculares más bajos. Los pesos equivalentes de estos polioles suelen ser inferiores a 300, más habitualmente entre 50 y 200. Esto contrasta con los polioles flexibles, que suelen tener pesos equivalentes de hidroxilo superiores a 500. Los iniciadores empleados habitualmente en la preparación de polioles de tipo poliéter rígidos incluyen azúcares, tales como la sacarosa, y poliaminas aromáticas, tales como las toluendiaminas y los condensados oligoméricos del formaldehído con la anilina. Cada uno de los grupos amina primarios de estas poliaminas aromáticas reaccionan con dos o más moles de óxido de propileno. Los polioles de tipo poliéter rígidos, del mismo modo que los polioles de tipo éster aromáticos, se suelen diluir con glicoles de peso molecular bajo tales como DEG para conseguir viscosidades suficientemente bajas para un procesado activado de mezcla.

A menudo, los polioles rígidos (de cualquier tipo) se combinan además con alcanolaminas , tetroles, trioles y glicoles alifáticos de peso molecular más bajo. Los ejemplos de estos polioles de peso molecular más bajo (que tienen generalmente pesos moleculares inferiores a 200) incluyen etilenglicol, dietilenglicol , trietilenglicol , propilenglicol, dipropilenglicol, tripropilenglicol , butanodioles, glicerol, trimetilolpropano, dietanolamina, trietanolamina, dipropanolamina, tripropanolamina, mezclas de estos y análogos.

Las matrices poliméricas empleadas en las espumas rígidas están casi siempre más reticuladas que las empleadas en las espumas flexibles. La mayor parte de la reticulación en estos polímeros procede del poliisocianato . El número medio de funcionalidades de los poliisocianatos empleados en las espumas rígidas suele oscilar entre 2.5 y 3. El poliisocianurato-poliuretano rígido está muy reticulado, debido a las uniones isocianurato (trímero) en el polímero. Existe una gama continua de tipos de espumas entre el tipo "flexible" y "rígido". Estos tipos se pueden denominar semirrígidos o semiflexibles . Estas espumas se pueden preparar empleando combinaciones de polioles rígidos y flexibles y de funcionalidades poliisocianato de 2 a 3, pero más habitualmente de 2.5 a 2.8. Estas espumas se emplean en una amplia gama de aplicaciones estructurales, de absorción de energía y decorativas. Una aplicación particularmente importante de las espumas semirrígidas/semiflexibles son las rodilleras y las alfombrillas para salpicaderos de vertido ín sítu para automóviles. Estas espumas se suelen verter in situ detrás de un material de revestimiento flexible decorativo tal como una tela o PVC. Las densidades suelen oscilar entre 2 y 10 libras por pie cúbico (en ocasiones son superiores), dependiendo de la aplicación. Debido a que estas aplicaciones no son aislantes, las espumas se expanden casi siempre con agua.

Los poliuretanos celulares de densidad más elevada, con densidades que oscilan desde por encima de 10 libras por pie cúbico hasta casi densidad completa, se denominan en ocasiones poliuretanos "microcelulares" . Estos se emplean en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen desde suelas de zapatos flexibles hasta sustitutivos de la madera sintéticos y rígidos, pasando por una gama de aplicaciones semirrígidas/semiflexibles entre estos extremos. Las suelas de zapatos de poliuretano flexible microcelular se pueden preparar con pieles integrales. Las pieles se forman espontáneamente, debido al colapso localizado de las células de la espuma cerca de la superficie del molde. El núcleo de la espuma sigue siendo celular. Este mecanismo de formación de piel integral se promueve empleando un agente espumante físico volátil tal como un hidrofluorocarburo líquido a temperatura ambiente. La formación espontánea de piel tiene lugar si la temperatura de la superficie del molde es inferior a la del punto de ebullición del agente espumante físico. Las espumas de piel integral también se emplean en otras aplicaciones tales como los reposabrazos de los automóviles y varias aplicaciones mobiliarias. Las espumas de suelas de zapatos se preparan generalmente a partir de formulaciones constituidas en su totalidad (o casi en su totalidad) por monómeros difuncionales . Habitualmente, el índice es de un 100% o en ocasiones ligeramente inferior (99%) . Estos polímeros se pueden preparar a partir de dioles flexibles (especialmente poliésteres) , expansores de cadena de diol de peso molecular bajo, tales como 1 , 4-butanodiol o etilenglicol, y diisocianatos, tales como diisocianato de 4 , 4 ' -difenilmetano, y semipolímeros de estos. Los polímeros empleados en espumas de suelas de zapatos son, por lo tanto, esencialmente lineales. El agente espumante normalmente comprende pequeñas cantidades de agua. Por el contrario, las espumas microcelulares rígidas y semirrígidas/semiflexibles están más reticuladas. La selección de monómeros es la misma que para los análogos de menor densidad. Sin embargo, las espumas de densidad más elevada son normalmente de células cerradas. En el extremo más elevado de la gama de densidades de las espumas de poliuretano, se encuentran los elastómeros moldeados por inyección activa (RIM, por sus siglas en inglés) . Estos se pueden expandir por completo mediante la introducción de pequeñas cantidades de aire (o nitrógeno) en las corrientes de precursor líquido. Este proceso de introducción, denominado en ocasiones nucleación, equivale a batir el gas en los agentes químicos líquidos antes de mezclar las corrientes opuestas y llevar a cabo el procesado. Los elastómeros RIM se suelen formar a partir de una corriente que reacciona con el poliisocianato, que comprende un poliol flexible y un expansor de cadena. La cantidad de expansor de cadena se ajusta para controlar la rigidez (o flexiblidad) del elastómero. Los ejemplos de expansores de cadena típicos empleados para preparar estos elastómeros incluyen diaminas aromáticas y glicoles de peso molecular baj o .

Se sobreentenderá que un experto en la materia, empleando los métodos y composiciones (por ejemplo, fracciones proteicas hidrosolubles y/o fracciones proteicas insolubles en agua/dispersables en agua, ciertos reactivos basados en isocianato, ciertos compuestos que reaccionan con el isocianato y ciertos aditivos) descritos en la presente, podrá generar espumas con las propiedades físicas y químicas deseadas, por ejemplo, densidad, rigidez, compresibilidad, resistencia, etc. Por ejemplo, si se desea una espuma con una densidad más baja, se podrá incluir una composición proteica hidrosoluble en la mezcla previa. Por el contrario, se puede añadir una fracción proteica insoluble en agua/dispersable en agua para generar espumas con una densidad más elevada y/o con una integridad estructural mayor de la que se puede conseguir sin un aditivo proteico (por ejemplo, una proteina hidrosoluble) . Como alternativa, se puede emplear una mezcla de la proteina insoluble en agua/dispersable en agua para generar espumas de las características necesarias.

En ciertas realizaciones, el reactivo basado en isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. En ciertas realizaciones más, el compuesto que reacciona con el isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. En ciertas realizaciones más, la composición que contiene proteínas (p. ej . , la composición polipeptídica hidrosoluble) constituye de aproximadamente un 0.01% (p/p) a aproximadamente un 50% (p/p), de aproximadamente un 0.01% (p/p) a aproximadamente un 30% (p/p) o de aproximadamente un 0.01% (p/p) a aproximadamente un 10% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. En ciertas realizaciones más, la espuma se produce con un índice comprendido en el intervalo que oscila entre aproximadamente un 250% y aproximadamente un 800%.

También cabe destacar, por ejemplo, como se demuestra en el Ejemplo 11, que pequeñas cantidades de las composiciones proteicas añadidas (p. ej . , material crudo, proteínas aisladas o proteínas aisladas insolubles en agua/dispersables en agua) a la mezcla previa de la espuma pueden tener un efecto importante en las propiedades físicas de las espumas resultantes. En ciertas realizaciones, la mezcla previa contiene menos de un 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1%, 0.05% o 0.01% en peso de la composición proteica. A modo de ejemplo, en el Ejemplo 11, la mezcla de poliol (Parte B) que contenía aproximadamente un 0.09% en peso de una fracción proteica hidrosoluble fue capaz de modular la densidad de la espuma resultante.

Además, la composición polipeptídica se puede diseñar para que tenga un índice de polidispersidad particular. Además, la composición polipeptídica y la composición adhesiva se pueden diseñar para que tengan un índice de polidispersidad. La expresión "índice de polidispersidad" (PDI) se refiere a la proporción entre el peso molecular medio en peso Mw y el peso molecular medio en número M : PDI = Las expresiones "peso molecular medio en número", representada por el símbolo Mn, y "peso molecular medio en peso", representada por el símbolo Mw, se emplean de acuerdo con sus definiciones convencionales, que se pueden encontrar en la bibliografía publicada. El peso molecular medio en peso y el peso molecular medio en número se pueden determinar empleando procedimientos analíticos descritos en la materia, p. ej . , técnicas cromatográficas, técnicas de sedimentación, técnicas de dispersión de la luz, técnicas de viscosidad en solución, técnicas de análisis de grupos funcionales y técnicas de espectroscopia de masas (p. ej . , espectroscopia de masas MALDI) . Por ejemplo, según se ilustra en el Ejemplo 2, el peso molecular medio en peso y el peso molecular medio en número de la composición polipeptídica se determinaron mediante espectroscopia de masas MALDI . Además, se contempla la posibilidad de que las composiciones polipeptídicas con pesos moleculares diferentes puedan proporcionar composiciones de espuma con propiedades diferentes. En este sentido, el peso molecular medio en peso, el peso molecular medio en número y el índice de polidispersidad pueden ser un indicador importante a la hora de optimizar las características de la composición de espuma. Además, según se describe en la presente, el peso molecular de la composición polipeptídica se puede modificar sometiendo las proteínas de dicha composición a una digestión enzimática o fraccionamiento de la composición polipeptídica.

Además, se contempla la posibilidad de que las composiciones polipeptídicas con pesos moleculares diferentes puedan proporcionar composiciones adhesivas con propiedades diferentes. En este sentido, el peso molecular medio en peso, el peso molecular medio en número y el índice de polidispersidad pueden ser un indicador importante a la hora de optimizar las características de la composición adhesiva. En particular, se contempla la posibilidad de que la capacidad de optimizar las características de peso molecular de las composiciones polipeptídicas proporcione ventajas cuando se prepare una composición adhesiva para un uso particular. Otras ventajas incluyen la obtención de composiciones adhesivas con propiedades similares, aunque la composición polipeptídica se haya obtenido a partir de una fuente diferente (p. ej . , soya en lugar de ricino) o cuando se hayan recogido fuentes proteicas similares durante estaciones diferentes, en periodos de tiempo diferentes o de diferentes partes del mundo. Por ejemplo, las proteínas aisladas de la soya o del ricino (con distribuciones de pesos moleculares diferentes en cada caso) se pueden manipular para que tengan distribuciones de pesos moleculares similares mediante los procesos de digestión y fraccionamiento descritos en la presente. Por consiguiente, se considera que la capacidad de evaluar y controlar la regularidad de las distribuciones de pesos moleculares es beneficiosa a la hora de optimizar varias características de la composición adhesiva, p. ej . , la reproducibilidad a largo plazo de las propiedades físicas y las características de procesamiento de los adhesivos formulados. Las características de los pesos moleculares de la composición polipeptídica se pueden modificar sometiendo las proteínas presentes en esta a una digestión enzimática o fraccionamiento, de acuerdo con los procedimientos descritos en la presente.

En ciertas realizaciones, el PDI de las mezclas previas empleadas para producir las composiciones de espuma descritas en la presente es de aproximadamente 1 a aproximadamente 3, de l a 1.5, de 1.5 a 2, de 2 a 2.5, de 2.5 a 3, de l a 2, de 1.5 a 2.5 o de 2 a 3.

VII. Aplicaciones de la espuma En la materia se han descrito numerosas aplicaciones para las espumas y se considera que las espumas descritas en la presente son adecuadas para una amplia variedad de aplicaciones. Por ejemplo, las espumas flexibles preparadas empleando los métodos descritos en la presente se pueden moldear (como en los asientos de los automóviles) o se pueden suministrar como bloques y posteriormente cortarlos para obtener la forma deseada (como en muebles y ropa para la cama) . Otras aplicaciones importantes de las espumas de poliuretano flexibles incluyen los soportes para moquetas. Las espumas también se pueden emplear como aislantes. Se sobreentenderá que una propiedad física importante de las espumas aislantes es la termoconductividad . Para conseguir la termoconductividad más baja posible, las espumas rígidas se pueden expandir con un hidrofluorocarburo volátil (tal como los pentafluoropropanos ) . Estos agentes espumantes físicos presentan termoconductividades más bajas que el aire o el dióxido de carbono. Se puede emplear agua como un agente espumante secundario. El intervalo de densidades para las espumas aislantes suele oscilar entre 1.5 y 4 o entre 2 y 2.5 libras por pie cúbico. Las espumas rígidas se pueden verter o inyectar in situ, pero más habitualmente se producen en forma de existencias de tableros laminados. Los tableros laminados se cortan posteriormente para obtener la forma deseada y se emplean en la construcción. Las espumas aislantes rígidas suelen ser espumas de células cerradas, para retener el agente espumante de baja termoconductividad (hidrofluorocarburo) .

Las espumas rígidas también se pueden emplear en aplicaciones puramente estructurales, en las que la termoconductividad no es un factor a tener en cuenta. Un ejemplo importante de una aplicación puramente estructural de las espumas rígidas son los paneles interiores de las puertas de los automóviles. Estos materiales se moldean para obtener la forma deseada y se expanden por completo con agua. Se suelen reforzar con fibras de vidrio para mejorar la resistencia estructural. Se pueden añadir fibras de vidrio cortas a las corrientes del precursor líquido, normalmente el componente que reacciona con el isocianato. Más habitualmente, el refuerzo estructural se proporciona en forma de esteras de vidrio o preformas que se colocan previamente en el molde. A continuación, la mezcla reactiva que forma la espuma se vierte sobre la estera (antes de cerrar el molde) o se inyecta a través de la estera. A continuación, la espuma se expande y fluye a lo largo de la estera dentro del molde.

La espuma también se puede emplear como embalaje. Las espumas para embalaje se suelen expandir con agua, suelen ser de células abiertas y de densidad muy baja. Las densidades de la espuma para embalaje suelen ser inferiores a 2 libras por pie cúbico y pueden ser inferiores a 1 libra por pie cúbico. Estas espumas se pueden verter o inyectar alrededor de los objetos que se han de embalar.

EJEMPLOS La invención que se acaba de describir de forma general, se comprenderá más fácilmente haciendo referencia a los siguientes ejemplos, que se incluyen meramente con el fin de ilustrar ciertos aspectos y realizaciones de la presente invención, y no pretenden limitar la invención.

EJEMPLO 1 : Aislamiento de composiciones polipeptidicas A continuación se describen los procedimientos para aislar y caracterizar la composición polipeptidica hidrosoluble, la composición polipeptidica insoluble en agua o una mezcla de estas .

Procedimiento A: Preparación de una composición polipeptidica hidrosoluble y preparación de una composición polipeptidica insoluble en agua Se obtuvo proteina digerida con Everlase a partir de ricino (muestra experimental del lote 5-90) del Catedrático S. Braun del Laboratorio del Departamento de Biología Aplicada de la Universidad hebrea de Jerusalén, Israel. El ricino digerido se puede preparar como se indica a continuación: se suspende proteína de harina de ricino en agua con una proporción de aproximadamente 1:10 p/p. Se añade cloruro de calcio hasta obtener una concentración efectiva de aproximadamente 10 mM y el pH de la suspensión se ajusta hasta un pH de 9 añadiendo NaOH 10 N. A continuación, la reacción se calienta hasta 55 °C con agitación. Después se añade Everlase 16 L Tipo EX® (de NOVOZYMES' ) con una proporción de 20 g por kg de proteína de harina de ricino y la mezcla se agita a la misma temperatura durante aproximadamente 4 horas. Finalmente, se ajusta el pH de la mezcla resultante hasta un pH de 3.5 con ácido cítrico y se seca mediante pulverización para obtener un polvo.

La proteína digerida con Everlase de ricino (lote 5-90) se fraccionó para obtener una fracción hidrosoluble y una fracción insoluble/dispersable en agua. En el primer paso, se suspendieron 300 g de ricino digerido en 1 litro de agua destilada. La mezcla se agitó a mano y a continuación se colocó en un baño de ultrasonidos durante un periodo de 30 minutos. A continuación, la suspensión se retiró y se dejó que sedimentara en reposo durante un periodo de hasta dos días para permitir que la porción insoluble se depositara (en experimentos independientes, se descubrió que resulta igualmente adecuado centrifugar) . En este punto, el sobrenadante de color amarillo/ámbar transparente se pipeteó y se guardó para su uso posterior. A continuación, se añadió agua recién destilada al sedimento para reestablecer el volumen total hasta la marca de 1 litro del recipiente. A continuación, se repitió el proceso de agitación, baño de ultrasonidos, sedimentación, extracción del sobrenadante y rellenado con agua recién destilada (lavado) (6 veces en total) . En el paso final, el agua se pipeteó de la parte superior del sedimento grisáceo-negro y a continuación el sedimento se secó en un horno de vacio a 45 °C. Basándose en el peso seco del sedimento, se determinó que la fracción polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua comprendía aproximadamente un 50% en peso de ricino digerido. Independientemente, el primer y el segundo sobrenadante se combinaron y a continuación se secaron para obtener una fracción polipeptídica hidrosoluble transparente de color amarillo .

Después de secar las fracciones, se verificó que el sedimento grisáceo-negro (la fracción insoluble y dispersable en agua) no se podía volver a disolver en agua. Por otro lado, la fracción de sobrenadante secada (sólido vitreo transparente/ámbar) era completamente hidrosoluble.

Las dos fracciones se analizaron por separado mediante FTIR de estado sólido (remítase a las Figuras 2-4). Los espectros de la Figura 2 indican que los restos carboxilato y de sales de amina se asocian principalmente a la fracción hidrosoluble. La Figura 3 muestra que la banda de estiramiento del carbonilo de amida y las bandas de flexión de N-H de amida se han desplazado hacia longitudes de onda más elevadas en la fracción polipeptídica hidrosoluble. Parece ser que estos componentes también están presentes en la fracción polipeptídica insoluble/dispersable en agua, pero las bandas de amida I y amida II principales están desplazadas hacia longitudes de onda más bajas. Aparte de los efectos de puentes de hidrógeno, parece ser que estas diferencias también están relacionadas con la presencia de una mayor fracción de grupos de amida primaria en la fracción polipeptidica hidrosoluble y con una mayor fracción de grupos de amida secundaria en la fracción polipeptidica dispersable en agua (de las cadenas polipeptídicas de la cadena principal) . Esto se corrobora con la región de estiramiento de N-H representada en la Figura 4.

La Figura 4 muestra los espectros de FTIR de estado sólido de la fracción aislada a partir de ricino digerido, en los que se ha ampliado la región de estiramiento de N-H de la Figura 2. Los espectros se escalaron verticalmente para obtener intensidades de absorbancia equivalentes para la banda de estiramiento de N-H de amida secundaria centrada en 3275 cm"1. La Figura 4 muestra que el tipo principal de amida en la fracción dispersable en agua es la amida secundaria de la cadena principal, según pone de manifiesto la banda única altamente simétrica centrada en 3275 cm"1. Aunque la fracción hidrosoluble también contiene este tipo de amida, contiene además fracciones significativamente más elevadas de amidas primarias, según pone de manifiesto la presencia de dos bandas, de estiramiento de N-H primario a aproximadamente 3200 cm-1 (simétrica) y a aproximadamente 3300 cm-1 (asimétrica), respectivamente .

Estos espectros muestran que la fracción polipeptidica hidrosoluble combinaba una concentración relativamente elevada de aminas primarias, ácidos carboxilicos libres, sales de ácido y sales de amina. A la inversa, la fracción polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua contenia una fracción más elevada de amidas secundarias. Además, se observó que la banda de absorción del carbonilo de amida I para la fracción insoluble/dispersable en agua apareció a una longitud de onda de aproximadamente 1625 cm-1, mientras que la de la fracción hidrosoluble se observó a aproximadamente 1640 cm"1. Según se discutirá en otros ejemplos, esta característica es una de las diferencias que distinguen la fracción polipeptídica hidrosoluble de la insoluble en agua, no solo para proteínas de ricino, sino también para proteínas de soya.

Procedimiento B: Procedimiento adicional para la preparación de una composición polipeptídica hidrosoluble y la preparación de una composición polipeptídica insoluble en agua Se obtuvo proteína de soya digerida como una muestra experimental (lote 5-81) del Catedrático S. Braun del Laboratorio de Biología Aplicada de la Universidad hebrea de Jerusalén, Israel. La proteína de soya digerida se preparó como se describe a continuación. Se suspendió la proteína de soya aislada (proteína de soya aislada SOLPRO 958® de Solbar Industries Ltd, POB 2230, Ashdod 77121, Israel) en agua con una proporción de 1:10 (p/p) . Se ajustó el pH de la suspensión hasta un pH de 7 con NaOH 10 N y a continuación se calentó hasta 55 °C a la vez que se agitaba. A continuación, se añadió Neutrase 0.8 L® (de NOVOZYMES' ) con una proporción de 20 g por kg de proteína de soya y la mezcla se agitó a la misma temperatura durante 4 horas. La mezcla resultante (de pH 6.5) se secó mediante pulverización para obtener un polvo de color pardo intenso.

La soya digerida (lote 5-81) se fraccionó para obtener una fracción polipeptídica hidrosoluble y una fracción polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua. En el primer paso, se suspendieron 300 g de soya digerida en 1 litro de agua destilada. La mezcla se agitó a mano y a continuación se colocó en un baño de ultrasonidos durante un periodo de 30 minutos. Se colocaron alícuotas en tubos de centrífuga y después los tubos se hicieron girar a 3.400 rpm durante un periodo de aproximadamente 35 minutos. El sobrenadante centrifugado, que contenía la fracción hidrosoluble, se decantó para separarlo del sedimento insoluble en agua remanente y se vertió en un envase diferente para su uso posterior (este sobrenadante transparente de color amarillo se colocó en una bandeja abierta y se dejó evaporar a sequedad a una temperatura de 37 °C) . Después del primer paso de lavado, se añadió agua recién destilada a los tubos y el sedimento remanente se dispersó en agua agitando a mano con una espátula. Los procedimientos de centrifugación, decantación y redispersión combinados se llevaron a cabo en un total de 5 ciclos. Después del ciclo final, el líquido libre que contenía la proteína hidrosoluble residual se decantó para separarlo de la dispersión de tipo pasta residual (de color amarillento-melocotón) . La dispersión resultante (con un 16.24% de sólidos en peso, determinado gravimétricamente ) contenía las proteínas insolubles en agua/dispersables en agua. " Se observó que la dispersión de tipo pasta era estable durante un periodo de varias semanas. También se descubrió que la dispersión se podía combinar fácilmente con polímeros hidrosolubles y con látex poliméricos dispersables en agua. Además, la dispersión resultó ser fácilmente compatible con el PMDI (se formó una dispersión estable cuando se añadió PMDI a la suspensión y no se observó ningún indicio de separación de fase de PMDI, incluso después de 24 horas). Por el contrario, ni el extracto hidrosoluble de soya digerida ni la soya digerida en si fueron capaces de estabilizar una dispersión de PMDI en agua.

Después de secar las alícuotas de ambas fracciones, se verificó que el sedimento amarillo (el extracto insoluble/dispersable en agua) no se podía volver a disolver en agua. Por otro lado, la fracción de sobrenadante seca (sólido transparente/amarillo) era completamente hidrosoluble. Los dos extractos secos se analizaron por separado mediante FTIR de estado sólido (remítase a las Figuras 5-8). La Figura 6 muestra los espectros superpuestos de FTIR de estado sólido de las fracciones aisladas a partir de soya digerida, en los que se ha ampliado la región de N-H. Los espectros se escalaron verticalmente para obtener intensidades de absorbancia equivalentes para la banda de estiramiento de N-H de amida secundaria centrada en 3275 cm"1. La Figura 6 muestra que el tipo principal de amida en la fracción dispersable en agua es la amida secundaria de la cadena principal, según pone de manifiesto la banda única altamente simétrica centrada en 3275 cm-1. Aunque la fracción polipeptídica hidrosoluble también contiene este tipo de amida, contiene además fracciones significativamente más elevadas de amidas primarias, según pone de manifiesto la presencia de dos bandas de estiramiento de N-H primario a aproximadamente 3200 cm-1 (simétrica) y a aproximadamente 3300 cm-1 (asimétrica), respectivamente. De forma colectiva, estos espectros demuestran que la fracción polipeptídica hidrosoluble comprendía una concentración relativamente elevada de aminas primarias. A la inversa, la fracción polipeptídica insoluble/dispersable en agua comprendía una fracción más elevada de aminas secundarias.

Según se muestra en la Figura 5, la banda de estiramiento del carbonilo de amida y la banda de flexión de N-H de amida se han desplazado hacia longitudes de onda más elevadas en la fracción hidrosoluble . Parece ser que estos componentes también están presentes en la fracción insoluble/dispersable en agua, pero las bandas de amida I y amida II principales están desplazadas hacia longitudes de onda más bajas. Aparte de los efectos de puentes de hidrógeno, parece ser que estas diferencias están relacionadas con la presencia de una mayor fracción de grupos de amida primaria (y/o aminas primarias) en la fracción polipeptídica hidrosoluble (procedentes de fragmentos de aminoácidos de menor peso molecular) y con una mayor fracción de grupos de amida secundaria en la fracción polipeptídica dispersable en agua (procedentes de las cadenas polipeptídicas de la cadena principal) . Esto queda confirmado por la región de estiramiento de N-H representada en la Figura 6.

La Figura 6 muestra que el tipo principal de amida en la fracción dispersable en agua es la amida secundaria de la cadena principal, según pone de manifiesto la banda única altamente simétrica centrada en 3275 cm"1. Aunque la fracción hidrosoluble también contiene este tipo de amida, contiene además fracciones significativamente más elevadas de aminas primarias, según pone de manifiesto la presencia de dos bandas de estiramiento de N-H primario a aproximadamente 3200 cm-1 (simétrica) y a aproximadamente 3300 cm-1 (asimétrica) , respectivamente .

A pesar de proceder de diferentes fuentes vegetales, las fracciones insolubles/dispersables en agua de soya digerida y de ricino digerido son similares entre si en cuanto a sus espectros (remítase a la Figura 7). A la inversa, parece ser que las fracciones polipeptídicas hidrosolubles tienen diferentes características espectrales de FTIR (remítase a la Figura 8). Además, la espectroscopia de masas MALDI indica que las fracciones polipeptídicas hidrosolubles de soya digerida y de ricino digerido tienen diferentes características de pesos moleculares. Parece ser que los dos tipos de fracciones hidrosolubles tienen en común que ambas contienen aminas/amidas primarias.

Procedimiento C: Procedimiento adicional para la preparación de una composición polipeptídica hidrosoluble y la preparación de una composición polipeptídica insoluble en agua Se suspendió harina de ricino (4.0 kg que contenían un 24.8% de proteína) en NaOH 0.1 M con una proporción de la harina con relación a la base de 10:1 p/p. La suspensión se agitó durante 18 horas a temperatura ambiente y a continuación los sólidos se eliminaron mediante centrifugación. El sobrenadante (aproximadamente 32 litros) se acidificó hasta un pH de 4.5 con HC1 10 N. Se dejó que la proteína sedimentara a aproximadamente 10 °C durante 12 horas, se decantó la solución transparente de sobrenadante y se separó el precipitado pesado (aproximadamente 2 kg) mediante centrifugación. El precipitado húmedo se liofilizó, para obtener 670 g de proteína aislada.

La fracción polipeptídica insoluble en agua y la fracción polipeptídica hidrosoluble se obtuvieron mediante extracción con agua. En el primer paso, se suspendieron 10 g de la proteina de ricino aislada (lote 5-94) en 50 g de agua destilada. La mezcla se dispersó con agitación mecánica durante 2 horas. A continuación, se colocaron alícuotas en tubos de centrífuga y después los tubos se hicieron girar a 3400 rpm durante un periodo de aproximadamente 35 minutos. El sobrenadante centrifugado, que contenía la fracción hidrosoluble, se decantó para separarlo del sedimento insoluble en agua remanente y se vertió en un envase diferente (este sobrenadante de color amarillo claro se guardó y se secó a 37 °C para su uso en experimentos de dispersión posteriores y análisis de FTIR de estado sólido) . Después del primer paso de lavado, se añadió agua recién destilada a los tubos y el sedimento remanente se dispersó en agua agitando a mano con una espátula. Los procedimientos de centrifugación, decantación y redispersión combinados se llevaron a cabo en un total de 13 ciclos. Después del ciclo final, el líquido libre se decantó para separarlo de la dispersión de tipo pasta residual (la fracción polipeptídica insoluble en agua de la proteína de ricino de partida) . Después de secar la pasta, se determinó que esta contenía un 28.58% de sólidos y se determinó que el rendimiento total de la fracción insoluble en agua era de un 62.87%. De este modo, la proteína de ricino de partida en sí contenía un 62.87% de material polipeptídico insoluble en agua y un 37.12% de material polipeptídico hidrosoluble.

Procedimiento D: Preparación de proteína de lactosuero digerida Se obtuvo proteína de lactosuero digerida (lote 5-72, denominada en la presente proteína de lactosuero digerida de pH 6.5) como una muestra experimental del Catedrático S. Braun del Laboratorio de Biología Aplicada de la Universidad hebrea de Jerusalén, Israel, y se preparó como se describe a continuación. Se suspendió en agua la proteína de lactosuero (proteína de lactosuero aislada WPI-95®; Nutritteck, 24 Seguin Street, Rigaud, QC, Canadá JOP 1P0) con una proporción de 1:6 (p/p) . Se ajustó el pH de la suspensión hasta un pH de 7 con NaOH 5 N y se calentó hasta 55 °C a la vez que se agitaba. A continuación, se añadió FLAVOURZYME 500MG® (de NOVOZYMES' ) con una proporción de 20 g por kg de proteína de lactosuero y la mezcla se agitó a la misma temperatura durante 4 horas. La mezcla acuosa resultante tenía un pH de 6.5. A continuación, la mezcla resultante se secó mediante pulverización para obtener la proteína de lactosuero digerida como un polvo de color amarillo claro, que contenía una mezcla de polipéptidos hidrosolubles e insolubles en agua. Procedimiento E: Preparación de proteína de ricino digerida que ha reaccionado con nitrito de sodio Se suspendió proteína de harina de ricino en agua con una proporción de 1:10 (p/p). Se añadió cloruro de calcio con una concentración efectiva de 10 mM y el pH de la suspensión se ajustó hasta un pH de 9 añadiendo NaOH 10 N. La reacción se calentó hasta 55 °C con agitación. A continuación, se añadió Everlase 16 L Tipo EX®(de NOVOZYMES') con una proporción de 10 g por kg de proteína de harina de ricino y la mezcla se agitó a la misma temperatura durante 4 horas. A continuación, se añadió ácido L-láctico (90%, 120 g por kg de proteína de ricino) para ajustar el pH de la mezcla hasta un pH de 4.4 y después se añadió de forma gradual (durante un periodo de 20 horas) una solución de nitrito de sodio en agua (0.4 kg/1, 0.4 litros por kg de proteina de ricino) a la vez que se agitaba. A continuación, la reacción se dejó reposar a temperatura ambiente durante 40 horas. A continuación, se añadió Na2S205 (0.2 kg por kg de proteina de ricino), se calentó la reacción hasta 60 °C y se agitó durante 15 minutos. Después de enfriar hasta temperatura ambiente, se ajustó el pH de la reacción hasta un pH de 2.0 con HC1 concentrado. A continuación, se dejó reposar a 10 °C durante 18 horas y se separó el precipitado resultante por centrifugación durante 15 minutos a 24 000 x g. Se volvió a suspender el precipitado en ácido cítrico 10 mM (3 vol. por vol. de precipitado), a continuación se separó y posteriormente se liofilizó para obtener un polvo de color pardo, que contenía una mezcla de polipéptidos hidrosolubles e insolubles en agua.

EJEMPLO 2 : Caracterización de las composiciones polipeptxdicas mediante espectroscopia de masas Este ejemplo describe la caracterización de diversas muestras proteicas mediante espectrometría de masas MALDI empleando un instrumento Ultraflex III de Bruker.

El instrumento se programó en modo positivo, para detectar los iones positivos generados durante el proceso de ionización. El voltaje aplicado para acelerar la entrada del ión en el analizador TOF se fijó a 25 KV. El análisis se llevó a cabo empleando el instrumento en modo de reflexión, el cual mejora la resolución. Las muestras sólidas se disolvieron en DMSO con una concentración de 10 mg/mL. Las fracciones de sobrenadante hidrosolubles se solvataron en agua .

Cada solución de muestra se mezcló con una solución de matriz (con fines analíticos) . La matriz era un compuesto inerte de bajo peso molecular que absorbe a la misma longitud de onda que el láser, Nd:YAG 355 nm. Las matrices empleadas fueron: a-CHCA, ácido alfa-ciano-4-hidroxicinámico, disuelto en una solución de ACN/H20 (70:30) con un 0.1% de TFA, con una concentración de 10 mg/mL; y DCTB, T-2- [3- (4-t-butilfenil) -2-metil-2-propenilideno] malononitrilo, disuelto en THF con una concentración de 10 mg/mL. La primera matriz se empleó principalmente para el análisis de péptidos y proteínas, mientras que la segunda, DCTB, resultó adecuada para el análisis de polímeros.

Las soluciones de las matrices y las soluciones de las muestras se mezclaron con una proporción de 10:1 en volumen, respectivamente. En los análisis en los que se empleó DCTB como matriz, se añadió NaTFA (10 mg/mL en THF) a la solución de matriz/muestra como un agente cationizante con una proporción de 10:2:1 en volumen (matriz :muestra : sal, respectivamente). Se colocaron 0.8 µL de las soluciones resultantes en una placa objetivo hecha de acero pulido y, solo después de que los disolventes se secaran completamente, se introdujo el objetivo en el instrumento. Los espectros se registraron y se manipularon empleando el software FlexAnalysis suministrado por Bruker Daltonics.

Las intensidades relativas de los fragmentos se normalizaron y se emplearon para calcular los parámetros de peso molecular medio en número (Mn) , peso molecular medio en peso (Mw) y peso molecular medio z (Mz) para varias muestras. En la Tabla 2 se resumen los resultados.

Tabla 2 ID de la muestra- ¦ ¦¦¦¦< iífP Mwlf" "Sfr Mz Proteína de ricino aislada 1149 1162 1179 1.01 (lote 5-94)1 Ricino digerido (lote 5-83) ¿ 951 1081 1250 1.13 Ricino digerido (lote 5-108) J 897 1011 1169 1.12 Fracción insoluble/dispersable 1009 1371 1928 1.35 en agua de ricino digerido (lote 5-108) 3 Fracción hidrosoluble de ricino 1532 1697 1894 1.10 digerido (lote 5-108) 3 Proteína de soya aislada 2023 2104 2161 1.03 Soya digerida (lote 5-81) 4 894 989 1104 1.10 Fracción insoluble/dispersable 910 1119 1512 1.22 en agua de soya digerida (lote 5-81) Fracción hidrosoluble de soya 837 888 941 1.06 digerida (lote 5-81) 4 1 Remítase al Procedimiento C del Ejemplo 1 Remítase al Ejemplo 6 Remítase al Ejemplo 3 Remítase al Procedimiento B del Ejempl Los resultados indican que las características de peso molecular (según se' determinan mediante espectroscopia de masas ALDI) de la composición polipeptídica pueden depender del proceso empleado para obtener dicha composición polipeptídica. Por ejemplo, se observó que la proteína de ricino aislada tenía un peso molecular medio en número superior al de su homologa digerida. Además, después de la digestión, se observó que el peso molecular medio en número disminuyó, mientras que la polidispersidad aumentó. Se observó la misma tendencia para la proteína de soya aislada y su homologa digerida.

Otros resultados experimentales indican que las proteínas de la composición polipeptídica hidrosoluble de ricino digerido tenían un peso molecular medio en número mayor que las proteínas homologas aisladas. Sin embargo, las proteínas de la composición polipeptídica hidrosoluble de soya digerida tenían un peso molecular medio en número menor que las proteínas de soya homologas aisladas.

No obstante, todas estas composiciones polipeptídicas hidrosolubles fueron capaces de facilitar una reducción de la densidad de la espuma de poliuretano, en comparación con las espumas preparadas sin la composición polipeptídica. Además, se pudieron obtener composiciones polipeptídicas hidrosolubles con pesos moleculares y distribuciones de pesos moleculares similares mediante la digestión enzimática de las proteínas aisladas de soya y de ricino (aunque las proteínas aisladas de soya tienen proteínas de mayor peso molecular que las proteínas aisladas del ricino antes de la digestión enzimática) . De forma conjunta, estos resultados indican que es posible preparar espumas de densidad reducida a partir de varias composiciones polipeptídicas.

EJEMPLO 3 : Catacteristicas de dispersión de aceite de las fracciones proteicas hidrosolubles e insolubles en agua Se aislaron una fracción polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua y una fracción polipeptídica hidrosoluble a partir de ricino digerido (lote 5-108), basándose en los procedimientos descritos en el Ejemplo 1 (Procedimiento A) . El ricino digerido se puede preparar como se describe a continuación: se -suspende proteína de harina de ricino en agua con una proporción de 1:10 en p/p. Se añade cloruro de calcio hasta obtener una concentración efectiva de aproximadamente 10 mM y el pH de la suspensión se ajusta hasta un pH de 9 añadiendo NaOH 10 N. A continuación, la reacción se calienta hasta 55 °C con agitación. Después se añade Everlase 16 L Tipo EX®(de NOVOZYMES' ) con una proporción de 10 g por kg de proteina de harina de ricino y la mezcla se agita a la misma temperatura durante aproximadamente 4 horas. Finalmente, se ajusta el pH de la mezcla resultante hasta un pH de 3.5 con ácido cítrico y se seca mediante pulverización para obtener un polvo.

Las características de peso molecular de la fragmentación por MALDI de las fracciones aisladas se proporcionan en el Ejemplo 2 (Tabla 2) . Las características de absorción espectroscópica de FTIR de estado sólido para la fracción polipeptídica aislada insoluble/dispersable en agua son coherentes con las descritas en las Figuras 2, 3, 4, 7, 9, 10, 11 y 12 (intervalo de absorción de amida I: 1620-1632 cm~ 1; intervalo de absorción de amida II: 1514-1521 cm"1) . La RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto para la fracción polipeptídica aislada insoluble/dispersable en agua presenta dos clústers de nitrógenos protonados definidos por unos límites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 86.2 ppm y 87.3 ppm; y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.14 ppm y 7.29 ppm para el primer clúster; y de aproximadamente 6.66 ppm y 6.81 ppm para el segundo clúster. La RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto para la fracción polipeptídica aislada hidrosoluble presenta un clúster de núcleos de nitrógeno protonados definido por unos límites de desplazamientos químicos para 1N de aproximadamente 94 ppm y aproximadamente 100 ppm, y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.6 ppm y aproximadamente 8.1 ppm.

Sorprendentemente, las fracciones polipeptidicas insolubles en agua/dispersables en agua con estas características espectrales (a diferencia de sus homologas hidrosolubles) exhiben la capacidad única de emulsionar y estabilizar dispersiones de aceite en agua y de agua en aceite. Esta capacidad única para dispersar aceite se observa en composiciones polipeptidicas insolubles en agua/dispersables en agua extraídas y aisladas a partir de múltiples fuentes, que incluyen, sin carácter limitante (1) harinas integrales o proteínas aisladas a partir de soya, cañóla o ricino que se extraen de sus componentes polipeptídicos hidrosolubles en condiciones de pH neutro o cercanas a pH neutro; (2) harinas integrales o proteínas aisladas a partir de soya, cañóla o ricino que se han sometido a hidrólisis catalizada por base seguida de adición de ácido y posterior extracción de los componentes polipeptídicos hidrosolubles; (3) harinas integrales o proteínas aisladas a partir de soya, cañóla o ricino que se han sometido a hidrólisis catalizada por ácido seguida de adición de base y posterior extracción de los componentes polipeptídicos hidrosolubles; (4) harinas integrales o proteínas aisladas a partir de soya, cañóla o ricino que se han sometido a combinaciones de hidrólisis catalizada por base con digestión enzimática seguida de adición de base y posterior extracción de los componentes polipeptídicos hidrosolubles.

Se sobreentenderá que la estabilización de una emulsión/dispersión de aceite en agua o de agua en aceite dependerá de varios factores, que incluyen, sin carácter limitante, la presencia o ausencia de una entidad estabilizante tal como un surfactante o un dispersante; la naturaleza del aceite (es decir, su polaridad, hidrofilicidad, hidrofobicidad, parámetro de solubilidad, etc.); la naturaleza del surfactante o dispersante (es decir, valor de HLB, características de carga, peso molecular, solubilidad en agua, solubilidad en aceite, etc.); la fuerza iónica de la fase acuosa; la presencia o ausencia de aditivos e impurezas tanto en la fase oleosa como en la acuosa; la concentración del aceite (es decir, su porcentaje en peso en agua); y la concentración de la entidad estabilizante. Además, se sobreentenderá que la eficacia de una entidad estabilizante (siendo una "entidad estabilizante" un dispersante, un emulsionante, un surfactante o la composición polipeptídica insoluble/dispersable en agua de la presente invención) se juzgará habitualmente de acuerdo con su capacidad para estabilizar una emulsión durante un periodo de tiempo determinado (es decir, para evitar la separación macroscópica de fases de los componentes oleosos y acuosos inmiscibles en condiciones de cizallamiento o estáticas) .

Para demostrar de manera adicional la generalidad de este descubrimiento, se prepararon varias dispersiones de aceite en agua con una composición polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua aislada a partir de proteína de ricino digerida. La fracción polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua se aisló como una dispersión de tipo pasta en agua. La pasta se diluyó con agua hasta obtener un 16% de sólidos y, de forma independiente, un 14% de sólidos. En el siguiente paso, se pesaron independientemente alícuotas de 3 gramos de cada pasta en vasos de plástico de 15 mL. A continuación, las alícuotas de los aceites que se muestran en la Tabla 3 se añadieron independientemente a las alícuotas de las pastas individuales con una proporción de 1 parte de aceite por 1 parte de composición polipeptidica sólida insoluble en agua/dispersable en agua, en cuanto al peso (20 mezclas en total) . Las mezclas se agitaron a mano con una espátula y se observó que formaron cremas homogéneas. Las cremas permanecieron homogéneas, sin ningún indicio visible de separación macroscópica de fases durante periodos de tiempo prolongados después de la mezcla, que incluyen periodos que oscilan entre 1 minuto después de la mezcla, 5 minutos después de la mezcla, 10 minutos después de la mezcla, 15 minutos después de la mezcla, 30 minutos después de la mezcla, 1 hora después de la mezcla y 2 horas después de la mezcla. Por el contrario, el extracto hidrosoluble de ricino digerido análogo fue incapaz de estabilizar dispersiones de aceites en agua.

Tabla 3.

Tipo de aceir* Fuente ·· · - ^^ -¦-|¡- — r~ ,,·. " .....¾i- ...a* ...¿i ,?. . *¿». .i 9. ~. .

PMDI Rubinate-M de Huntsman Corporation Aceite mineral Drakeol 35 de Penreco Aceite de soya RBD de ADM Processing Co.

Aceite de motor Castrol Syntec, 5W-50 Aceite de ricino Aceite de ricino prensado pálido de Alnor Oil Company, Inc.

Ftalato de dibutilo 99% de Acros Aceite de soya epoxidado de Aldrich Triglicérido caprílico Neobee M-5 de Stepan Co.

Aceite de eucalipto de Aromas Unlimited o-Acetilcitrato de 98% de Aldrich tributilo Las composiciones proteicas no enriquecidas en las fracciones insolubles en agua/dispersables en agua son incapaces de dispersar aceites. Por ejemplo, se preparó una dispersión de sólidos al 16% de proteina de soya aislada, lote 5-81 (proteina de soya aislada SOLPRO 958® de Solbar Industries Ltd, POB 2230, Ashdod 77121, Israel; contenido proteico de aproximadamente un 90%), añadiendo 32 gramos de proteina de soya aislada a 168 gramos de agua con un pH de aproximadamente 4-6 ( J -570-1) . Se pesaron siete alícuotas de 10 gramos de JM-570-1 en vasos desechables de 20 mL. Una alícuota de 10 gramos contenía 1.6 gramos de proteína de soya aislada y 8.4 gramos de agua. Se añadieron independientemente siete aceites diferentes (a saber, PMDI, aceite mineral, aceite de soya, aceite de motor, aceite de ricino, ftalato de dibutilo y aceite de soya epoxidado, remítase a la Tabla 53) con una proporción en p/p de 1 parte de aceite por 1 parte de sólidos proteicos (se añadieron 1.6 gramos de aceite a cada alícuota de 10 gramos) . Las mezclas se agitaron a mano con una espátula. Se observó que ninguno de los aceites se pudo dispersar en la dispersión de sólidos al 16% de la proteína de soya aislada.

EJEMPLO : Caracterización de las composiciones polipeptidicas mediante los espectros de correlación de MN de nitrógeno-protón bidimensionales y caracterización de vina fracción polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua Se prepararon las fracciones proteicas hidrosolubles e insolubles en agua como se indica a continuación. Se suspendió ricino digerido (lote 5-83) en agua con una proporción de 1:10 en p/p. Se añadió cloruro de calcio hasta obtener una concentración efectiva de 10 mM y el pH de la suspensión se ajustó hasta un pH de 9 añadiendo NaOH 10 N. La reacción se calentó hasta 55 °C con agitación. A continuación, se añadió Everlase 16 L Tipo EX®(de NOVOZYMES' ) con una proporción de 10 g por kg de proteína de harina de ricino y la mezcla se agitó a la misma temperatura durante 4 horas. A continuación, se ajustó el pH de la mezcla resultante hasta un pH de 3.5 con ácido cítrico y se secó mediante pulverización para obtener un polvo de color pardo. A continuación, las fracciones proteicas hidrosolubles e insolubles en agua se separaron como se ha descrito en el Ejemplo 1 (Procedimiento A) y se dejaron secar al aire a 23 °C.

El polvo seco que contenía la fracción proteica hidrosoluble se disolvió en d6-DMS0 (6.8% en peso) para obtener una solución homogénea roja (Muestra A) . También se disolvió en d6-DMS0 (6.8% de sólidos en peso) una alícuota del ricino digerido seco sin tratar, para obtener una solución homogénea roja comparativa (Muestra B) . Los análisis de FTIR de estado sólido de los mismos polvos secos revelaron diferencias distintivas en las regiones de estiramiento de carbonilo y de estiramiento de N-H de los espectros de FTIR de estado sólido. Estas diferencias espectrales se atribuyeron a las diferencias en los entornos de los enlaces para los restos N-H polipeptídicos, posiblemente debidas a diferencias en la estructura secundaria y terciaria. Una de las diferencias específicas implicó un desplazamiento hacia longitudes de onda más bajas de la banda de carbonilo de amida I en la fracción insoluble en agua/dispersable en agua. Para caracterizar adicionalmente estos tipos de diferencias, se empleó una técnica de RMN bidimensional, con el fin de caracterizar un subgrupo muy específico de núcleos atómicos enlazados; a saber, protones unidos a nitrógenos.

Las muestras se disolvieron en DMS0-d6 y se colocaron en tubos de RMN de 5 mm. Los espectros de 1H RMN se registraron en un espectrómetro Varían INOVA de 750 MHz equipado con una criosonda de triple resonancia HCN-PFG (gradiente de campo de pulsos) a 30 °C. Para los espectros de 1R RMN monodimensionales (ID), se empleó una ventana espectral de 10 000 Hz con un tiempo de adquisición de 3 segundos y un intervalo de relajación de 5 segundos. Se hizo el promedio de la señal de los espectros para 16 ciclos, empleando una anchura del pulso de 90° de protón de 8.6 microsegundos. Los datos espectrales se rellenaron con ceros hasta 132 puntos k y se procesaron con una anchura de la linea de 1 Hz, a continuación se corrigió la linea base y se calibró con un pico interno residual del disolvente DMSO-d6 a 2.50 ppm antes de integrar y hacer los gráficos.

Los datos de HSQC (correlación heteronuclear de cuanto sencillo) de gradiente bidimensional (2D) de 1H-15N de fase sensible se registraron con 2048 puntos de adquisición en la dimensión F2 y 768 puntos en la dimensión Fl (se emplearon anchuras del pulso de 90° de 6.3 microsegundos y 33.5 microsegundos para protón y nitrógeno, respectivamente) , se registraron 48 ciclos para cada incremento, con un intervalo de repetición de 1.2 segundos y un tiempo de adquisición de 0.124 segundos con un desacoplamiento GARP durante la adquisición. Los datos adquiridos se procesaron con una distribución de campana sinusoide y se rellenaron con ceros hasta 8196 x 8196 puntos en las dimensiones Fl y F2 antes de la trasformación final para producir los datos de correlación 2D.

Los resultados se presentan en las Figuras 13 y 14. La Figura 13 representa el espectro de RMN de 1H-15N HSQC bidimensional para el ricino digerido del lote 5-83 en d6-DMSO. El eje de las y representa la escala de desplazamiento químico para el 15N (ppm). y el eje de las x representa la escala de desplazamiento químico para el 1H (ppm) . Los picos del espectro representan los átomos de nitrógeno protonados de todas las fracciones presentes en el ricino digerido sin tratar (es decir, las fracciones polipeptídicas insolubles en agua/dispersables en agua más las fracciones polipeptídicas hidrosolubles) . Se observó que los múltiples picos de la Región B desaparecieron al eliminar las fracciones hidrosolubles (remítase a la Figura 14). Esto indica que estos nitrógenos protonados son específicos de las fracciones polipeptídicas hidrosolubles, mientras que al menos una porción de los picos de la Región A son específicos de la fracción insoluble en agua/dispersable en agua.

La Figura 14 representa el espectro de RMN de 1H-15N HSQC bidimensional para el extracto polipeptídico insoluble/dispersable en agua del ricino digerido del lote 5-83 en d6-DMS0. El eje de las y representa la escala de desplazamiento químico para el 15N (ppm) y el eje de las x representa la escala de desplazamiento químico para el 1H (ppm) . Los picos del espectro representan los átomos de nitrógeno protonados de la fracción polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua. Se observó que los picos de la Región B eran muy débiles, en comparación con los picos análogos del ricino digerido antes de la extracción (remítase a la Figura 13) . A la inversa, los picos restantes eran principalmente de los nitrógenos protonados de la Región A. Esto indica que estos nitrógenos protonados particulares son específicos de las fracciones polipeptídicas insolubles en agua .

Según se muestra en la Figura 14, los picos del espectro representan los átomos de nitrógeno protonados que son específicos de la fracción polipeptídica insoluble en agua/dispersable en agua. Al expandirlos, los dos "picos" aparecen como clústers estrechos que se pueden definir fácilmente por los límites de los desplazamientos químicos de 15N y 1H que los definen: los límites de 15N para ambos clústers aparecen a aproximadamente 86.2 ppm y 87.3 ppm; y los límites de 1H aparecen a aproximadamente 7.14 y 7.29 ppm, para el primer clúster; y a aproximadamente 6.66 y 6.81 ppm, para el segundo clúster.

Los resultados de estos estudios revelaron que, mientras que la fracción polipeptídica hidrosoluble estaba compuesta por múltiples tipos de átomos de nitrógeno protonados (remítase a la Figura 13) , la fracción insoluble en agua/dispersable en agua contenía significativamente menos tipos de nitrógenos protonados, y se caracterizó principalmente por la presencia de dos clústers principales de picos de acoplamiento de nitrógeno-protón (remítase a la Figura 14). Estas diferencias, del mismo modo que las observadas por FTIR de estado sólido, ilustran que los entornos de los enlaces químicos en la fracción polipeptídica hidrosoluble son distintivamente diferentes que los existentes en la fracción insoluble/dispersable en agua.

De forma conjunta, los datos de RMN y de FTIR de estado sólido también caracterizan la fracción polipeptídica insoluble/dispersable en agua, donde existe una banda de absorción de amida I de infrarrojo de estado sólido entre 1620-1632 cm"1; una banda de absorción de amida II de infrarrojo de estado sólido entre 1514-1521 cm"1; y un par de clústers de nitrógenos protonados de estado disuelto, según se determina mediante una técnica de correlación de resonancia magnética nuclear de 1H-15N. Más concretamente, cuando el par de clústers de nitrógenos protonados se observa mediante RMN con d6-DMS0 deuterado como disolvente empleando, una técnica de RMN bidimensional de HSQC de 1H-15N, los clústers se definen por los limites de los desplazamientos químicos de 15N y 1H que los definen: los límites de 15N para ambos clústers aparecen a aproximadamente 86.2 ppm y 87.3 ppm; y los límites de 1H aparecen a aproximadamente 7.14 y 7.29 ppm, para el primer clúster; y a aproximadamente 6.66 y 6.81 ppm, para el segundo clúster.

De forma conjunta, los datos de RMN y de FTIR de estado sólido caracterizan la fracción polipeptídica hidrosoluble, donde existe una banda de absorción de amida I de infrarrojo de estado sólido entre aproximadamente 1633-1680 cnf1; una banda de absorción de amida II de infrarrojo de estado sólido entre 1522-1560 cm"1; dos bandas destacadas de absorción de estiramiento de N-H de amida 1.a centradas en aproximadamente 3200 cm-1 y aproximadamente 3300 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; y un clúster destacado de núcleos de nitrógeno protonados definido por unos límites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 94 ppm y aproximadamente 100 ppm, y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.6 ppm y aproximadamente 8.1 ppm, según se determina mediante RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto.

EJEMPLO 5 : Preparación de espumas de poliuretano que contienen proteínas En este ejemplo, se prepararon y se caracterizaron espumas de poliuretano que contenían proteínas de ricino digeridas hidrosolubles .

A - Extracción de proteínas con mezclas de polioles La mezcla JM-69-1 se preparó añadiendo 45 partes de poliol (es decir, JEFFOL PPG-2000 de Huntsman Corporation) en un recipiente de reacción de vidrio. A continuación, se añadieron 5 gramos de proteína de ricino digerida (lote 5-83) al poliol con agitación, empleando una mezcladora rotatoria de alta velocidad a la vez que se calentaba, y se mantuvo a una temperatura de 95 °C durante un tiempo total de reacción de una hora.

La muestra JM-69-2 se preparó añadiendo 43 partes de poliol (es decir, JEFFOL PPG-2000 de Huntsman Corporation) y 2 partes de agua destilada en un recipiente de reacción de vidrio. La mezcla de poliol/agua se agitó empleando una mezcladora rotatoria de alta velocidad hasta que se volvió homogénea y transparente. A continuación, se añadieron 5 gramos de proteína de ricino digerida (lote 5-83) , mientras se agitaba la mezcla. La muestra se agitó empleando una mezcladora rotatoria de alta velocidad a la vez que se calentaba, y se mantuvo a una temperatura de 95 °C durante un tiempo total de reacción de una hora.

Tanto antes como después de la reacción, la muestra JM-69-1 era un material homogéneo y translúcido de color marrón. Por el contrario, la muestra JM-69-2 se comportó de forma muy diferente durante la reacción. Al iniciar la reacción, la muestra presentó una apariencia similar a la de JM-69-1. A una temperatura de aproximadamente 85 °C, se observó una separación de fases y la proteína de ricino se aglomeró y precipitó, dejando un material sobrenadante transparente de color ligeramente amarillo. Después de dejarla que reposara y sedimentara sobre la mesa del laboratorio durante 24 horas, la muestra JM-69-1 contenia un sobrenadante turbio sobre el sedimento y la muestra JM-69-2 tenia el mismo aspecto que inmediatamente después de la reacción.

Se observó la misma tendencia en el sobrenadante de las muestras JM-69-3 y J -69-4, que se prepararon a temperatura ambiente (sin calentarlas ni hacerlas reaccionar como en JM-69-1 y JM-69-2). La única diferencia visual pareció ser que la proteina de ricino digerida en la muestra que contenia agua no se aglomeró de la misma manera que en la muestra que se calentó y se hizo reaccionar (JM-69-2) .

En una serie de experimentos posteriores, se preparó proteína de soya digerida (lote 5-81) y proteína de lactosuero digerida (lote 5-80), empleando el método descrito para la muestra JM-69-2. En estos experimentos, la proteína no se aglomeró ni precipitó durante la reacción. Sin embargo, después de dejarlas reposar y enfriar sobre la mesa del laboratorio, las proteínas de soya y de lactosuero se depositaron en el fondo del recipiente de reacción, provocando la formación de una capa de sobrenadante por encima de las proteínas depositadas.

B - Preparación de espvimas de poliuretano Para confirmar que las especies químicas extraídas de la composición proteica eran compatibles con el proceso de expansión de la espuma, se prepararon varias muestras de espuma a partir de los sobrenadantes de las muestras JM-69-2, J -71-1 y JM-71-2. Se empleó el sobrenadante porque, sin pretender vincularse a ninguna teoría en particular, se cree que el sobrenadante contiene los polipéptidos hidrosolubles que han sido extraídos por el poliol (remítase al Ejemplo 14) . Además, se preparó una muestra de control de la misma manera que las muestras JM-69-2, JM-71-1 y JM-71-2, con la excepción de que no se añadió ninguna proteína hidrosoluble a la mezcla de poliol/agua. La mezcla de poliol/agua de control se calentó empleando el mismo perfil de calentamiento descrito anteriormente. La mezcla de control se denominó JM-74-1.

La espuma 75-3 se preparó mezclando los siguientes componentes: 7.1 gramos de la mezcla de control JM-74-1, 1.6 gramos de Jeffol A-630 de Huntsman Corporation, 0.06 gramos de JEFFCAT DMDLC de Huntsman Corporation y 0.06 partes de dilaurato de dibutilestaño de Air Products & Chemicals, Inc. en un vaso desechable de 150 mL. La mezcla de poliol se mezcló completamente con una espátula y una mezcladora vórtex. A continuación, se añadieron 9 gramos de PMDI (RUBINATE-M de Huntsman Corporation) al vaso, se mezcló completamente con una espátula a mano y a continuación se dejó que se expandiera libremente en el vaso.

La espuma JM-75-4 se preparó de la misma manera, con la excepción de que se emplearon 7.1 gramos del sobrenadante de la muestra JM-69-2 en lugar de JM-74-1. La espuma JM-75-5 empleó 7.1 gramos del sobrenadante de la muestra JM-71-1 en lugar de JM-74-1 y la espuma JM-75-6 empleó 7.1 gramos del sobrenadante de la muestra JM-71-2 en lugar de JM-74-1.

Se preparó otra muestra de control de espuma (JM-75-2) con la siguiente formulación: 7.1 gramos de JEFFOL PPG-2000 de Huntsman Corporation, 1.6 gramos de JEFFOL A-630 de Huntsman Corporation, 0.06 gramos de JEFFCAT DMDLC de Huntsman Corporation, 0.06 partes de dilaurato de dibutilestaño de Air Products & Chemicals, Inc. y 0.39 gramos de agua destilada. La mezcla de poliol se preparó en un vaso desechable de 150 mL y se mezcló completamente con una espátula y una mezcladora vórtex. A continuación, se añadieron 9 gramos de PMDI (RUBINATE-M de Huntsman Corporation) al vaso, se mezcló completamente con una espátula a mano y a continuación se dejó que se expandiera libremente en el vaso. Esta formulación de control empleó la misma proporción de agua frente a poliol que la empleada en la preparación de la mezcla de poliol de control JM-74-1, con la excepción de que esta muestra no se calentó.

Todas las espumas obtenidas empleando el sobrenadante proteico presentaron una expansión elevada y una estructura celular densa. En la Figura 16 se proporcionan fotografías de las espumas y en la Tabla 4 a continuación se proporcionan observaciones adicionales del experimento.

Tabla 4 rDénsidads.-; Muestra Descripción Observaciones ¦ i í' (g/cm3) JM-75-2 Control-1 Estructura celular de espuma 0.218 esponjosa JM-75-3 Control-2 Muy poca expansión, espuma muy 0.350 densa, pegajosa al tacto JM-75-4 Sobrenadante Expansión elevada, estructura de 0.103 JM-69-2 células pequeñas y densas JM-75-5 Sobrenadante Expansión elevada, ligero colapso, 0.134 JM-71-1 estructura de células pequeñas y densas JM-75-6 Sobrenadante Expansión elevada, ligero colapso, 0.119 JM-71-2 estructura de células pequeñas y densas Los datos indican que las proteínas idrosolubles obtenidas, a partir del sobrenadante procedente del ricino digerido aumentan la expansión de las espumas de poliuretano y facilitan la formación de una estructura de células pequeñas y uniformes en la espuma. Sin pretender vincularse a ninguna teoría en particular, se cree que la proteína actúa como un surfactante que permite una mezcla eficaz de los componentes reactivos y una nucleación del dióxido de carbono gaseoso formado, lo que permite obtener una elevada expansión de la espuma, una estructura de células uniformes y una espuma de menor densidad (aparte del polipéptido, no se cree que ninguno de los materiales empleados para preparar la espuma actúe como surfactante) .

EJEMPLO 6 : Preparación de espumas de poliuretano que contienen proteina digerida En este ejemplo, se prepararon una serie de espumas de poliuretano combinando un isocianato, una mezcla de poliol y proteínas agrícolas dispersadas. La presencia de proteínas dispersadas proporcionó espumas de poliuretano que se expandieron hasta una altura superior y que presentaron una estructura de células más pequeñas y una menor densidad.

El isocianato empleado para el componente "A" fue RUBINATE-M, diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI) de Huntsman Corporation. La composición de la mezcla de poliol o componente "B" contenia 71.4 partes de JEFFOL PPG-2000 de Huntsman Corporation, 15.6 partes de Jeffol A-630 de Huntsman Corporation, 3.0 partes de agua destilada, 0.6 partes de JEFFCAT DMDLC de Huntsman Corporation y 0.6 partes de dilaurato de dibutilestaño de Air Products & Chemicals, Inc. El componente "B" se denominó JM-37-1. La proteina aislada de soya digerida (lote 5-81), la proteina de lactosuero proteolizada con Flavourzyme (lote 5-80) y la proteina de harina de ricino digerida con Everlast (lote 5-83) se obtuvieron del Catedrático Sergei Braun de la Universidad hebrea de Jerusalén.

Se preparararon una serie de muestras comparativas de espuma conenidas en tazas, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita anteriormente (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 1 gramo de la proteina especifica de la lista descrita anteriormente. Las mezclas de proteina/poliol se mezclaron empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteina. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteina fue de 10 gramos. Se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso. Las espumas que contenían proteínas se compararon con una espuma de control constituida por 10 gramos de la mezcla de poliol descrita anteriormente (JM-37-1) que se hicieron reaccionar con 10 gramos de PMDI. Todos los componentes de los experimentos estaban a temperatura ambiente (23 °C) . Todas las reacciones de las espumas se llevaron a cabo a temperatura ambiente.

Las espumas que contenían proteínas dispersadas de soya, lactosuero y ricino se expandieron hasta alturas más elevadas que la espuma de control. Las densidades resultantes de estas espumas se muestran en la Tabla 5.

Tabla 5 Muestra Descripción Densidad s¿,.¾ ¾k JM-67-1 Mezcla de poliol JM-37-1 + proteína 0.042 de soya JM-67-3 Mezcla de poliol JM-37-1 + proteína 0.034 de lactosuero JM-67-5 Mezcla de poliol JM-37-1 + proteína 0.035 de ricino JM-67-7 Control de mezcla de poliol JM-37-1 0.056 Además de los cambios de densidad, se observaron diferencias en la estructura celular de las espumas resultantes. Las espumas preparadas con las proteínas de soya y lactosuero (JM-67-1 y JM67-3, respectivamente) presentaron células más densas y más pequeñas, en comparación con la espuma preparada con proteína de ricino (JM-67-5) y el control (JM-67-7), las cuales presentaron una estructura de células más grandes y más gruesas.

EJEMPLO 7 : Espuma preparada empleando proteina de ricino digerida o proteina de ricino digerida y derivatizada En este ejemplo, se preparó espuma de poliuretano empleando proteína de ricino digerida y empleando proteína de ricino digerida y derivatizada .

Se prepararon una serie de muestras comparativas de espuma conenidas en tazas, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 1 gramo de proteína de ricino digerida (lote 5-83) o de proteína de ricino digerida y derivatizada (lote 5-82). Las mezclas de proteína y poliol se mezclaron empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteína. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteína fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso. Las espumas que contenían proteínas se compararon con dos espumas de control: el Control-1 consistía en 9 gramos de la mezcla de poliol descrita anteriormente (JM-37-1) que se habían hecho reaccionar con 10 gramos de PMDI y el Control-2 consistía en 10 gramos de la mezcla de poliol descrita anteriormente (JM-37-1) que se habían hecho reaccionar con 10 gramos de PMDI . Todos los componentes de los experimentos estaban a temperatura ambiente (23 °C) . Todas las reacciones de formación de las espumas se llevaron a cabo a temperatura ambiente .

Las espumas que contenían proteínas dispersadas de ricino se expandieron hasta alturas más elevadas que la espuma de control. Las densidades resultantes de estas espumas se muestran en la Tabla 6.

Tabla 6 Densidad , Descripción ' "' ti * JM-59-2 Mezcla de poliol JM-37-1 + proteína de 0.057 ricino JM-59-3 Control-1 de mezcla de poliol JM-37-1 0.089 JM-59-4 Control-2 de mezcla de poliol JM-37-1 0.113 JM-59-5 Mezcla de poliol JM-37-1 + proteína de 0.056 ricino digerida y derivatizada EJEMPLO 8 : Comparación de diferentes cantidades de proteina de lactosuero digerida en la espuma resultante En este ejemplo, se preparó espuma de poliuretano empleando un 10% (p/p) o un 20% (p/p) de proteina de lactosuero digerida .

Se prepararon dos muestras comparativas de espuma contenidas en tazas. Se preparó una primera muestra, JM-43-1, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 1 gramo de proteina de lactosuero digerida con Flavourzyme (lote 5-83) a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteina a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteina. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteina fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso.

Se preparó una segunda muestra, JM-43-2, añadiendo 8 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 2 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 2 gramos de proteina de lactosuero digerida con Flavourzyme (lote 5-80) a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteina a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteina. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteina fue de 10 gramos. Se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso. Todos los componentes de los experimentos estaban a temperatura ambiente (23 °C) . Todas las reacciones de las espumas se llevaron a cabo a temperatura ambiente.

La mezcla de poliol/proteina de la muestra JM-43-2 presentó una viscosidad mayor, en comparación con la mezcla de poliol/proteina de J -43-1. Sin embargo, las espumas resultantes se expandieron hasta aproximadamente la misma altura. La estructura celular de todas las espumas fue similar. Las densidades de la masa relativas para la sección intermedia de cada muestra se representan en la Tabla 7, donde MI indica una sección transversal de una pulgada de grosor, cortada por debajo del centro de la espuma expandida, y 2 indica el corte de sección transversal de una pulgada de grosor por encima del centro de la espuma expandida.

Tabla 7 ·.·. -· ··. |· . » ·. Muestra «¦*¾ >"·*· *t" ' JM-43-1 Mezcla de poliol JM-37-1 + 10% de 0.042 proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme, corte MI JM-43-1 Mezcla de poliol JM-37-1 + 10% de 0.039 proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme, corte M2 JM-43-2 Mezcla de poliol JM-37-1 + 20 % de 0.040 proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme, corte MI JM-43-2 Mezcla de poliol JM-37-1 + 20 % de 0.037 proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme, corte M2 En la espuma resultante, la sección inferior de la espuma de la taza tenía aproximadamente 1 pulgada de grosor, MI era la primera sección intermedia de la espuma por encima de la sección inferior y tenía aproximadamente 1 pulgada de grosor, y M2 era la segunda sección intermedia de la espuma por encima de MI y tenía aproximadamente 1 pulgada de grosor. Se cree que la mezcla de poliol extrae las proteínas hidrosolubles de la proteína de lactosuero digerida y contribuye a una expansión eficaz de la espuma y una estructura de células pequeñas. Cuando se compararon estas espumas con las espumas de control (JM-59-3 y JM-59-4) del Ejemplo 7, se observó que la densidad de todas las espumas de la Tabla 7 era menor que la de las espumas de control.

EJEMPLO 9 : Espumas de poliuretano preparadas empleando proteínas de lactosuero digeridas con Flavourzyme de diferentes pH Este ejemplo describe la preparación y caracterización de espumas de poliuretano empleando proteínas de lactosuero digeridas con Flavourzyme de diferentes pH.

Se prepararon una serie de muestras de espuma contenidas en tazas, comparando proteínas de lactosuero digeridas con Flavourzyme preparadas de dos maneras diferentes. Se preparó una primera muestra, JM-40-1, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 1 gramo de proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme (lote 5-72) a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteína a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteína. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteína fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso.

Se preparó una segunda muestra, JM-40-2, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 1 gramo de proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme (lote 5-80) a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteína a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteína. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteína fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso. Todos los componentes de los experimentos estaban a temperatura ambiente (23 °C) .

Todas las reacciones de las espumas se llevaron a cabo a temperatura ambiente.

Se preparó una tercera muestra, JM-40-5, añadiendo 8 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 2 gramos de proteina de lactosuero digerida con Flavourzyme (lote 5-80) a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteina a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteina. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteina fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso. Todos los componentes de los experimentos estaban a temperatura ambiente (23 °C) . Todas las reacciones de las espumas se llevaron a cabo a temperatura ambiente.

Las espumas que contenían proteínas se compararon con dos espumas de control: el Control-1 (J -40-3) contenía 9 gramos de la mezcla de poliol descrita anteriormente (JM-37-1) que se habían hecho reaccionar con 10 gramos de PMDI y el Control-2 contenía 10 gramos de la mezcla de poliol descrita anteriormente (JM-37-1) que se habían hecho reaccionar con 10 gramos de PMDI. Todos los componentes de los experimentos estaban a temperatura ambiente (23 °C) . Todas las reacciones de las espumas se llevaron a cabo a temperatura ambiente.

En la Figura 17 se muestran las imágenes de las espumas producidas a partir de los procedimientos anteriores. La espuma preparada con el lote 5-80 de proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme (muestras JM-40-2 y JM-40-5) , que tenía un pH de aproximadamente 3.5, se expandió hasta una altura más elevada que la muestra de espuma JM-40-1 preparada con el lote 5-72 de proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme, que tenía un pH de aproximadamente 6.0. Además, la espuma preparada con el lote 5-80 de proteína de lactosuero digerida con Flavourzyme (muestras JM-40-2 y JM-40-5), que tenía un pH de aproximadamente 3.5, se expandió hasta una altura más elevada que las muestras de espuma de control (es decir, JM-40-3 y JM-40-4). Las densidades de las muestras de espuma se muestran en la Tabla 8.

Tabla 8 Densidad Descripción Sfe *Jt ». SÉL J[ ... 4 ^(g/cm3)^ ir i** Mezcla de poliol JM-37-1 + 10% de JM-40-1 proteina de lactosuero digerida con 0.056 Flavourzyme, lote 5-72, pH ~ 6.0 Mezcla de poliol JM-37-1 + 10% de JM-40-2 proteina de lactosuero digerida con 0.049 Flavourzyme, lote 5-80, pH ~ 3.5 Mezcla de poliol JM-37-1 + 20 % de JM-40-5 proteina de lactosuero digerida con 0.047 Flavourzyme, lote 5-80, pH ~ 6.0 JM-40-3 Control-1 de mezcla de poliol JM-37-1 0.060 JM-40-4 Control-2 de mezcla de poliol JM-37-1 0.072 EJEMPLO 10 : Espuma preparada empleando una composición polipeptídica hidrosoluble obtenida a partir de proteina de ricino digerida Este ejemplo describe la preparación de espuma de poliuretano empleando una composición polipeptídica hidrosoluble obtenida a partir de proteína de ricino digerida.

A - Preparación de la composición polipeptídica Se obtuvo proteina de ricino digerida (lote 5-108) como una muestra experimental ("ricino digerido") del Catedrático S. Braun del Laboratorio de Biología Aplicada de la Universidad hebrea de Jerusalén, Israel. El ricino digerido se preparó como se describe a continuación. Se suspendió proteina de harina de ricino en agua con una proporción de 1:10 en p/p. Se añadió cloruro de calcio hasta obtener una concentración efectiva de 10 mM y el pH de la suspensión se ajustó hasta un pH de 9 añadiendo NaOH 10 N. La reacción se calentó hasta 55 °C con agitación. A continuación, se añadió Everlase 16 L Tipo EX® (de NOVOZYMES' ) con una proporción de 10 g por kg de proteina de harina de ricino y la mezcla se agitó a la misma temperatura durante 4 horas. A continuación, se redujo el pH de la mezcla resultante hasta un pH de 3.5 con ácido cítrico y se secó mediante pulverización para obtener un polvo de color pardo.

El ricino digerido se fraccionó para obtener una fracción polipeptídica hidrosoluble y una fracción polipeptídica insoluble/dispersable en agua. En el primer paso, se suspendieron 100 g de ricino digerido en 0.5 litros de agua destilada. La mezcla se mezcló durante un periodo de 30 minutos con un agitador mecánico. A continuación, se centrifugaron alícuotas de la suspensión a 3400 rpm durante un periodo de aproximadamente 15 minutos. El sobrenadante resultante, que contenía la fracción polipeptídica hidrosoluble, se separó por decantación y se empleó en los experimentos de formación de espuma de este ejemplo. El sedimento insoluble en agua remanente se lavó con agua neutra y se volvió a centrifugar. Se repitió este paso 5 veces para el sedimento insoluole en agua. Se recogió el sedimento insoluble en agua.

Se evaluó el porcentaje de sólidos para la fracción lavada insoluble en agua/dispersable en agua, después de secar la muestra en un horno. Se determinó que el porcentaje de sólidos era de un 16.36%. La fracción hidrosoluble, que también se aisló del primer ciclo de centrifugación (según se ha descrito anteriormente), se secó en un horno. El residuo hidrosoluble seco se recogió y se empleó para preparar una solución con un 16.36% de sólidos, con el fin de compararla con la fracción insoluble/dispersable en agua. Se preparó una tercera muestra con un 16.36% de sólidos mezclando 3.272 gramos de ricino digerido, lote 5-108, con 16.728 gramos de agua, para obtener una mezcla con un 16.36% de sólidos, que contenia inherentemente tanto la fracción hidrosoluble como la fracción insoluble/dispersable en agua.

B - Preparación de espumas de poliuretano A continuación, se prepararon una serie de espumas de poliuretano combinando un isocianato, una mezla de poliol y varias fracciones polipeptidicas de ricino digerido. La mezcla de poliol empleada en estos experimentos era similar a la descrita en el Ejemplo 6, con la excepción de que el agua empleada contenia las fracciones aisladas de la proteina de ricino digerida. Se prepararon muestras de control con una concentración de agua adecuada para proporcionar el mismo contenido de agua en todas las mezclas de poliol. En la Tabla 9 se muestran las diferentes formulaciones.

Tabla 9 Fracción acuosa de. la mizl» de folSó;. :'. :Á. tk ?-? ? .* í, ,*: A «!#;. JIL. «1: JM-582-1 Agua destilada JM-582-2 Solución al 16.36% de la fracción soluble de ricino digerido (lote 5-108) JM-582-3 Mezcla al 16.36% de ricino digerido (lote 5- 108) (contiene tanto la fracción hidrosoluble como la insoluble en agua) J -582-4 Fracción insoluble en agua/dispersable en agua al 16.36% de ricino digerido (lote 5-108) El isocianato empleado para el componente "A" fue RUBINATE-M, diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI) de Huntsman Corporation. La composición de la mezcla de poliol o componente "B" contenia 71.4 partes de JEFFOL PPG-2000 de Huntsman Corporation, 15.6 partes de Jeffol A-630 de Huntsman Corporation, 0.6 partes de JEFFCAT DMDLC de Huntsman Corporation, 0.6 partes de dilaurato de dibutilestaño de Air Products & Chemicals, Inc. y 2.51 partes de agua destilada para el control o 3.0 partes de una fracción que contenia un 16.36% de sólidos.

El isocianato (Componente "A") y las mezclas de polioles (Componente "B") se mezclaron empleando dos proporciones: 9 partes de "B" con relación a 10 partes de "A" y 10 partes de "B" con relación a 10 partes de "A", que representan dos índices de isocianato diferentes. Las mezclas proporcionaron espumas con características diferentes. En la Figura 18 se muestran imágenes de las espumas, donde la Figura 18A representa las muestras que contienen 9 partes de "B":10 partes de "A", denominadas Poliol/P DI 9/10, y la Figura 18B representa las muestras que contienen 9 partes de "B":10 partes de "A", denominadas Poliol/PMDI 10/10. Para las dos proporciones de poliol/isocianato, la presencia del polipéptido hidrosoluble proporcionó espumas de poliuretano que se expandieron significativamente y que contenían una estructura de células más pequeñas, en comparación con los controles. La muestra que contenía la fracción insoluble/dispersable en agua (JM-582-4) no se expandió hasta una altura tan elevada como las muestras que contenían las fracciones polipeptídicas hidrosolubles . Sin pretender vincularse a ninguna teoría particular, es posible que el aumento de la altura de la espuma para la fracción polipeptidica insoluble en agua se pueda atribuir a una pequeña cantidad de proteína hidrosoluble en la composición proteica insoluble en agua.

EJEMPLO 11: Espuma preparada a partir de composiciones polipeptídicas hidrosolubles procedentes de harina de ricino o harina de cañóla En este ejemplo, se preparó espuma de poliuretano empleando una composición polipeptidica hidrosoluble obtenida a partir de harina de ricino o harina de cañóla.

? - Preparación de la composición polipeptidica Se prepararon dos muestras en condiciones idénticas, una empleando harina de cañóla integral y la otra empleando harina de ricino integral. El preparado de cañóla se preparó como se describe a continuación. Se dispersó harina de cañóla integral (Harina de cañóla A Viterra 00200, que contenía aproximadamente un 37% de proteína en peso, según se estipula, obtenida de Viterra Cañóla Processing, Ste Agatha, MB) en una solución de hidróxido de sodio al 1.0% y a continuación se mezcló con una solución de HC1 1 M hasta obtener un valor de pH final de aproximadamente 4-5. De forma similar, se dispersó harina de ricino integral (de Kopco Oil Products, Rajkot, India) en una solución de hidróxido de sodio al 1.0% y a continuación se mezcló con una solución de HC1 1 hasta obtener un valor final de pH de aproximadamente 4-5.

Las muestras de ricino y cañóla se dejaron reposar sobre la mesa del laboratorio. El componente que contenia polipéptidos insolubles en agua/dispersables en agua sedimentó, mientras que el componente polipeptidico hidrosoluble quedó como sobrenadante. Se determinó el contenido en sólidos del sobrenadante secando las muestras en un horno. El sobrenadante de la harina de ricino tenia un contenido en sólidos de un 2.85% y el sobrenadante de la harina de cañóla tenia un contenido en sólidos de un 3.25%. Para los experimentos referentes a la espuma, el sobrenadante de cañóla se diluyó con agua destilada para conseguir un contenido en sólidos de un 2.85%, de manera que fuera equivalente al de la muestra de ricino.

B - Preparación de espuma de poliuretano Se prepararon una serie de espumas de poliuretano combinando un isocianato, una mezla de poliol y las diferentes fracciones de sobrenadante. La mezcla de poliol empleada en estos experimentos era similar a la descrita en el Ejemplo 10. Se prepararon muestras de control con una concentración de agua adecuada para proporcionar el mismo contenido de agua en todas las mezclas de poliol. En la Tabla 10 se representan las formulaciones comparativas.

Tabla 10 A Mues,tr¾ Fracción acuo.sa#de,sla mezclá^de poliol JM-587-1 Agua destilada JM-587-2 Solución al 2.85% de la fracción soluble de harina de ricino JM-587-3 Solución al 2.85% de la fracción soluble de harina de cañóla El isocianato empleado para el componente "A" fue RUBINATE- , diisocianato de difenilmetano polimérico (PMDI) de Huntsman Corporation. La composición de la mezcla de poliol o componente "B" contenia 71.4 partes de JEFFOL PPG-2000 de Huntsman Corporation, 15.6 partes de Jeffol A-630 de Huntsman Corporation, 0.6 partes de JEFFCAT DMDLC de Huntsman Corporation, 0.6 partes de dilaurato de dibutilestaño de Air Products & Chemicals, Inc. y 2.91 partes de agua destilada o 3.0 partes de una fracción soluble que contenia un 2.85% de sólidos .

El isocianato (Componente "A") y las mezclas de polioles (Componente "B") se mezclaron con una proporción de 7 partes de "B" con relación a 10 partes de "A".

En la Figura 19 se muestran las imágenes de las espumas producidas a partir de los procedimientos anteriores. La presencia de las fracciones polipeptidicas hidrosolubles proporcionó espumas de poliuretano que se expandieron hasta una altura más elevada y que presentaron una estructura de células más pequeñas, en comparación con los controles que carecían de las fracciones proteicas hidrosolubles.

EJEMPLO 12 : Espuma preparada empleando composiciones polipeptidicas hidrosolubles procedentes de harina de ricino digerida En este ejemplo, se preparó espuma de poliuretano empleando una composición polipeptidica hidrosoluble obtenida a partir de harina de ricino digerida.

Se fraccionó ricino digerido (lote 5-108) para obtener una fracción hidrosoluble y una fracción insoluble en agua/dispersable en agua, empleando los procedimientos de aislamiento descritos en el Ejemplo 10. El sobrenadante, que contenia la fracción polipeptidica hidrosoluble, se separó decantando para los experimentos referentes a la espuma, y el sedimento insoluble en agua remanente se recogió en un envase diferente. En el Ejemplo 10, las fracciones de sobrenadante se recogieron y se secaron, para preparar una solución al 16.36% de la fracción polipeptidica hidrosoluble. Por el contrario, en este ejemplo, se recogió el sobrenadante del primer ciclo de centrifugación y se empleó como tal, sin secarlo. Se determinó el contenido en sólidos del sobrenadante de ricino digerido secando una alícuota en un horno. Se determinó que el contenido en sólidos del sobrenadante de ricino digerido del primer paso de centrifugación era de un 8.93%.

Se prepararon una serie de espumas de poliuretano combinando un isocianato, una mezla de poliol y la fracción de sobrenadante. La mezcla de poliol empleada en estos experimentos era similar a la descrita en el Ejemplo 10. Se prepararó una muestra de control con una concentración de agua adecuada para proporcionar el mismo contenido de agua en ambas mezclas de poliol. En la Tabla 11 se muestran las diferentes formulaciones.

Tabla 11 Muestra „Fracé*iÓh -acuosa «fctó? 1¾ mezcla jde*po,li«olt JM-561-1 Agua destilada JM-559-1-2 Solución al 8.93% de la fracción soluble de ricino digerido (lote 5- 108) El isocianato (Componente "A") y las mezclas de polioles (Componente "B") se mezclaron empleando dos proporciones: 9 partes de "B" con relación a 10 partes de "A" y 8 partes de "B" con relación a 10 partes de "A", que representan dos índices de isocianato diferentes.

La presencia de las fracciones polipeptidicas hidrosolubles proporcionó espumas de poliuretano que se expandieron hasta una altura más elevada y que presentaron una estructura de células más pequeñas, en comparación con los controles. Las dos mezclas: 9 partes de "B" con relación a 10 partes de "A" y 8 partes de "B" con relación a 10 partes de "A" se comportaron de manera similar.

EJEMPLO 13: Espuma preparada empleando harina de ricino integral molida o harina de ricino digerida En este ejemplo, se preparó espuma de poliuretano empleando harina de ricino integral molida o harina de ricino digerida. Se molió harina de cañóla integral (Harina de cañóla A Viterra 00200, que contenía aproximadamente un 37% de proteína en peso, según se estipula, obtenida de Viterra Cañóla Processing, Ste Agatha, MB) hasta obtener un tamaño de partícula de 80 mieras, empleando un molino industrial Retch. Se preparó ricino digerido (lote 5-108) como se ha descrito en el Ejemplo 10. En este ejemplo, la muestra de harina integral molida y de ricino digerido eran polvos sólidos secos que contenían tanto una composición polipeptídica hidrosoluble como una composición polipeptidica insoluble en agua/dispersable en agua.

Se prepararon espumas de poliuretano combinando un isocianato, una mezcla de poliol y añadiendo las partículas de ricino secas a la mezcla de poliol. La mezcla de poliol empleada en estos experimentos era similar a la descrita en el Ejemplo 6.

Concretamente, se prepararon dos muestras comparativas de espuma contenidas en tazas. Se preparó una primera muestra, JM-560-1, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 1 gramo de la harina de ricino integral molida de 80 mieras a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteina a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteina. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteína fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso.

Se preparó una segunda muestra, JM-555-3, añadiendo 9 gramos de la mezcla de poliol descrita en el Ejemplo 6 (muestra JM-37-1) a un vaso desechable de 250 mL y a continuación añadiendo 2 gramos de ricino digerido (lote 5-108) a la mezcla de poliol. Después de añadir la proteina a la mezcla de poliol, la composición se mezcló empleando una espátula y una mezcladora vórtex para dispersar la proteina. El peso total de la muestra para los componentes "B" poliol/proteina fue de 10 gramos. A continuación, se añadieron 10 gramos de componente "A" (PMDI) al componente "B" en el vaso y se mezclaron completamente a mano con una espátula, a continuación se dejó que se expandieran libremente en el vaso .

Las dos muestras se compararon con una espuma de control (JM-37-1) que no contenia los polvos secos añadidos que contenían proteínas .

La presencia de los polvos que contenían proteínas proporcionó espumas de poliuretano que se expandieron hasta una altura más elevada y que presentaron una estructura de células más pequeñas, en comparación con los controles.

EJEMPLO 14: Caracterización de la mezcla formada por la adición de la composición proteica a una composición de poliol Se mezclaron el poliol PPG 200 y una composición proteica (p. ej . , ricino digerido, soya digerida y lactosuero digerido) en presencia y ausencia de agua, con el fin de investigar si podrían ocurrir ciertas reacciones químicas entre estos componentes o no. En particular, debido a que los análisis de FTIR indicaron la presencia de la funcionalidad de ácido carboxílico libre en las proteínas digeridas, se llevaron a cabo estudios para intentar identificar la existencia de reacciones de esterificación entre los grupos hidroxilo terminales del poliol y los restos de ácido libres de las proteínas digeridas. Esto se llevó a cabo en ausencia del componente isocianato, para poder aislar la posible reacción. Los procedimientos empleados para mezclar el poliol y la composición proteica se han descrito en el Ejemplo 5, junto con observaciones físicas de la mezcla de poliol/proteína .

Tras completar el procedimiento de mezcla, las tazas de las muestras se dejaron reposar en condiciones ambientales durante varios días. Una vez que los componentes precipitados de las diferentes mezclas se depositaron en el fondo de los recipientes, se tomaron alícuotas de los sobrenadantes junto con ciertas muestras de los productos precipitados. Las alícuotas resultantes se analizaron mediante FTIR de estado disuelto y se generaron espectros de sustracción con el fin de evaluar la presencia o ausencia de componentes extraídos y/o que hubieran reaccionado.

Los espectros de sustracción se generaron restando el espectro de PPG2000 puro del espectro del sobrenadante (factores multiplicativos = 1) . A continuación, los espectros de sustracción resultantes se superpusieron y se compararon con los ingredientes de partida (PPG2000 y proteínas digeridas) con el fin de evaluar la posibilidad de obtener un producto de reacción transformado químicamente. Un espectro de sustracción del sobrenadante procedente de la mezcla preparada con ricino digerido en poliol con agua indicó la presencia de un compuesto en el sobrenadante. Comparando el espectro de sustracción con el espectro de ricino digerido puro, se descubrió que el compuesto del sobrenadante poseía bandas de absorción principales a aproximadamente 3540 crrf1 y 3423 cm-1. El grupo en 3423 cm-1 apareció solamente como un hombro en el compuesto de ricino digerido de partida (el estiramiento de N-H principal en el ricino digerido apareció a aproximadamente 3270 cm-1) . Además, la banda de N-H principal del ricino digerido puro no se observó en el compuesto del sobrenadante. Además, aunque el compuesto del sobrenadante contenía la banda principal del ricino digerido centrada alrededor de 1638 cm"1, no se observó ningún indicio del carbonilo a 1717 cm-1 (la absorbancia a 1717 cm-1 del ricino digerido es coherente con la presencia de un ácido carboxilico libre) . En su lugar, el compuesto del sobrenadante mostró la presencia de un estiramiento de carbonilo significativamente diferente a 1739 cm-1, que es coherente con la presencia de un éster.

Cabe destacar que se determinó que la proporción de la intensidad de la absorbancia para el pico alrededor de 1639 cm-1 con relación a la del pico de éster a 1739 cm-1 era de aproximadamente 2/1, que era casi la misma que la proporción comparable del pico de 1639 cm"1 en el ricino digerido con relación al pico de carbonilo alrededor de 1717 cm"1. Además, el pico de 1531 cm-1 que aparece en el espectro del ricino digerido, no apareció en el compuesto del sobrenadante. El sobrenadante exhibió presencia de agua, según puso de manifiesto el pico ancho alrededor de 3550 cm-1, y la asociación de picos entre 2300 cm"1 y 1900 cm"1.

La superposición del espectro del compuesto del sobrenadante con el del poliol PPG 2000 muestra que el pico de hidroxilo del poliol centrado alrededor de 3474 cm"1 está claramente ausente en el compuesto del sobrenadante. De forma conjunta, estas comparaciones de los espectros muestran que el compuesto del sobrenadante es un componente fraccional solubilizado de la proteina de ricino digerida de partida en si, o un producto solubilizado de la reacción entre un componente del ricino digerido y el poliol.

Con el fin de determinar el posible efecto del agua en estos descubrimientos, se preparó el sobrenadante de una mezcla análoga con ricino digerido y PPG 2000 en ausencia de agua.

No se detectó ningún compuesto en el sobrenadante. El material que precipitó en la muestra JM-69-2 (remítase al Ejemplo 5) se recogió separadamente y se analizó mediante FTIR, y su espectro se superpuso con el del material de ricino digerido de partida y el del poliol PPG 2000. El análisis de los espectros indicó que el precipitado era bastante similar, en cuanto a su composición, a la proteína de ricino digerida de partida. El precipitado no se lavó y contenía un componente espectral a 1092 cm"1, que es coherente con la presencia de una impureza de tipo poliol.

En experimentos análogos con proteínas de lactosuero y de soya digeridas, los sobrenadantes se recogieron de manera similar y se analizaron mediante FTIR. Cuando los espectros de sustracción resultantes se solaparon con el compuesto del sobrenadante preparado con ricino digerido, se observó que, al parecer, los compuestos del sobrenadante tenían unas características estructurales sorprendentemente similares. Estas similitudes se ejemplifican de manera adicional con las superposiciones de la región de hidroxilo y la región de carbonilo .

Según se ha descrito en el Ejemplo 5, la adición de grandes cantidades de proteínas digeridas a las formulaciones de espuma de poliuretano (aproximadamente un 5% en peso de la espuma) proporcionó una reducción sorprendente de la densidad de la espuma. Teniendo en cuenta esta observación y teniendo en cuenta las sorprendentes similitudes entre los compuestos del sobrenadante, según se observó mediante FTIR, se llevaron a cabo estudios para producir formulaciones de poliuretano espumosas empleando los compuestos del sobrenadante en lugar de grandes cantidades de proteínas en sí. Todas las espumas preparadas con los compuestos del sobrenadante presentaron una densidad sorprendentemente baja. Por lo tanto, aunque la adición de grandes cantidades de las proteínas digeridas preferidas puede proporcionar resultados favorables, sorprendentemente se pueden obtener resultados similares mediante la adición de una concentración baja de un compuesto con unas características estructurales como las descritas para los sobrenadantes del presente ejemplo. Por lo tanto, la tendencia observada al añadir grandes cantidades de proteínas digeridas se reprodujo simplemente añadiendo los compuestos del sobrenadante solvatados en ausencia de las fracciones proteicas insolubles en agua (es decir, las fracciones hidrosolubles tal y como se extrajeron a partir de la proteína digerida empleando una mezcla de poliol y agua) , de manera que se produjo el efecto deseado de reducir la densidad en ausencia de la fracción insoluble en agua que precipitó a partir de la mezcla de poliol/agua.

INCORPORACIÓN A MODO DE REFERENCIA La divulgación completa tanto de los documentos de patentes como de los artículos científicos mencionados en la presente se incorpora a modo de referencia a todos los efectos.

EQUIVALENTES La invención se puede llevar a cabo de otras formas específicas sin alejarse de la naturaleza o las características esenciales de esta. Por lo tanto, las realizaciones anteriores se deben considerar ilustrativas en todos los respectos y no limitantes de la invención descrita en la presente. De este modo, el alcance de la invención se

Claims

indica mediante las reivindicaciones adjuntas y no mediante la descripción anterior, y se pretende que todas las modificaciones asociadas con el significado y el intervalo de equivalencia de las reivindicaciones queden englobadas en la presente . 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. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclame como propiedad lo contenido en las siguientes reinvindicaciones :

1. Una composición polipeptidica hidrosoluble aislada capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano, donde la composición comprende una o más de las siguientes características : (a) una banda de absorción de amida I entre aproximadamente 1633 cnf1 y 1680 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (b) una banda de amida II entre aproximadamente 1522 cnf1 y 1560 cm"1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (c) dos bandas destacadas de absorción de estiramiento de N-H de amida 1.a centradas en aproximadamente 3200 cm-1 y aproximadamente 3300 cm"1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (d) un clúster destacado de núcleos de nitrógeno protonados definido por unos límites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 94 ppm y aproximadamente 100 ppm, y unos límites de desplazamientos químicos para 1H de aproximadamente 7.6 ppm y aproximadamente 8.1 ppm, según se determina mediante RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto; (e) un peso molecular medio de entre aproximadamente 600 y aproximadamente 2500 Daltons; (f) una incapacidad para estabilizar una emulsión de aceite en agua, donde, cuando una solución acuosa que comprende 14 partes en peso de proteína disuelta o dispersada en 86 partes en peso de agua se mezcla con 14 partes en peso de PMDI, la solución acuosa y el PMDI' producen una suspensión inestable que se separa en fases a nivel macroscópico en condiciones estáticas en un periodo de cinco minutos después de la mezcla; (g) la composición polipeptídica hidrosoluble es capaz de estabilizar una espuma basada en poliuretano con relación a una espuma basada en poliuretano generada a partir de la misma composición de partida que no contenga la composición proteica hidrosoluble; o la composición polipeptídica hidrosoluble es capaz de reducir la densidad de una espuma basada en poliuretano al menos un 5% con relación a una espuma basada en poliuretano generada a partir de la misma composición de partida que no contenga la composición polipeptídica hidrosoluble. La composición polipeptídica de la reivindicación 1, donde la composición procede de una biomasa seleccionada del grupo constituido por lactosuero, maiz, trigo, girasol, algodón, colza, cañóla, ricino, soya, camelina, lino, jatrofa, malva, cacahuetes, tabaco, algas, bagazo de la caña de azúcar y combinaciones de estos. La composición polipeptidica de la reivindicación 1, donde la composición procede de lactosuero, cañóla, ricino o soya. Un método para preparar una composición polipeptidica hidrosoluble aislada para su uso en la preparación de una espuma, comprendiendo el método: (a) dispersar un material de partida que contiene proteínas en una solución acuosa con un pH superior a aproximadamente 6.5 durante al menos 5 minutos, para producir una suspensión que contiene materia particulada; (b) después del paso (a) , reducir opcionalmente el pH hasta aproximadamente 4.0 - 5.0; y (c) a continuación separar la solución acuosa de la materia particulada para obtener de esta manera una solución enriquecida para la composición polipeptidica hidrosoluble de la reivindicación 1. El método de la reivindicación 4, donde el material de partida es lactosuero, harina de cañóla, proteínas aisladas de la cañóla, harina de ricino, proteínas aisladas del ricino, harina de soya, proteínas aisladas de la soya o una combinación de estos. El método de la reivindicación 4 ó 5, que comprende además uno o más de los siguientes pasos: (a) antes del paso (a) , digerir el material de partida con una enzima; (b) después del paso (a), digerir la suspensión con una enzima; (c) después del paso (b) , digerir la suspensión con una enzima; o (d) después del paso (c) , digerir la solución enriquecida para la composición polipeptidica hidrosoluble con una enzima. El método de la reivindicación 6, donde la enzima es una proteasa especifica para serina, leucina, Usina o arginina . El método de cualquiera de las reivindicaciones 4-7, que comprende además secar la composición polipeptidica hidrosoluble obtenida en el paso (c) . Una espuma producida empleando la composición proteica hidrosoluble de cualquiera de las reivindicaciones 1-3. Una espuma de poliuretano que comprende un producto de la reacción de una mezcla que comprende: (a) un reactivo basado en isocianato; (b) un compuesto opcional que reacciona con el isocianato; y (c) una composición que contiene proteínas que comprende i. la composición polipeptidica hidrosoluble de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, o ii. una composición que contiene proteínas capaz de reducir la densidad de la espuma de poliuretano al menos un 5% con relación a una espuma de poliuretano producida a partir de la misma mezcla pero que no contenga la composición que contiene proteínas. Una espuma de poliuretano que comprende un producto de la reacción de una mezcla que comprende: (a) una composición que contiene proteína aislada, donde la proteína es capaz de dispersar PMDI en un medio acuoso; (b) un reactivo basado en isocianato; y (c) un compuesto opcional que reacciona con el isocianato . La espuma de poliuretano de la reivindicación 10 ó 11, donde el reactivo basado en isocianato es un poliisocianato orgánico. La espuma de poliuretano de la reivindicación 12, donde el poliisocianato orgánico es diisocianato de difenilmetano polimérico, diisocianato de 2 , -tolileno, diisocianato de 2 , 6-tolileno, diisocianato de benceno, diisocianato de m-xilileno, diisocianato de 1,4-fenileno, diisocianato de 1 , 3-fenileno, diisocianato de , 4 ' -difenilo, diisocianato de 4,4'-difenildimetilmetano, diisocianato de hexametileno, diisocianato de tolidina, diisocianato de dianisidina, diisocianato de 1, 5-naftaleno, diisocianato de 1,4-ciclohexano o una combinación de estos. La espuma de poliuretano de la reivindicación 10 ó 11, donde el reactivo basado en isocianato comprende un uretano, alofanato, urea, biuret, carbodiimida, uetonimina, isocianurato o una combinación de estos. La espuma de poliuretano de la reivindicación 10 ó 11, donde el reactivo basado en isocianato es diisocianato de difenilmetano polimérico. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-15, donde el compuesto que reacciona con el isocianato reacciona nucleofilicamente con un isocianato . La espuma de poliuretano de la reivindicación 16, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un compuesto que contiene un grupo hidroxilo o un grupo amino capaz de reaccionar con el isocianato. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-17, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-18, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol procedente de aceite de ricino, aceite de linaza o aceite de soya. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-18, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol iniciado con un compuesto seleccionado del grupo constituido por glicerol, trimetilpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sacarosa de sorbitol, diamina, tolilenodiamina, diaminodifenilmetano, una polimetilenopolifenilenopoliamina, etanolamina, dietanolamina o una mezcla de estos. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-18, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un politioéter, poliamida, poliesteramida, policarbonato, poliacetal, poliolefina o polisiloxano terminado con hidroxilo, o un poliéster obtenido mediante la condensación de un glicol o un poliol de funcionalidad superior con un ácido dicarboxílico . La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-18, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol, óxido de polipropileno-óxido de etileno, propilenglicol, propanodiol, glicerina, un alcoxilato de amina o una mezcla de estos. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-18, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-23, donde la mezcla comprende además un surfactante. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-24, donde la espuma tiene una densidad comprendida en el intervalo que oscila entre aproximadamente 0.01 g/cm3 y aproximadamente 0.5 g/.cm3, según se determina en ASTM D-7487. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-25, donde la espuma tiene una densidad que oscila entre un 5% y un 80% menos densa que la de una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptídica hidrosoluble o la composición que contiene proteínas. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-26, donde el tiempo de crema para la espuma, según se define en ASTM D-7487, es inferior a un minuto . La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-27, donde la altura de expansión libre de la espuma, según se determina en ASTM D-7487, es superior a la altura de expansión libre de una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble o la composición que contiene proteínas. La espuma de poliuretano de la reivindicación 28, donde la altura de expansión libre de la espuma es al menos un 5% mayor que la altura de expansión libre de una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble o la composición que contiene proteínas. La espuma de poliuretano de cualquiera de las reivindicaciones 10-28, donde la espuma contiene un mayor número de células pequeñas y uniformes, en comparación con una espuma creada a partir de la misma composición de partida pero sin la composición polipeptidica hidrosoluble o la composición que contiene proteínas . Un método para producir una espuma de poliuretano, que comprende los pasos de: (a) mezclar una composición que contiene proteínas y un reactivo basado en isocianato para producir una mezcla; y (b) permitir que la mezcla produzca una espuma de poliuretano, donde la composición que contiene proteínas es capaz de reducir la densidad de la espuma de poliuretano al menos un 5% con relación a una espuma de poliuretano producida a partir de la misma mezcla pero sin el componente que contiene proteínas . El método de la reivindicación 31, donde la composición que contiene proteínas comprende la composición polipeptídica hidrosoluble de la reivindicación 1, 2 ó 3. El método de la reivindicación 31 ó 32, donde la mezcla del paso (a) comprende además un compuesto que reacciona con el isocianato. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-33, donde el reactivo basado en isocianato es un poliisocianato orgánico. El método de la reivindicación 34, donde el poliisocianato orgánico es diisocianato de difenilmetano polimérico, diisocianato de 2 , 4-tolileno, diisocianato de 2 , 6-tolileno, diisocianato de benceno, diisocianato de m-xilileno, diisocianato de 1, 4-fenileno, diisocianato de 1, 3-fenileno, diisocianato de 4,4'-difenilo, diisocianato de 4 , 1 -difenildimetilmetano, diisocianato de hexametileno, diisocianato de tolidina, diisocianato de dianisidina, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de 1 , 4-ciclohexano o una combinación de estos. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-35, donde el reactivo basado en isocianato comprende un uretano, alofanato, urea, biuret, carbodiimida, uetonimina, isocianurato o una combinación de estos. El método de la reivindicación 31, 32 ó 33, donde el reactivo basado en isocianato es diisocianato de difenilmetano polimérico. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-37, donde el compuesto que reacciona con el isocianato reacciona nucleofilicamente con un isocianato. El método de la reivindicación 38, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un compuesto que contiene un grupo hidroxilo o un grupo amino capaz de reaccionar con el isocianato. El método de cualquiera de las reivindicaciones 33-38, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-39, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol procedente de aceite de ricino, aceite de linaza o aceite de soya. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-39, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol iniciado con un compuesto seleccionado del grupo constituido por glicerol, trimetilpropano, trietanolamina, pentaeritritol , sacarosa de sorbitol, diamina, tolilenodiamina, diaminodifenilmetano, una polimetilenopolifenilenopoliamina, etanolamina, dietanolamina o una mezcla de estos. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-39, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliéster obtenido mediante la condensación de un glicol o un poliol de funcionalidad superior con un ácido dicarboxilico; o un politioéter, poliamida, poliesteramida, policarbonato, poliacetal, poliolefina o polisiloxano terminado con hidroxilo. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-39, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol, óxido de polipropileno-óxido de etileno, propilenglicol , propanodiol, glicerina, un alcoxilato de amina o una mezcla de estos. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-39, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol . El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-45, donde la mezcla del paso (a) comprende además un agente espumante o un compuesto que forma un agente espumante. El método de la reivindicación 46, donde el compuesto que forma el agente espumante es agua. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-47, donde la proteina hidrosoluble se disuelve, dispersa o suspende en agua, en una solución que contenga el reactivo basado en isocianato o en una solución que contenga el material que reacciona con el isocianato. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-48, donde la mezcla del paso (a) comprende además un catalizador que facilita la generación de la espuma. El método de la reivindicación 49, donde el catalizador es dilaurato de dibutilestaño, diacetato de dibutilestaño, trietilendiamina, éter 2,2'-dimetilaminodietílico, 2-dimetilaminoetanol , octoato de estaño, octoato de potasio, una sal de un metal alcalino de un ácido carboxilico o una combinación de estos. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-50, donde la mezcla del paso (a) comprende además un surfactante. El método de la reivindicación 51, donde el surfactante es una silicona de poliéter. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-52, donde la mezcla del paso (a) comprende además un aditivo seleccionado del grupo constituido por un retardador del fuego, un relleno, un refuerzo, un supresor del humo, un biocida, un plastificante inerte, un agente antiestático y combinaciones de estos. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-53, donde el reactivo basado en isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-54, donde el compuesto que reacciona con el isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-55, donde la espuma se produce con un índice comprendido en el intervalo que oscila entre aproximadamente un 250% y aproximadamente un 800%. El método de cualquiera de las reivindicaciones 31-56, donde la composición polipeptidica hidrosoluble o la biomasa que contiene proteínas constituye de aproximadamente un 0.1% (p/p) a aproximadamente un 50% (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. Una mezcla previa para preparar la espuma de poliuretano, que comprende: (a) una composición que contiene proteínas; y (b) un reactivo basado en isocianato, donde la composición que contiene proteínas es capaz de reducir la densidad de la espuma de poliuretano al menos un 5% con relación a una espuma de poliuretano producida a partir de la misma mezcla pero sin el componente que contiene proteínas. La mezcla previa de la reivindicación 58, donde la composición que contiene proteínas comprende la composición polipeptídica hidrosoluble de la reivindicación 1, 2 ó 3. La mezcla previa de la reivindicación 58 ó 59, donde el reactivo basado en isocianato es un poliisocianato orgánico . La mezcla previa de la reivindicación 60, donde el poliisocianato orgánico es diisocianato de difenilmetano polimérico, diisocianato de 2, -tolileno, diisocianato de 2, 6-tolileno, diisocianato de benceno, diisocianato de m-xilileno, diisocianato de 1 , 4-fenileno, diisocianato de 1 , 3-fenileno, diisocianato de 4,4'-difenilo, diisocianato de 4 , 4 ' -difenildimetilmetano, diisocianato de hexametileno, diisocianato de tolidina, diisocianato de dianisidina, diisocianato de 1,5-naftaleno, diisocianato de 1, 4-ciclohexano o una combinación de estos. La mezcla previa de la reivindicación 58 ó 59, donde el reactivo basado en isocianato comprende un uretano, alofanato, urea, biuret, carbodiimida, uetonimina, isocianurato o una combinación de estos. La mezcla previa de la reivindicación 58 ó 59, donde el reactivo basado en isocianato es diisocianato de difenilmetano polimérico. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 58-63, que comprende además un compuesto que reacciona con el isocianato. La mezcla previa de la reivindicación 64, donde el compuesto que reacciona con el isocianato reacciona nucleofilicamente con un isocianato. La mezcla previa de la reivindicación 65, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un compuesto que contiene un grupo hidroxilo o un grupo amino capaz de reaccionar con el isocianato. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 64-66, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 64-66, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol procedente de aceite de ricino, aceite de linaza o aceite de soya. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 64-66, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliol iniciado con un compuesto seleccionado del grupo constituido por glicerol, trimetilpropano, trietanolamina, pentaeritritol, sacarosa de sorbitol, diamina, tolilenodiamina, diaminodifenilmetano, una polimetilenopolifenilenopoliamina, etanolamina, dietanolamina o una mezcla de estos. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 64-66, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es un poliéster obtenido mediante la condensación de un glicol o un poliol de funcionalidad superior con un ácido dicarboxilico; o un politioéter, poliamida, poliesteramida, policarbonato, poliacetal, poliolefina o polisiloxano terminado con hidroxilo. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 64-66, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol, óxido de polipropileno-óxido de etileno, propilenglicol, propanodiol, glicerina, un alcoxilato de amina o una mezcla de estos. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 64-66, donde el compuesto que reacciona con el isocianato es polioxipropilenglicol. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 58-72, que comprende además un agente espumante o un compuesto que forma un agente espumante. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 58-73, que comprende además un catalizador que facilita la generación de la espuma. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 58-74, donde el reactivo basado en isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de la mezcla previa. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 58-75, donde el compuesto que reacciona con el isocianato constituye de aproximadamente un 10% (p/p) a aproximadamente un 90% (p/p) de la mezcla previa. La mezcla previa de cualquiera de las reivindicaciones 58-76, donde la composición que contiene proteínas constituye de aproximadamente un 0.1 % (p/p) a aproximadamente un 99 % (p/p) de los materiales de partida empleados para preparar la espuma. Un artículo que comprende la espuma de cualquiera de las reivindicaciones 10-30. La espuma de poliuretano de la reivindicación 10 o la mezcla previa de la reivindicación 59, donde la composición que contiene proteínas comprende además una proteína capaz de dispersar PMDI en un medio acuoso. La espuma de poliuretano de la reivindicación 11 ó 79 o la mezcla previa de la reivindicación 79, donde la proteína presenta una o más de las siguientes características : (a) una banda de absorción de amida I entre aproximadamente 1633 cnf1 y 1680 cm"1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (b) una banda de amida II entre aproximadamente 1522 cm"1 y 1560 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; (c) dos bandas destacadas de absorción de estiramiento de N-H de amida 1.a centradas en aproximadamente 3200 cm-1 y aproximadamente 3300 cm-1, según se determina mediante FTIR de estado sólido; un clúster destacado de núcleos de nitrógeno protonados definido por unos limites de desplazamientos químicos para 15N de aproximadamente 94 ppm y aproximadamente 100 ppm, y unos límites de desplazamientos químicos para XH de aproximadamente 7.6 ppm y aproximadamente 8.1 ppm, según se determina mediante RMN acoplada de protón-nitrógeno bidimensional de estado disuelto; un peso molecular medio de entre aproximadamente 600 y aproximadamente 2500 Daltons; una incapacidad para estabilizar una emulsión de aceite en agua, donde, . cuando una solución acuosa que comprende 14 partes en peso de proteína disuelta o dispersada en 86 partes en peso de agua se mezcla con 14 partes en peso de PMDI, la solución acuosa y el PMDI producen una suspensión inestable que se separa en fases a nivel macroscópico en condiciones estáticas en un periodo de cinco minutos después de la mezcla.