MX2012011358A - Composiciones de mostaza. - Google Patents
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Abstract
Un aceite esencial de mostaza blanca que tiene de aproximadamente 30 % a aproximadamente 35 % de 4-hidroxibencil isotiocianato, en peso. Un aceite esencial de mostaza blanca enriquecido que tiene de aproximadamente 30 % a aproximadamente 80 % de 4-hidroxibencil isotiocianato, en peso. Un producto comestible o bebible puede incluir el aceite esencial de mostaza blanca enriquecido. Una harina que incluye una harina de mostaza, en donde la harina de mostaza está prácticamente libre de sinalbina.
Description
COMPOSICIONES DE MOSTAZA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
Las modalidades de la presente invención se refieren a composiciones de mostaza. Las modalidades de la presente invención se refieren a procesos de extracción de isotiocianatos sensibles a la humedad esenciales de semillas de mostaza y aceites esenciales de semillas de mostaza, que resultan en composiciones de mostaza particulares.
ANTECEDENTES
Los productos de consumo pueden proporcionar un entorno favorable para un rápido crecimiento microbiano. Esta exposición puede dar como resultado la inoculación microbiana inadvertida del producto durante la fabricación o el envasado, lo cual ocurre con frecuencia. Los microorganismos de desechos, por ejemplo, en los productos alimenticios, pueden entonces proliferar rápidamente alimentándose de los nutrientes que suministra el producto.
Los conservantes, tales como sorbatos, benzoatos, ácidos orgánicos y combinaciones de estos se han usado en diversos productos, en especial alimentos y bebidas, para suministrar cierto grado de inhibición microbiana. Sin embargo, en los niveles efectivos para inhibir el crecimiento microbiano, algunos de estos conservantes pueden agregar aromas desagradables en el producto, lo que hace que el producto sea indeseable para el propósito previsto. Del mismo modo, los conservantes naturales tales como la natamicina se usan, frecuentemente, en los productos comestibles y bebibles
para inhibir el crecimiento microbiano. Desafortunadamente, aun cuando estos conservantes naturales pueden resultar efectivos contra levaduras o bacterias, pueden no ser efectivos contra ambos a la vez.
Se ha expuesto que el aceite esencial de las plantas de mostaza, que contienen isotiocianatos, exhibe un efecto antibacteriano y antimicotico en terapias orales y en determinados alimentos. Véase p. ej., Sekiyama y col., patente de los EE. UU. núm. 5,334,373, transferida a Nippon Sanso Corp., otorgada el 2 de agosto de 1994; y Madaus y col., patente de los EE. UU. núm. 3,998,964, otorgada el 21 de diciembre de 1976. Los compuestos de isotiocianato en los aceites esenciales de mostaza son los agentes activos que suministran el efecto antimicrobiano. El aceite esencial que deriva de las plantas de mostaza blanca o amarilla (Sinapis alba o Brassica alba) suministra, además, los beneficios antimicóticos y antibacteriales precedentes. Adicionalmente, los compuestos de isotiocianato son agentes antimicrobianos efectivos en niveles de uso relativamente bajos. El isotiocianato principal presente en el aceite esencial de mostaza blanca, 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC), es un compuesto sensible a la humedad que comienza a degradarse (es decir, hidrolizarse) horas después de que se expone a la humedad. Cuando se degrada, el 4-hidroxibencil isotiocianato forma, entre otros compuestos, el alcohol 4-hidroxibencilo.
Sin embargo, el aislamiento y la extracción de aceites esenciales de la mostaza blanca de plantas de mostaza presenta problemas. A diferencia de la mayoría de los otros aceites esenciales de planta que son volátiles y que pueden ser destilados al vapor, el aceite esencial de mostaza blanca no es volátil a presión atmosférica, y requiere que se extraiga de las semillas mediante el uso de un solvente o un método como una extracción de líquidos supercríticos. Adicionalmente, el aceite esencial de mostaza blanca, a diferencia de la mayoría de otros aceites esenciales de plantas, es relativamente inestable, especialmente, cuando se expone a la humedad. Esta
inestabilidad impone la condición adicional que cuando se genere el aceite esencial se extraiga de la semilla de mostaza, y pronto después de eso se estabilice para mantener sus propiedades antimicrobianas.
Actualmente, la industria de procesamiento de mostaza usa principalmente la harina de mostaza blanca, en tanto que el aceite esencial se ignora ampliamente. De hecho, para usar la harina de mostaza blanca sin la sensación de "calentamiento" de la mostaza, la harina de mostaza molida se somete a una etapa de desactivación térmica. En este punto, la enzima mirosinasa, que cataliza la formación de 4-hidroxlbencil isotiocíanato de su precursor 4-hidroxibencilglucoslnolato, conocida, además, como sinalbin, se desactiva deliberadamente para que el aceite esencial no se forme cuando la harina se mezcle con productos alimenticios húmedos, tales como carne y embutidos. Además, dada su inestabilidad, el 4-hidroxibencil isotiocíanato no está disponible actualmente en forma comercial, ya sea como producto natural o como químico puro.
En consecuencia, el aceite esencial de mostaza blanca no ha sido ampliamente conocido o usado en la industria por sus efectos antibacterianos y antimicóticos. Sin embargo, los inventores actuales han descubierto con sorpresa que, en una modalidad, al generar el aceite esencial de mostaza blanca mediante la adición de agua a una semilla de mostaza triturada desgrasada, extraer el aceite esencial de mostaza blanca mediante solventes o líquidos supercríticos, secar el aceite esencial mediante la eliminación del solvente y la humedad residual, y luego mezclar íntimamente el aceite esencial de mostaza blanca resultante con un portador higroscópico, se estabilizan los compuestos isotiocianato sensibles a la humedad contenidos en él. Por lo tanto, la mezcla de aceite esencial de mostaza blanca con un portador higroscópico es, después de eso, capaz de usarse como un agente antibacteriano y antimicótico eficaz para productos alimenticios sólidos. El aumento de los problemas que supone producir aceite esencial de mostaza blanca a mayor escala y la inestabilidad del aceite esencial de mostaza blanca no se ha reconocido por los involucrados en extraer aceites esenciales. Por ejemplo, algunas de las publicaciones en cuestión describen una primera etapa de extracción de solvente para eliminar el componente triglicérido o no volátil del aceite de mostaza, seguido de la desolvetización de la semilla de mostaza desgrasada con anterioridad a la activación con agua, para generar el componente activo 4-hidroxibencil isotiocianato.
Otros intentos anteriores para producir WMEO comprenden las siguientes etapas, como se describen en la industria de referencia. Primero extraer la semilla de mostaza molida para retirar todos los aceites no volátiles, secar la semilla, mojar con agua y dejar que la reacción generadora de 4-HBITC proceda hasta 24 horas, extraer el residuo de semilla de mostaza humedecido con acetona, retirar la acetona bajo presión reducida y extraer el residuo con 96 % etanol para producir una solución del componente activo 4-HBITC como se describió en la patente DE2046756A. La patente GB 224524 describe cómo extraer o presionar hacia afuera el aceite no volátil de la semilla de mostaza con solventes, y luego agregar agua para crear una masa pastosa, que se deja reaccionar durante 24 a 48 horas para que el precursor de sinalbina se convierta en aceite de mostaza sinalbina. Después de presionar esta masa pastosa para retirar el agua, la mirosinasa, el bisulfato sinápico, el azúcar, y los rastros de 4-HBITC, el residuo así como el extracto prensado se extrae con solventes con éter dietílico, y se retira el éter bajo presión reducida para producir aceite de sinalbina. La patente de los EE. UU. núm. 6824796 describe un proceso para extraer los isotiocianatos de vegetales de hojas y raíces, tal como el rábano picante. En el presente documento, el aceite vegetal se usa como el solvente para los isotiocianatos, después de la activación del catalizador de la mirosinasa al moler el material de la planta en agua. La literatura científica describe, además, métodos que se basan, primero, en desengrasar la semilla de la mostaza mediante el uso de solventes, para luego secar la semilla para eliminar cualquier solvente residual, triturando la semilla desgrasada en agua y permitiendo que proceda la reacción durante aproximadamente 24 horas en presencia de un solvente (Borek, V. & Morra, M.J. 2005. lonic thiocyanate production from 4-hydroxybenzyl glucosinolate contained in Sinapis alba meal. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53, 8650-8654. Vaughn, S.V. y Berhow, M.A. 2005. Glucosinolate hydrolysis producís from various plant sources: pH effects, isolation and purification. Industrial Crops and Products, 21_, 193-202.). En todas estas instancias, no se ha usado el potencial total del sistema de mirosinasa y, además, el tiempo y otras logísticas del proceso de extracción no brindan condiciones viables para producir aceite esencial de la semilla de mostaza blanca en ninguna cantidad industrial de una manera económica.
Algunos de los procedimientos anteriores agregan un costo muy alto al proceso total, y la carga adicional que implica otra etapa de retiro y evaporación del solvente. Algunos otros no intentan acelerar la reacción por adición de activadores conocidos de la enzima de la mirosinasa, tal como el ácido ascórbico, haciendo de esta manera un proceso a larga escala muy ineficiente y que lleva mucho tiempo. Las eficiencias de los procesos que se pueden realizar con el uso de un índice adecuado de semilla de mostaza parcialmente desgrasada, agua, y acetato de etilo, que permite una etapa de centrifugación a baja velocidad para separar el solvente que contiene el aceite esencial de mostaza blanca tampoco se ha revelado en la literatura.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION
En una modalidad, se proporciona un aceite esencial de mostaza blanca que tiene de aproximadamente 30 % a aproximadamente 35 % de 4-hidroxibencil isotiocianato, en peso. El aceite esencial de mostaza puede producirse al proporcionar semilla de mostaza que incluye un precursor de sinalbina y enzima mirosinasa; activar la enzima mirosinasa mediante el uso de un solvente en agua y un promotor para formar una solución, en donde la enzima mirosinasa cataliza la producción de un aceite esencial que comprende un isotiocianato del precursor de sinalbina; separar la solución en un solvente enriquecido con aceite esencial y una torta de mostaza húmeda residual; separar el solvente enriquecido de aceite esencial en un aceite esencial y un solvente residual, en donde el aceite esencial comprende de aproximadamente 5 % a aproximadamente 35 % compuesto isotiocianato sensible a la humedad; y separar la torta de mostaza húmeda en una harina de mostaza y enfriada y desgrasada y un segundo solvente residual.
En otra modalidad, se proporciona un aceite esencial de mostaza blanca enriquecido que tiene de aproximadamente 30 % a aproximadamente 80 % de 4-hidroxibencil isotiocianato, en peso. Un producto comestible o bebible puede incluir el aceite esencial de mostaza blanca enriquecido.
En otra modalidad se proporciona una harina que incluye una harina de mostaza, en donde la harina de mostaza está prácticamente libre de sinalbina. La harina puede tener un contenido de grasa de aproximadamente 1 % a aproximadamente 5 %. La harina de mostaza puede tener un contenido de proteína de aproximadamente 35 % a aproximadamente 45 %. La harina de mostaza puede producirse al proporcionar semilla de mostaza que incluye un precursor de sinalbina y enzima mirosinasa; activar la enzima mirosinasa mediante el uso de un solvente en agua y un promotor para formar una solución, en donde la enzima mirosinasa cataliza la producción de un aceite esencial que comprende un isotiocianato del precursor de sinalbina; separar la solución en un solvente enriquecido con aceite esencial y una torta de mostaza húmeda residual; separar el solvente enriquecido de aceite esencial en un aceite esencial y un solvente residual, en donde el aceite esencial comprende de aproximadamente 5 % a aproximadamente 35 % compuesto isotiocianato sensible a la humedad; y separar la torta de mostaza húmeda en una harina de mostaza y enfriada y desgrasada y un segundo solvente residual.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
I. Definiciones
Todos los porcentajes, relaciones y proporciones usadas en la presente descripción son por peso a menos que se especifique lo contrario.
Se entenderá que cada limitación numérica máxima dada en esta especificación incluirá toda limitación numérica inferior, como si las limitaciones numéricas inferiores se hubieran anotado en forma explícita en la presente descripción. Todo límite numérico mínimo dado en esta especificación incluirá todo límite numérico mayor, como si los límites numéricos mayores se hubieran anotado explícitamente en la presente descripción. Todo intervalo numérico dado en esta especificación incluirá todo intervalo numérico menor que caiga dentro del intervalo numérico mayor, como si todos los intervalos numéricos menores se hubieran anotado explícitamente en la presente descripción.
Todas las listas de ítems, tales como, por ejemplo, listas de ingredientes, se entienden y deberán interpretarse como grupos Markush. De esta manera, todas las listas se pueden leer e interpretar como ítems "seleccionados del grupo consistente de" ... lista de ítems ... "y combinaciones y mezclas de estas."
Se hace referencia en la presente descripción a los nombres comerciales de los componentes usados en la invención. Los inventores de la presente invención no pretenden limitarse a los materiales de cierta marca. En esta descripción pueden sustituirse y usarse materiales equivalentes (p. ej., adquiridos de un proveedor diferente y con nombre diferente o número de referencia diferente) a los que se hace referencia por su nombre comercial.
Las composiciones y procesos de la presente pueden comprender, consistir esencialmente de, o incluir cualquiera de las características o modalidades descritas en la presente descripción.
En la descripción de las diversas modalidades de la presente descripción, se describen diversas modalidades o características individuales. Como resultará evidente para los experimentados en la industria, son posibles todas las combinaciones de dichas modalidades y características y pueden resultar en ejecuciones preferidas de la presente descripción. Aun cuando se han ilustrado y descrito varias modalidades particulares y/o características individuales de la presente invención, se pueden hacer otros cambios y modificaciones diversos sin apartarse del espíritu y alcance de la misma. Como será evidente, además, todas las combinaciones de las modalidades y características indicadas en la descripción precedente son posibles y pueden resultar en ejecuciones preferidas de la invención.
Como se usan en la presente, los artículos que incluyen "la(s)", "el(los)", "un" y "una", cuando se usan en una reivindicación o en la descripción, se entiende que significan uno o más de lo que se reivindica o describe.
Como se usa en la presente descripción, los términos "incluye", "incluyen" e "incluyendo" no son limitantes.
Como se usa en la presente descripción, el término "pluralidad" significa
más de uno.
Como se usa en la presente descripción, el término "efecto antimicrobiano" significa que el producto inhibe el crecimiento, elimina y/o disminuye de cualquier otra forma la presencia de microorganismos tales como, por ejemplo, levaduras, bacterias, moho y/u hongos, preferentemente, levaduras y/o bacterias.
Como se usa en la presente descripción, "aceite esencial" se relaciona con el conjunto de todos los compuestos que pueden destilarse o extraerse de la planta de la cual deriva el aceite y que contribuye al aroma característico de esa planta. Véase, p. ej., H. McGee, On Food and Cooking, Charles Scribner's Sons, P. 154 - 157 (1984). De conformidad con las modalidades de la presente invención, el aceite esencial se origina, preferentemente, a partir de la planta de mostaza blanca o amarilla (Sinapis alba o Brassica alba), que es capaz de producir un compuesto de isotiocianato sensible a la humedad, y más específicamente, 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC).
Como se usa en la presente descripción, el término "sensible a la humedad" significa que el compuesto de isotiocianato se degrada en presencia de agua. Esta degradación sucede por una reacción de hidrólisis, llevando así a una reducción en el nivel del agente antimicrobiano del isotiocianato activo con tiempo de almacenamiento en presencia de agua. El método para determinar la sensibilidad a la humedad se describe en la sección de Método de Prueba más adelante. Los isotiocianatos sensibles a la humedad se caracterizan por tener una reducción en la concentración del compuesto de isotiocianato de por lo menos aproximadamente 20 % de la concentración inicial cuando se suspenden en un regulador de fosfato acuoso con un pH de aproximadamente 3.6, y una temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 23 °C, por un período de 24 horas. Un ejemplo de un compuesto sensible a la humedad es 4-hidroxibencil isotiocianato.
Como se usa en la presente descripción, el término "componente natural", con referencia al aceite esencial correspondiente, se relaciona con el componente usado en la presente invención que se obtiene del aceite esencial de origen natural.
Como se usa en la presente descripción, el término "prácticamente libre de" significa que comprende menos de aproximadamente 0.05 % en peso (es decir, menos de aproximadamente 500 partes por millón).
II. Modalidades del Proceso
Las modalidades de la presente invención se refieren a procesos de extracción de isotiocianatos de materiales de la planta. En un aspecto, las modalidades de la presente invención se refieren a procesos de extracción de aceites de plantas. Las modalidades de la presente invención se refieren a procesos de extracción de isotiocianatos sensibles a la humedad esenciales de semillas de mostaza, y aceites esenciales de semillas de mostaza.
A. El compuesto de isotiocianato
De conformidad con modalidades de la presente invención, el proceso comprende extraer aceites esenciales de plantas. Dichos aceites pueden incluir el aceite esencial de mostaza blanca (WMEO, por su sigla en inglés). Dichos aceites esenciales de mostaza blanca pueden incluir los compuestos de isotiocianato, que pueden ser un compuesto sensible a la humedad. De este modo, las modalidades descritas en la presente descripción pueden incluir extraer un compuesto de isotiocianato sensible a la humedad (es decir, un compuesto que comprende una porción -N=C=S), tal como, por ejemplo, el compuesto 4-hidroxibencil isotiocianato, de aceite esencial de mostaza blanca derivado de plantas de mostaza. Dichos compuestos se han identificado previamente por tener actividad antimicrobiana beneficiosa en productos alimenticios. Véase la patente de los EE. UU. núm. 7,658,961 , asignada a The Procter & Gamble Company. Como se sabe, estos compuestos normalmente se usan en combinación con los conservantes conocidos ácido benzoico, ácido sórbico, o sales de ellos, y/o el compuesto isotiocianato sensible a la humedad, tal como el 4-hidroxibencil isotiocianato en aceite esencial, se puede combinar con un portador higroscópico que atrae, absorbe, y une la humedad, sin el uso de esos conservantes conocidos.
Aunque cualquier isotiocianato sensible a la humedad se puede extraer por modalidades de los procesos descritos en la presente descripción, la extracción de 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC) es una modalidad específica de los mismos. En modalidades de la presente invención, el constituyente que comprende el compuesto de isotiocianato sensible a la humedad puede ser un aceite esencial, componente natural de un aceite esencial o componente sintético de un aceite esencial (todos tal como se describen en más detalle a continuación) de la familia de la mostaza blanca o amarilla (Sinapis alba o Brassica alba). Como se conoce, la familia de plantas de la Brassica es una familia pequeña que tiene alrededor de 2000 especies y más de 300 géneros (véase, p. ej., Natural Food Antimicrobial Systems, editado por A.S. Naidu, CRC Press LLC, págs. 399-416, 2000). En forma alternativa, el constituyente que comprende el compuesto de isotiocianato sensible a la humedad puede ser un aceite esencial, un componente natural de un aceite esencial, o un componente sintético de un aceite esencial de cualquier otra familia de plantas que pueda producir un compuesto de isotiocianato sensible a la humedad. Véase, p. ej., Food Chemistry, Editado por O.R. Fennema, Marcel Dekker, Inc., págs. 602 - 603 (1985) y Naturally Occurring Antimicrobials ¡n Food, Council for Agricultura! Science and Technology, págs. 31 - 32 (1998).
Como se conoce en la industria, las semillas y/o flores de cualquiera de, por ejemplo, una especie Brassica, pueden homogeneizarse, molerse, triturarse, presionarse o dañarse de cualquier otra forma para activar uno o más precursores (p. ej., glucosinolatos) del correspondiente aceite esencial. La producción de un compuesto de isotiocianato a partir del aceite suele ocurrir mediante una catálisis enzimática al, por ejemplo, homogeneizar, moler, triturar, presionar o dañar de cualquier otra forma la planta, semilla y/o flor de esta. Véase p. ej., Concannon, patente núm. WO 94/01 121 , publicada el 20 de enero de 1994, y Brown y col., "Glucosinolate-Containing Plant Tissues as Bioherbicides", Journal of Agricultural Food Chemistry, Vol. 43, págs. 3070 - 3074 (1995). La enzima comúnmente conocida que suele participar en la producción del compuesto de isotiocianato al interactuar con un glucosinolato es la mirosinasa que se conoce, además, como tioglucosidasa glucohidrolasa (y que tiene una clasificación de enzima número EC 3.2.3.1 ). La mirosinasa es conocida por ser no específica para diversos glucosinolatos.
Por consiguiente, las modalidades de la presente invención pueden referirse a cualquier material de planta que comprenda un precursor de glucosinolato y una enzima mirosinasa, un ejemplo no limitante que es la semilla de mostaza. En modalidades específicas, se prevén materiales de la planta que contienen un compuesto isotiocianato sensible a la humedad. Los materiales de la planta puede incluir la familia Brassicaceae (antes Cruciferae) y puede incluir mostazas (Brassica nigra, Brassica júncea, Brassica hiña o Sinapis alba), repollo {Brassica olerácea), coliflor (B. olerácea var. botrytis), repollitos de Bruselas (B. olerácea var. gemmifera), brócoli {B. olerácea var. itálica), colinabo (S. olerácea var. gongylodes), wasabi (o rábano picante japonés) (Wasabia japónica), cañóla {B. napus) y nabos (B. rapa). Los ejemplos no limitantes adicionales incluyen otros materiales de la planta, tales como alcaparras (Capparaceae) y Moringaceae.
B. Proceso de Extracción
Por consiguiente, en la presente descripción se describen compuestos de extracción de isotiocianato de aceites esenciales de plantas de mostaza. En una modalidad, se provee un aceite esencial de mostaza blanca (WMEO) que comprende de aproximadamente 5 % a aproximadamente 35 % 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC) de mostaza blanca o amarilla, Sinapis alba. Se puede producir WMEO que comprende de aproximadamente 10 % a aproximadamente 30 % 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC). Se puede producir WMEO que comprende de aproximadamente 15 % a aproximadamente 27 % 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC). Se puede producir WMEO que comprende de aproximadamente 22 % a aproximadamente 28 % 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC). Otras modalidades incluyen composiciones que comprenden, como sea que se produzcan, aceite esencial de mostaza blanca, que comprende aproximadamente 30 % a aproximadamente 35 % 4-hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC). El compuesto activo en aceite esencial de mostaza blanca, 4-HBITC, es un compuesto sensible a la humedad que comienza a degradarse (es decir, hidrolizarse) horas después de que se expone a la humedad. De esa manera, el 4-HBITC es muy susceptible a la hidrólisis en pH neutro. Como se describió, las semillas de mostaza blanca contienen su precursor sinalbina, y la enzima mirosinasa (tioglucosidasa glucohidrolasa). Cuando se activa por la adición de agua, que produce una semilla de mostaza húmeda, la mirosinasa cataliza la degradación de la sinalbina, lo que resulta en 4-hidroxibencil isotiocianato. Después de un tiempo adecuado de reacción, el 4-HBITC y otro material soluble lípido se transfieren a la capa de solvente, y entonces se pueden separar de la semilla de mostaza húmeda. El solvente entonces se puede remover a temperatura baja bajo presión reducida, para producir un WMEO que comprenda 4-HBITC. Esta preparación de 4-HBITC, que puede ser en seco, puede entonces usarse
como el conservante de conformidad con las patentes de los EE. UU. núms. US 6,361 .812B1 ; US 6,558,723B2; US 7,105,190B2 y US 7,658,961 , todas asignadas a The Procter & Gamble Company.
El proceso de extracción puede comprender las siguientes etapas generales, los cuales no todos se requieren necesariamente, y los cuales todos se describen a continuación: 1) prensar en frío o extraer con solvente semillas de mostaza para eliminar el aceite no volátil; 2) triturar las semillas de mostaza libre de grasa o con grasa reducida para producir un polvo de mostaza blanca desgrasado; 3) agregar el polvo de mostaza blanca desgrasado al solvente y mezcla de agua que contiene el ácido ascórbico activador; 4) dejar que suceda la reacción de hidrólisis de sinalbina catalizada por la mirosinasa durante un período de tiempo, y permitir que el 4-hidroxibencil isotiocianato se disuelva en el solvente; 5) separar el solvente que contiene el 4-hidroxibencil isotiocianato de la harina de mostaza desgrasada húmeda; 6) retirar el solvente bajo presión reducida para producir aceite esencial de mostaza blanca que contiene 4-hidroxibencil isotiocianato; y 7) secar la harina de mostaza desgrasada húmeda para producir harina de mostaza desgrasada y enfriada.
En una modalidad, las semillas de mostaza blanca pueden, primero, prensarse en frío, para retirar tanto aceite de semilla como sea posible sin aumentar la temperatura de la torta prensada. En una modalidad, la temperatura de la torta prensada puede ser menos de aproximadamente 70 °C para asegurar que la actividad de la enzima mirosinasa se retenga en la torta prensada. Después de moler la torta prensada, en una modalidad esta puede humedecerse para lograr que la mirosinasa esté activa para catalizar la hidrólisis de sinalbina a 4-HBITC. En una modalidad, el ácido ascórbico a aproximadamente 1 milimol se puede usar como un activador efectivo de la enzima mirosinasa. Se puede mezclar un solvente con el sistema de mostaza húmeda reaccionante, lo que puede asegurar que el 4-HBITC producido por la reacción se transfiera a la capa de acetato de etilo lipof ílico cuando se usa un solvente de acetato de etilo. Luego de un tiempo de reacción, en una modalidad de aproximadamente 4 horas, la capa de acetato de etilo puede separarse. La relación de torta prensada: agua: acetato de etilo puede ser de aproximadamente 1 :0.3:2, para evitar la formación de una emulsión estable, y para tener agua suficiente para permitir que la enzima esté activa. El acetato de etilo que contiene el 4-HBITC y el aceite de mostaza residual, pueden eliminarse del sistema de reacción por centrifugación e inmediatamente evaporar al vacío para producir WMEO. Aquí, en una modalidad, se puede evitar secar el acetato de etilo. El WMEO se puede mantener congelado para evitar la degradación del 4-HBITC. Sin embargo, se puede llevar a cabo el cultivo en placas de WMEO en matodextrina como se enseña en la patente de los EE. UU. núm. 7,658,961 , para permitir que se almacene a temperatura ambiente o refrigerada.
Las modalidades de los procesos de extracción como se describen en la presente descripción, ahora se describen en más detalle.
i. Reducir el contenido de aceite
En una modalidad, una vez que se suministra, el contenido de aceite no volátil de la semilla de mostaza, que puede comprender un precursor de sinalbina y una enzima mirosinasa, se puede reducir. El contenido de aceite no volátil de la semilla de mostaza es aproximadamente 26 % a aproximadamente 28 % en peso. El contenido de aceite no volátil está compuesto de los triglicéridos que se encontraron en la semilla de mostaza. Una vez reducido, el contenido de aceite no volátil de la semilla de mostaza puede comprender de aproximadamente 2 % a aproximadamente 10 %, o de aproximadamente 4 % a aproximadamente 9 %, o de aproximadamente 6 % a aproximadamente 8 %.
Reducir el contenido de aceite puede comprender un prensado mecánico, tal como prensar en frío o extraer semillas de mostaza con solventes para eliminar el
aceite no volátil, seguido por triturar las semillas de mostaza libre de grasa o con grasa reducida para producir un polvo de mostaza blanca desgrasado.
En una modalidad, se puede usar un prensado mecánico, tal como prensar en frío, para reducir el contenido de aceite no volátil. Prensar en frío puede, generalmente, implicar someter el objeto a prensar en frío a temperatura y presión, como se conoce bien en la industria. En una modalidad, prensar en frío puede incluir someter a la semilla de mostaza a presión y temperatura, como se describió anteriormente, y extraer el aceite esencial de la semilla sin el uso de extracción por solvente. Esta modalidad puede calificarse "prensado de aceite" y puede ser sin el uso de extracción por solvente. Una vez prensado, se puede eliminar tanto aceite como sea posible. En dicha modalidad, la temperatura se puede mantener en o por debajo de aproximadamente 70 °C, o por debajo de aproximadamente 50 °C. Tal temperatura puede dejar la mirosinasa activa. Una vez que se extrae o prensa el aceite, el aceite y la torta prensada que queda después de la extracción del aceite se pueden procesar como se describe de aquí en adelante. En una modalidad, la torta prensada puede triturarse, molerse, o procesarse de cualquier otra forma reduciendo el tamaño de partícula a polvo de mostaza.
Como se describió, la semilla de mostaza puede prensarse mecánicamente, tal como prensar en frío. Este prensado puede producir una torta de semilla de mostaza prensada, que incluye el aceite esencial. En general, la semilla de mostaza tiene un contenido de aceite de aproximadamente 26 % a aproximadamente 28 %, y un contenido de humedad de aproximadamente 6 % a aproximadamente 7 %. Al presionar o triturar la semilla de mostaza, no puede ocurrir la reacción de hidrólisis de glucosinolato catalizada por mirosinasa, porque el contenido de humedad no es suficiente para sostener la acción enzimática. De esta manera, las semillas de mostaza proveen una buena fuente para presionar hacia afuera o extraer el aceite no volátil. El prensado de aceite se puede realizar en muchos diferentes tipos de máquinas para producir un polvo desgrasado.
En una modalidad, una prensa de husillo único puede presionar las semillas de mostaza dentro de un cilindro de la prensa. La prensa de husillo único puede incluir una tolva de llenado en un extremo del cilindro que contiene el husillo, un cabezal de prensado en el otro extremo donde se presiona la semilla para sacarle el aceite, y una sección perforada entre la tolva y el cabezal de prensado. La sección perforada permite que fluya el aceite prensado. Las semillas de mostaza prensadas resultan en una torta prensada desgrasada, que se puede extrudir o forzar a través de una boquilla en el cabezal de prensado, y puede formar un continuo pellet cilindrico a medida que sale de la máquina. La gran capacidad térmica de estas máquinas pueden evitar que la temperatura de la torta prensada suba por encima de aproximadamente 60 °C a aproximadamente 65 °C, lo que puede ser beneficioso para presionar la semilla de mostaza. En este momento, la torta prensada desgrasada puede tener aproximadamente 6-8 % de grasa residual y puede, además, contener el precursor de sinalbina y una enzima mirosinasa. En una modalidad, la temperatura que ha experimentado la torta prensada durante la etapa de prensado, no es suficiente para desnaturalizar la enzima mirosinasa. La mostaza desgrasada entonces puede salir de la prensa como un pellet cilindrico que puede triturarse hasta formar un polvo fino, el cual en una modalidad puede convertirse en materia prima para la siguiente etapa en el proceso.
En otra modalidad, se puede usar un tipo de prensa de husillo denominado prensa tipo jaula. En esta modalidad, el cilindro de prensa que contiene la prensa de husillo puede estar ranurado desde un punto cercano a la tolva de llenado al extremo del cilindro de prensa. La prensa de husillo puede empujar la semilla de mostaza contra estas ranuras para presionar el aceite hacia afuera, que puede salir del cilindro de la prensa con algunos residuos de vegetales a través de las ranuras longitudinales. La distancia entre las ranuras y las piezas de presión de la prensa de husillo se pueden ajustar, para producir el aceite más claro y la torta prensada más desgrasada con el más bajo contenido de aceite posible. El área larga de la prensa genera mucha fricción y el consiguiente calor. La capacidad térmica de estos tipos de prensas es baja, y como resultado la torta prensada tiende a entibiarse a temperaturas tales como aproximadamente 80 °C a aproximadamente 85 °C. De esta manera, en algunas modalidades, la actividad de la mirosinasa de la torta prensada desgrasada puede verse afectada adversamente por este aumento en la temperatura. Si la temperatura de la torta prensada es de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 75 °C cuando sale de la prensa, esta puede enfriarse poco tiempo después de mantener suficiente actividad de enzima para catalizar la hidrólisis de sinalbina cuando la torta prensada se humedece. La torta prensada desgrasada puede contener hasta 17 % de grasa residual.
Otra variación en el uso de la prensa de husillo tipo jaula es dividir la semilla de mostaza en dos lotes. El primero de estos lotes se puede presionar de tal forma que la temperatura de la torta prensada no suba por encima de aproximadamente 65 °C a aproximadamente 70 °C en tanto que el segundo lote se puede presionar para maximizar la eliminación de aceite, independientemente de la temperatura de la torta prensada. De esta manera, cuando los dos lotes se recombinan después de prensar, el contenido de aceite residual final puede ser mucho más bajo de 17 % y, al humedecer, la torta prensada combinada y la enzima mirosinasa en el primer lote estará activo y podrá catalizar la hidrólisis de sinalbina de ambos lotes a 4-hidroxibencil isotiocianato. Dependiendo de la actividad de la enzima que se requiera para la catálisis de la reacción de hidrólisis, se pueden cambiar las proporciones de los dos lotes. Por ejemplo, la semilla de mostaza se puede dividir en tres lotes. Dos de estos lotes pueden someterse a la etapa de prensado de mayor temperatura, en tanto que el tercer lote puede someterse a la etapa de prensado de temperatura más baja, preservando de esta manera la actividad de la enzima de este tercer lote. Estos tres lotes pueden recombinarse para producir un contenido de aceite residual final de mucho menos de 17 %, y una actividad de enzima suficiente para catalizar la hidrólisis de la sinalbina de todos los lotes a 4-hidroxibencil isotiocianato.
Luego de reducir el contenido de aceite mediante los procesos que se mencionan anteriormente, se suministra un polvo o torta prensada de mostaza desgrasada y se procesa adicionalmente.
ii. Tratar con solvente
El polvo o torta prensada entonces se puede tratar para extraer el aceite no volátil residual y activar la enzima mirosinasa. Tal tratamiento puede realizarse agregando un solvente y un promotor. Los solventes pueden incluir solventes en agua, acetato de etilo, agua, y combinaciones y mezclas de estos. Los solventes pueden agregarse con el polvo o torta prensada en un recipiente de reacción para formar una mezcla de reacción.
Una vez que se agregan el solvente y el promotor, la enzima mirosinasa se activa, y el polvo o torta de mostaza y solvente y promotor forman una solución. La enzima mirosinasa puede catalizar la producción de un aceite esencial que comprende un isotiocianato del precursor de sinalbina. Como se describe en la presente descripción, el aceite esencial puede ser WMEO, y el isotiocianato puede ser un isotiocianato sensible a la humedad, tal como 4-HBITC.
Los solventes que pueden usarse para extraer el aceite no volátil residual de la torta prensada de mostaza parcialmente desgrasada junto con el 4-hidroxibencil isotiocianato generado incluyen, pero no se limitan a, acetato de etilo, hexano, heptanos, metilpentano, diclorometano, y cloroformo. En una modalidad, se usa acetato de etilo. El acetato de etilo no es soluble en agua, por lo tanto, se puede eliminar fácilmente de la mezcla de reacción por una etapa de centrifugación simple. Adicionalmente, el acetato de etilo forma un azeótropo de ebullición baja con agua, que tiene una composición de 91.53 % acetato de etilo y 8.47 % agua, con un punto de ebullición de 70.4 °C en comparación con 77.2 °C para el acetato de etilo puro. Esta formación permite que el acetato de etilo separado se elimine de la etapa de eliminación del solvente final sin una etapa de presecado, porque el agua agregada también la elimina el azeótropo que forma con acetato de etilo. Los agentes absorbentes que se usan para eliminar el agua de los solventes tienen que regenerarse antes de volver a usar, y esto requiere que se calienten y mantengan en condiciones secas antes de su uso. La regeneración de los agentes absorbentes libera solventes residuales además de agua, y dichos vapores no pueden descargarse en la atmósfera, por lo tanto, requieren etapas de recuperación de solvente y depuración del vapor, lo que añade complejidad y costo. Un beneficio agregado de usar acetato de etilo como solvente es el azeótropo que forma el acetato de etilo con agua, que reduce el punto de fusión del acetato de etilo en aproximadamente 7 °C, permitiendo de esta manera una temperatura de evaporación más baja. El solvente puede mezclarse con la cantidad requerida de agua en un tanque de reacción, y la torta prensada de mostaza parcialmente desgrasada en polvo puede agregarse al tanque mezclando para asegurar una buena humectación. En otra modalidad, la torta prensada de mostaza parcialmente desgrasada en polvo primero puede mezclarse con el activador/promotor seco, para asegurar su homegeneidad y mojar con la cantidad requerida de agua en el recipiente de mezcla. El solvente entonces puede agregarse a este recipiente de mezcla y se mezcla a alta velocidad, primero para asegurar la homogeneidad, y luego se mezcla a velocidad más baja para mantener la solución en suspensión, para que tenga lugar la reacción y el 4-hidroxibencil isotiocianato para transferir al solvente.
En otras modalidades, se puede usar una combinación de acetato de etilo y agua. Las cantidades particulares de acetato de etilo y agua pueden variar. En modalidades que usan una torta prensada de mostaza parcialmente desgrasada, la grasa del contenido de la torta prensada de mostaza parcialmente desgrasada puede ser relevante para la cantidad de solvente usado. En una modalidad, la torta prensada de mostaza desgrasada puede tener tanto como 17 % contenido grado. En tal modalidad, el agua agregada se puede mantener a menos de aproximadamente 40 %, con un contenido de acetato de etilo máximo de aproximadamente 2 veces el peso de la torta prensada de mostaza parcialmente desgrasada usada para formar una solución de mostaza. Tal modalidad puede evitar la formación de una emulsión estable. En una modalidad, se puede evitar la formación de emulsión para poder separar el acetato de etilo de la mezcla de reacción, mediante una etapa de centrifugación simple que se describe más adelante. De esta manera, en una modalidad, la cantidad adecuada de humedad se controla de modo que la reacción comience y se particione entre el acetato de etilo y el polvo de mostaza blanca, pero no demasiado como para formar una emulsión.
Adicionalmente, la relación de mostaza blanca desgrasada: agua: acetato de etilo se selecciona para suministrar suficiente agua para que la reacción de hidrólisis de sinalbina catalizada por mirosinasa a 4-hidroxibencil isotiocianato ocurra eficientemente y, además, para evitar que se forme una solución estable descrita anteriormente cuando la torta prensada de mostaza desgrasada humedecida se mezcla con acetato de etilo.
En consecuencia, en una modalidad, la relación de PDMS: agua: acetato de etilo puede ser aproximadamente 1 :0.4:1.8. De este modo, en una modalidad, la relación de torta prensada de mostaza desgrasada a agua a acetato de etilo puede ser de 1 parte de torta prensada de mostaza desgrasada: 0.4 parte de agua: 1.8 partes de acetato de etilo, sobre la base del peso. En otra modalidad, la relación de PDMS: agua: acetato de etilo puede ser de aproximadamente 1 :0.25:1.5 a aproximadamente 1 :0.5:3, en peso.
Además, se puede usar un promotor. Un promotor es una sustancia que acelera la reacción catalizada por la enzima mirosinasa. En una modalidad, el promotor puede ser ácido ascórbico. En otras modalidades, se pueden usar sales de metal. Los promotores se pueden agregar entre aproximadamente 0.75 milimoles y aproximadamente 3 milimoles, o aproximadamente 1.0 milimoles y aproximadamente 2.5 millimoles, 1.5 milimoles y aproximadamente 2.0 milimoles, o aproximadamente 1.0 milimoles. La cantidad de promotor que se usa permite la adecuada activación de la enzima mirosinasa. Las cantidades más bajas podrán no proveer la adecuada activación de la enzima mirosinasa, en tanto que las cantidades más altas pueden reaccionar con 4-HBITC para producir compuestos denominados ascorbinógenos, que podrían reducir la producción de 4-HBITC.
Estos promotores pueden usarse por las siguientes razones. La mirosinasa o tioglucosidasa glucohidrolasa (E.C. 3.2.1.147) es una enzima con un sitio o sitios que pueden hospedar a los promotores, tal como la molécula del ácido ascórbico. La adición de ácido ascórbico en concentraciones bajas, tales como las descritas en la presente descripción, por ejemplo, aproximadamente 1 mM, permite que el índice de reacción proceda de manera ventajosa desde el punto de vista de viabilidad del proceso. En ausencia del activador, la concentración máxima de 4-HBITC en el solvente ocurre después de aproximadamente 24 horas en la solución de reacción que comprende mostaza blanca parcialmente desgrasada, agua y solvente a temperatura ambiente de aproximadamente 21 °C. Con la adición de un promotor, tal como ácido ascórbico, se alcanza la concentración máxima en un sistema de reacción similar en aproximadamente 3-4 horas, y esa
concentración se mantiene durante las próximas 20-22 horas, suministrando una ventana lo suficientemente amplia para centrifugar y separar el solvente orgánico inmiscible en agua en sistemas de producción a gran escala.
En una modalidad, la semilla de mostaza parcialmente desgrasada (PDMS, por su sigla en inglés) se puede agregar directamente a la mezcla del solvente para formar una solución. Al agregar la semilla de mostaza parcialmente desgrasada directamente al solvente, tal como a una mezcla de acetato de etilo-agua, en un recipiente de reacción seguido de la adición de un promotor, se puede acelerar el proceso evitando una engorrosa etapa de prehumectación. Cuando se moja la PDMS con agua, ésta tiende a formar bultos en contraste a cuando se agrega a una mezcla de acetato de etilo-agua, cuando la PDMS se moja fácilmente y se dispersa fácilmente para formar una solución que se revuelve con facilidad.
Se deja reaccionar la solución por un tiempo de reacción especificado. En una modalidad, el tiempo de reacción puede ser de aproximadamente 4 horas. En otra modalidad, el tiempo de reacción puede ser hasta aproximadamente 4 horas. En otra modalidad, el tiempo de reacción puede ser de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 horas. En otra modalidad, el tiempo de reacción puede ser de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 horas. En otra modalidad, el tiempo de reacción puede ser de aproximadamente 1 a aproximadamente 8 horas. En otra modalidad, el tiempo de reacción puede ser al menos aproximadamente 1 hora.
Adicionalmente, en una modalidad, la adición de enzimas tipo celulosa a la PDMS puede, además, aumentar la producción de 4-HBITC durante esta fase de reacción.
Ni. Separación
Además, se puede realizar una etapa de separación. La etapa de separación se puede realizar para separar el solvente de la mezcla de reacción, de modo que la solución se separe en una torta de filtración, un aceite esencial, y un solvente residual, en donde el aceite esencial y el solvente residual pueden ser un solvente enriquecido con aceite esencial que luego se separa en un aceite esencial y un solvente residual.
Después que se completa la reacción de hidrólisis anterior para generar 4-HBITC, se puede separar la solución. En una modalidad, la solución puede separarse en una torta de filtración, un aceite esencial, y un solvente residual, en donde el aceite esencial y el solvente residual pueden ser un solvente enriquecido con aceite esencial, que luego se separa en un aceite esencial y un solvente residual. En consecuencia, el solvente, tal como el acetato de etilo si se usare, que contiene todo el 4-HBITC, se puede separar de la torta de filtración de mostaza húmeda, y luego puede ser adlcionalmente separado como se describe a continuación para producir un aceite esencial. La separación se puede lograr mediante cualquier técnica de separación conocida en la industria. Por ejemplo, tales técnicas de separación pueden incluir centrifugación o filtración. En algunas modalidades, se puede realizar centrifugación continua, por lotes o por filtración.
En una modalidad, la separación se puede realizar inmediatamente después de la reacción que se describió anteriormente. En una modalidad, la separación se puede realizar aproximadamente 1 hora después de la reacción. En una modalidad, la separación se puede realizar aproximadamente 2 horas después de la reacción.
En una modalidad, la filtración puede realizarse en un sistema de filtración sellado. El sistema de filtración sellado se puede usar porque el acetato de etilo es volátil y, generalmente, debería estar contenido de modo de minimizar la evaporación en la atmósfera. Los filtros que contienen la torta de filtración dentro de un recipiente sellado puede usarse, además, debido a la naturaleza volátil del acetato de etilo. Algunas modalidades incluyen filtros de hoja vertical y horizontal, filtros nutsche, filtros de vela, y filtros de diseño similar en donde se puede lograr la filtración en un ambiente contenido y cerrado.
En otra modalidad, se puede realizar la centrifugación.
En una modalidad, la solución de mostaza humedecida con anterioridad a la separación puede tener de aproximadamente 30 % a aproximadamente 39 % material sólido separable (sólidos suspendidos). En una modalidad, la solución de mostaza humedecida con anterioridad a la separación puede tener de aproximadamente 32 % a aproximadamente 35 % material sólido separable (sólidos suspendidos). En una modalidad, la solución de mostaza humedecida con anterioridad a la separación puede tener de aproximadamente 33 % a aproximadamente 34 % material sólido separable (sólidos suspendidos). En este nivel de sólidos, una modalidad de separación puede incluir un decantador centrífugo. Los decantadores centrífugos pueden comprender un bol horizontal cilindrico que tiene una sección cilindrica en un extremo, y una sección cónica inclinada radialmente en el otro extremo, con una sección menos inclinada opcional entre las dos secciones como se describió anteriormente. Se puede integrar un desplazamiento en la sección cónica del bol y se puede conducir de manera separada. La mezcla de mostaza húmeda y solvente (la solución de mostaza húmeda) puede ingresar al espacio de separación a través de un tubo de alimentación ubicado centralmente, que ingresa a través de la sección cilindrica del bol. La solución de mostaza húmeda puede centrifugarse contra la pared interna del bol bajo la acción de la
fuerza centrífuga. El desplazamiento, que puede rotar a una velocidad diferente a la estructura del bol, puede transportar los sólidos de mostaza separados al cono del bol, donde los sólidos pueden descargarse en el extremo del bol, a través del puerto de descarga. El flujo del solvente de acetato de etilo puede, además, separarse simultáneamente, y puede salir del decantador por el extremo cilindrico. Los sólidos de mostaza mojados descargados pueden caer directamente en una secadora de banda continua que funciona a un vacío ligero. La temperatura dentro de la secadora se puede mantener de aproximadamente 70 °C a aproximadamente 75 °C de tal manera que el acetato de etilo seguido por el agua se evapore de la mostaza húmeda. El vacío ligero puede crear suficiente corriente de aire como para forzar que el vapor del acetato de etilo y el vapor del agua se muevan hacia la fuente de vacío. El vapor de salida que contiene el vapor de acetato de etilo y el vapor de agua puede verse modificado por la bobina de enfriamiento, que condensa tanto los vapores como sus formas líquidas. Los líquidos condensados se pueden eliminar por bombeo a un tanque separado, donde se separan el acetato de etilo y el agua. El acetato de etilo se puede reciclar para extraer el siguiente lote de semilla de mostaza. La mostaza húmeda se puede secar y desolventizar completamente en esta secadora al vacío.
En una modalidad, la torta de mostaza húmeda se puede separar en una harina de mostaza enfriada y desgrasada, como se describe en la presente descripción, y un solvente residual. La harina de mostaza se puede usar como se describe en la presente descripción.
En una modalidad, luego de centrifugar la torta de mostaza húmeda residual, antes de la evaporación, se puede secar el acetato de etilo sobre un agente de secado, tal como sulfato de sodio anhidro, para retirar el agua residual. Sin embargo, en otra modalidad se ha encontrado que como el acetato de etilo forma un azeótropo con
aproximadamente 8 % agua, con una consiguiente caída en el punto de ebullición de aproximadamente 8 °C, la evaporación directa del acetato de etilo húmedo da como resultado el WMEO sin la formación de la capa de agua.
Con esta técnica de separación, los sólidos de mostaza pueden separarse del flujo de solvente. El flujo de solvente entonces puede comprender una solución enriquecida de WMEO que comprende 4-HBITC en solvente, tal como acetato de etilo, y entonces se puede almacenar en un tanque con anterioridad a la evaporación en un aceite esencial y un solvente residual.
iv. Separación adicional
En consecuencia, en una modalidad, se puede llevar a cabo una separación adicional del solvente, tal como acetato de etilo, del flujo del solvente para producir un solvente residual y un aceite esencial que comprende WMEO que comprende 4-HBITC. En una modalidad, se puede realizar la evaporación bajo temperatura y presión reducida para evitar los efectos térmicos dañinos en el WMEO. Se pueden usar varios tipos de evaporación al vacío. En una modalidad, la evaporación puede eliminar aproximadamente 99 % o más del acetato de etilo en un solo pase a través del evaporador, y de esta manera puede ocurrir una minimización de los efectos de degradación térmica en WMEO, y por consiguiente 4-HBITC. Se puede usar una gama de evaporadores para estos fines. Los evaporadores de película ascendente, los evaporadores de película descendente, los evaporadores centrífugos, son evaporadores que se pueden usar.
En consecuencia, en una modalidad, esta evaporación puede dar como resultado un aceite esencial. En una modalidad, se provee un aceite esencial de mostaza blanca (WMEO) que comprende de aproximadamente 5 % a aproximadamente 35 % 4-
hidroxibencil isotiocianato (4-HBITC). En otras modalidades, se produce WMEO que comprende de aproximadamente 10 % a aproximadamente 30 % 4-HBITC. En otras modalidades, se produce WMEO que comprende de aproximadamente 15 % a aproximadamente 27 % 4-HBITC. En otras modalidades, se produce WMEO que comprende de aproximadamente 22 % a aproximadamente 28 % 4-HBITC.
v. Enriquecimiento adicional
En una modalidad, puede ocurrir un enriquecimiento adicional de 4-HBITC en el aceite esencial de mostaza blanca. En algunas modalidades, puede existir la necesidad de enriquecer y de esta manera limpiar el aceite esencial de mostaza blanca para aplicaciones que requieran una calidad de sabor superior. Para sostener estas aplicaciones, se puede purificar adicionalmente el WMEO al mezclarlo, primero, con el hexano, heptano, o metilpentano a una relación de una parte de WMEO a aproximadamente 1.2 a aproximadamente 1.3 partes de hexano, heptano, o metilpentano. Dicha mezcla puede eliminar algunos de los materiales triglicéridos en el WMEO, y puede dar como resultado la separación de la capa de aceite inferior que contiene la mayoría del 4-HBITC del hexano. Esta extracción puede repetirse una a dos o más veces, para asegurar que el WMEO se enriquezca adicionalmente. Entonces las capas de hexano se pueden unir y extraer repetidamente con metanol absoluto, para retirar el 4-HBITC en la capa de hexano. Entonces se pueden combinar las capas de metanol y la capa de aceite inferior original y evaporar bajo presión reducida, para producir un WMEO altamente enriquecido con aproximadamente 30 % a aproximadamente 80 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 35 % a aproximadamente 75 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 45 % a aproximadamente 70 % 4-HBITC, en peso. El
WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 49 % a aproximadamente 65 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 45 % a aproximadamente 55 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 35 % a aproximadamente 80 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 40 % a aproximadamente 80 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 45 % a aproximadamente 80 % 4-HBITC, en peso. El WMEO altamente enriquecido puede comprender de aproximadamente 50 % a aproximadamente 80 % 4-HBITC, en peso. Este WMEO altamente purificado puede entonces ser adecuado para agregar a productos bebibles y comestibles que requieran una calidad de sabor superior. En otra modalidad, para facilitar el suministro y asegurar una mayor estabilidad, entonces puede mezclarse el WMEO a una relación adecuada con una sustancia higroscópica soluble en agua, tal como maltodextrina. Porque el WMEO ahora está enriquecido en 4-HBITC, la relación de WMEO a maltodextrina es menos de 1 :9. En una modalidad, el intervalo puede ser de aproximadamente 1 :6 a aproximadamente 1 :9.
El aceite esencial en sí mismo, que contiene uno o más compuestos isotiocianato sensibles a la humedad, preferentemente, 4-hidroxibencil ¡sotiocianato, puede usarse en composiciones y métodos como se describe en, por ejemplo, la patente de los EE. UU. núm. 6,361 ,812B1 ; patente de los EE. UU. núm. 6,558, 723B2; patente de los EE. UU. núm. 7,105,190B2 y patente de los EE. UU. núm. 7,658,961 .
vi Procesos adicionales
Como se describe en las referencias en la presente descripción, se puede realizar un procesamiento adicional al WMEO y/o al 4-HBITC. En una modalidad, se puede llevar a cabo el congelamiento del WMEO. Dicho congelamiento puede preservar el aceite esencial. El congelamiento se puede llevar a cabo a aproximadamente -25 °C. Luego de congelar, el WMEO se puede depositar en placas en maltodextrina, o cualquier otro portador higroscópico, y se usa como se describe en la presente descripción, por ejemplo, la patente de los EE. UU. núm. 6,361 ,812B1 ; patente de los EE. UU. núm. 6,558,723B2; patente de los EE. UU. núm. 7,105,190B2 y patente de los EE. UU. núm. 7,658,961.
III. Eficacia antimicrobiana
La concentración de 4-hidroxibencil isotiocianato en aceite esencial de mostaza blanca es dependiente del contenido de grasa de la torta prensada de mostaza blanca parcialmente desgrasada inicial. Esta propiedad se mantiene porque el solvente disuelve todos los materiales solubles en grasa de la harina de mostaza húmeda resultante, y la composición del aceite esencial de mostaza blanca es la suma total de 4-hidroxibencil isotiocianato y el material soluble de grasa residual en la torta prensada de mostaza blanca parcialmente desgrasada inicial. Por ejemplo, si la semilla de mostaza entera sin ninguna pérdida de grasa y con un contenido de grasa inicial de aproximadamente 26-28 % se usa como el material inicial, la concentración de 4-HBITC en WMEO es aproximadamente 5-6 %; cuando el polvo de mostaza blanca parcialmente desgrasada inicial con un contenido de grasa de aproximadamente 17.5 % se usa como el material inicial la concentración de 4-HBITC en WMEO es aproximadamente 10.1 %; cuando el contenido de grasa es aproximadamente 14 % en la mostaza blanca parcialmente desgrasada inicial, la concentración de 4-HBITC en WMEO es aproximadamente 15.5-15.9 %; cuando el contenido de grasa de la mostaza blanca desgrasada inicial es aproximadamente 8.2 %, la concentración de 4-HBITC es aproximadamente 24 % en el WMEO resultante; finalmente, cuando el contenido de grasa
es aproximadamente 6-7 % en la mostaza blanca parcialmente desgrasada inicial, la concentración de 4-HBITC en WMEO es aproximadamente 26 %. Sin pretender depender de una teoría, el contenido de grasa en la mostaza blanca parcialmente desgrasada inicial es aproximadamente linealmente correlacionado a la concentración de 4-HBITC en WMEO. Si la torta prensada de mostaza blanca inicial está totalmente desgrasada, entonces la concentración de 4-HBITC en WMEO puede ascender a aproximadamente 90 %. Los inventores han descubierto con sorpresa que el intervalo de eficacia antimicrobiana de WMEO es dependiente de la concentración de 4-hidroxibencil isotiocianato en este. Por ejemplo, el WMEO, con una concentración de 4-hidroxibencil isotiocianato de aproximadamente 5-6 %, puede ser efectivo solamente contra organismos Gram negativo, y se ha encontrado que prácticamente no tienen efecto en el crecimiento de organismos Gram positivo. Cuando la concentración de 4-hidroxibencil isotiocianato en WMEO es de aproximadamente 15 %, se ha observado un efecto inhibitorio notorio pero limitado contra organismos Gram positivo, además del efecto inhibitorio sostenido en organismos Gram negativo. Cuando la concentración de 4-hidroxibencil isotiocianato en WMEO es aproximadamente 24 %, se ha observado un efecto inhibitorio muy notorio tanto contra organismos Gram negativo como Gram positivo.
Sin pretender depender de una teoría, los inventores creen que la presencia de un aceite de mostaza no volátil junto con 4-HBITC en el WMEO ejerce un efecto de partición en el 4-HBITC, que puede disminuir o evitar su descarga en un medio acuoso, lo que se requiere para una acción contra microorganismos. Los microorganismos Gram negativo tienen una pared celular compuesta de lipopolisacáridos, en tanto que los microorganismos Gram positivo tienen una pared celular compuesta mayormente de moléculas tipo peptidoglicano. Con una mayor presencia de lípidos en las estructuras tipo lipopolisacáridos, los inventores creen que los compuestos hidrofóbicos, como el 4-HBITC, estarán estrechamente asociados con dichas estructuras, en tanto que la ausencia de lípidos en las estructuras tipo peptidoglicano promueve menos de tal asociación.
De este modo, el enriquecimiento adicional y limpieza del aceite esencial de mostaza blanca que tiene una concentración inferior de 4-HBITC se puede realizar para mejorar su intervalo de actividad y, además, para aplicaciones que requieran una calidad de sabor superior. Para sostener estas aplicaciones, se puede purificar adicionalmente el WMEO al mezclarlo, primero, con el hexano o metilpentano a una relación de 1 parte de WMEO a aproximadamente 1.2 a aproximadamente 1.3 partes de hexano o metilpentano, para eliminar algunos de los materiales triglicéridos en el WMEO, y separar la capa de aceite inferior que contiene la mayoría del 4-HBITC del hexano. Esta extracción puede repetirse una a dos o más veces, para asegurar que el WMEO se enriquezca adicionalmente. Entonces las capas de hexano se pueden unir y extraer repetidamente con metanol absoluto, para retirar el 4-HBITC en la capa de hexano. Entonces se combinan las capas de metanol y la capa de aceite inferior original, y se evaporan bajo presión reducida para producir un WMEO altamente enriquecido con más de 50 % 4-HBITC. Este WMEO altamente purificado es entonces adecuado para agregar a productos bebibles y comestibles que requieran una calidad de sabor superior. Para facilitar su dispensación y asegurar una mayor estabilidad, entonces puede mezclarse el WMEO a una relación adecuada con una sustancia higroscópica soluble en agua, tal como maltodextrina. Porque el WMEO ahora está enriquecido en 4-HBITC, la relación de WMEO a maltodextrina puede ser menos de 1 :9. IV. Harina
La harina de mostaza seca, enfriada y desgrasada resultante puede tener un contenido de proteína de aproximadamente 42 %, o de aproximadamente 35 % a aproximadamente 45 %, o de aproximadamente 35 % a aproximadamente 45 %, o de
aproximadamente 38 % a aproximadamente 43 %. La harina puede tener un contenido de grasa de aproximadamente 2.5 %, o de aproximadamente 1 % a aproximadamente 5 %, y de aproximadamente 2 % a aproximadamente 4 %. El mucílago de semilla de mostaza que tiene propiedades emulsionantes no se altera como resultado del proceso para eliminar el aceite esencial de mostaza blanca y la harina resultante de mostaza desgrasada y enfriada que puede usarse para el fin original como un emulsionante para productos cárnicos, con el beneficio adicional de ser bajo en grasas. A diferencia de la harina de mostaza enfriada térmicamente, que aún tiene el precursor de sinalbina intacto, que en contacto con una enzima glucohidrolasa que viene de otra fuente en el suministro de alimentos puede generar un "calor" no deseable, la harina de mostaza desgrasada y enfriada como se describe en la presente descripción no generará ningún "calor" cuando se ponga en contacto con otras fuentes de alimentos. Además, el alto contenido proteico de la harina de mostaza enfriada y desgrasada puede prestarse a otros usos como una fuente de proteína en productos enriquecidos con proteínas. Enfoques anteriores para hacer uso de la proteína de mostaza tienen que ver con la extracción del componente de proteína fuera de la semilla de mostaza con el uso de varias soluciones, desacoplando de este modo la propiedad de emulsificación del componente de proteína. El método descrito en la presente descripción, le da a un procesador de alimentos la flexibilidad para hacer uso de la mostaza enfriada y desgrasada o de la proteína por separado sin el riesgo de generar "calor" objetable por la activación accidental del sistema mirosinasa.
En consecuencia, una modalidad de la presente invención se refiere a una harina de mostaza desgrasada y enfriada. Después de secar la torta prensada de mostaza húmeda que resulta de la etapa de separación que se mencionó anteriormente, se forma harina de mostaza desgrasada y enfriada con buen rendimiento. Esta harina de mostaza desgrasada y enfriada no tiene sinalbina presente, ya que se ha hidrolizado toda a 4-
hidroxibencil ¡sotiocianato, y la enzima mirosinasa está en su mayoría desnaturalizada como resultado de una etapa de secado. En consecuencia, una modalidad incluye una harina de mostaza desgrasada y enfriada. La harina de mostaza desgrasada y enfriada puede estar prácticamente libre de sinalbina y/o, sustancialmente, toda la enzima mirosinasa se puede desnaturalizar. Las propiedades de emulsificación asociadas con la harina de mostaza que tienen que ver con el mucílago se conservan en la mostaza enfriada y desgrasada. La harina de mostaza desgrasada y enfriada resultante puede tener un contenido proteico de aproximadamente 42 %, o de aproximadamente 35 % a aproximadamente 45 %, o de aproximadamente 35 % a aproximadamente 45 %, o de aproximadamente 38 % a aproximadamente 43 %. La harina puede tener un contenido de grasa de aproximadamente 2.5 %, o de aproximadamente 1 % a aproximadamente 5 %, y de aproximadamente 2 % a aproximadamente 4 %. Porque la harina de mostaza desgrasada y enfriada prácticamente carece de sinalbina y/o la enzima mirosinasa se ha desnaturalizado, la sensación de calor asociada con la harina de mostaza húmeda no se presentará. De este modo, la harina de mostaza se puede usar en muchas situaciones que requieran un emulsionante o un componente proteico alto. Por ejemplo, la harina puede usarse como un sustituto de la harina de mostaza que se usa actualmente. Los ejemplos específicos se incluyen en emulsiones cárnicas, tal como salchichas; como una fuente de proteína alta similar a la harina de soya y cañóla, en productos tipo barras de alta proteína; y en alimentos para mascotas como un componente de proteínas alto La presencia de cantidades relativamente grandes de aminoácidos azufrados, tales como cistina y metionina y lisina, que no se encuentran bien distribuidas en el reino vegetal, se agregan a la calidad del componente proteico. Finalmente, esta harina de mostaza desgrasada y enfriada puede ser bastante económica, considerando que varios componentes de altos valores derivan de esta.
IV. Método de Prueba de 4-hidroxibencil isotiocianato e Identificación del compuesto isotiocianato sensible a la humedad
La cromatografía de líquidos supercríticos se puede usar para determinar la cantidad de 4-hidroxibencil isotiocianato en una composición conservante. En primer lugar, o bien se disuelve una cantidad pesada con precisión de la composición conservadora en un solvente compatible tal como acetato de etilo o mezclas de acetato de etilo y etanol o se extraen composiciones conservadoras sólidas repetidamente con acetato de etilo.
Estas soluciones se analizan usando una cromatografía de líquidos supercríticos mediante el método que describe Buskov, S. y col., "Supercritical fluid chromatography as a method of analysis for the determination of 4-hydroxybenzylglucosinolate degradation products," Journal of Biochemical and Biophysical Methods, vol. 43, págs. 157-174 (2000) con las siguientes modificaciones. Para el análisis se usa un sistema Berger SFC 3D equipado con un detector de estructuras de fotodiodos (Berger Instruments Inc., Newark, DE.). Una solución de acetato de etilo (10 µ?) que contiene parabeno de butilo como el estándar interno se inyecta a la columna de Ciano (15 cm X 5 mm i.d., 5 µ?t? de tamaño de partícula, Phenomenex, Torrance, CA.). La temperatura del horno es 50 °C. La fase móvil es C02 con 4 % de MeOH como un modificador que se mantiene a una presión de 200 Bar y se bombea a 2 ml/min. El eluido se detecta a 226 y 252 nm. El 4-hidroxibencil-isotiocianato se eluye después de aproximadamente 3.8 min. Su identidad se confirma mediante cromatografía de una muestra pura de 4-hidroxibencil isotiocianato sintético preparado de la siguiente manera.
El método que describe Soledade, M., Pedras, C. y Smith, K. C. titulado "Sinalexin, phytoalexin from whole mustard elicited by destrucin B and Alternaría
brassicane" en Phytochemistry, 46(5), pág. 833-837, 1997 fue modificado y se usa como se detalla a continuación. En un frasco de 100 mi con base redondeada se disuelve tiofosgeno (1.1 g, 9.56 mmol) en cloroformo (20 mi). Posteriormente se agrega mediante goteo una solución de p-hidroxibencilamina (400 mg, 3.25 mmol) y trietilamina (820 mg, 8.1 mmol) disuelta en metanol (20 mi), a la solución agitada mantenida a 0-4 °C mediante el uso de un baño de hielo. Luego de aproximadamente 30 minutos, la adición termina y se deja que la mezcla permanezca en el baño de hielo por unos 10 minutos más. La reacción es seguida por la cromatografía de capas finas en gel de sílice 6O254 usando el eluyente FCC como la fase móvil. Posteriormente se elimina el solvente al vacío por evaporación rotativa a 45 °C y el residuo se disuelve en una mezcla de diclorometano-acetato de etilo (49+1 ; 4 mi). Además, el compuesto se purifica mediante cromatografía en columna flash como lo describe Still, W. C, Kahn, M. y Mitra A. J. en "Rapid chromatographic method for separation with modérate resolution," Química Orgánica, 14, págs. 2923-2925. 1978, con modificaciones. Luego de descargar la columna con la fase móvil, el producto de reacción disuelto en fase móvil (4 mi) se coloca en la parte superior de la columna. Se realiza la extracción regulando la sobrepresión de argón de un modo tal que el cabezal del solvente baje aproximadamente 5.08 cm/min (2 pulgadas/min). Se recolectan alícuotas de 10 mi. El compuesto objetivo normalmente eluye en fracciones 6-10. Se combinan las fracciones y después de eliminar el solvente mediante evaporación rotativa a 45 °C al vacío, se obtiene un aceite amarillo (rendimiento típico: 66 %). La estructura del 4-hidroxibencil isotiocianato se confirma con H -RMN (espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón) en CDCI3, C13-RMN (espectroscopia de resonancia magnética nuclear de carbono 13) en CDCI3 y GC-MS (espectrometría cromatográfica/de masa) que opera en modo de impacto de electrones.
Los compuestos isotiocianato sensibles a la humedad se identifican
suspendiendo el material que contiene isotiocianato en un regulador de fosfato acuoso (con un pH de aproximadamente 3.6) a temperatura ambiente. La suspensión resultante se sacude bien y se retira una muestra a tiempo cero (tiempo base de observación) en un embudo de separación y se extrae con acetato de etilo. Esta extracción se repite con otros dos volúmenes de acetato de etilo. Las capas de acetato de etilo separadas se reúnen y secan sobre sulfato de sodio anhidro y se mantienen congeladas antes del análisis de la concentración de isotiocianato a tiempo cero con una cromatografía de líquidos supercríticos. Para determinar la sensibilidad del compuesto de isotiocianato a la degradación hidrolítica, la suspensión de isotiocianato se almacena a una temperatura de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 23 °C durante un período de aproximadamente 24 horas. Se repite el procedimiento de extracción después de 24 horas y se mide el nivel del compuesto de isotiocianato residual con una cromatografía de líquidos supercríticos. Los compuestos de isotiocianato sensibles a la humedad se caracterizan por tener por lo menos una reducción de aproximadamente 20 % en la concentración del isotiocianato, después de aproximadamente 24 horas con respecto a la concentración inicial o a tiempo cero.
VI. Ejemplos
Ejemplo 1
Se genera un aceite esencial de mostaza blanca agregando agua a las semillas de mostaza blanca molidas para luego extraer el aceite esencial con dióxido de carbono supercrítico de conformidad con los procesos conocidos que se describen en la industria. Inmediatamente luego de la extracción, se elimina la humedad residual del aceite esencial con centrifugado y secado bajo vacío. El aceite esencial de mostaza blanca
resultante contiene aproximadamente 25 % en peso de 4-hidroxibencil isotiocianato. El aceite esencial se suspende en un regulador de fosfato acuoso (pH de aproximadamente 3.6) a temperatura ambiente (aproximadamente 20-23 °C) y el nivel de 4-hidroxibencil isotiocianato se mide en tiempo cero y después de aproximadamente 24 horas de almacenamiento, como se describe en la sección precedente. La reducción del porcentaje al nivel de 4-hidroxibencil isotiocianato después de 24 horas es de aproximadamente 72 %. Por lo tanto, el 4-hidroxibencil isotiocianato es un compuesto sensible a la humedad.
Ejemplo 2
Se preparó el aceite esencial de mostaza blanca primero prensando en frío 800 kg de semilla de mostaza blanca usando una unidad de prensa de husillo Rosedowns Mini 200. La torta prensada resultante salió de la prensa a aproximadamente 75-78 °C y se enfrió inmediatamente a temperatura ambiente con una moledora de martillos. El contenido de aceite de la torta prensada es 17 %. Aproximadamente 340 kg de la torta prensada de mostaza blanca molida en moledor de martillos se introdujo a una mezcladora de cinta, y se agregaron 78 g de ácido ascórbico durante la mezcla para asegurar un mezclado uniforme. Se agregaron aproximadamente 102 kg de agua de grifo a temperatura ambiente en pequeñas proporciones para asegurar la humectación uniforme de la torta prensada. Luego de mezclar durante aproximadamente 10-15 minutos, la torta prensada húmeda activada por la enzima mirosinasa se transfirió a un tanque de solvente agitado que contiene 626 kg de acetato de etilo. La solución de acetato de etilo y la torta prensada de mostaza activada húmeda se agitó dentro del tanque del solvente cerrado durante aproximadamente 4 horas a temperatura ambiente, para asegurar la generación y transferencia del 4-hidroxibencil isotiocianato de la torta prensada de mostaza húmeda al acetato de etilo.
Al final del período de reacción la solución de la torta prensada de mostaza blanca húmeda en acetato de etilo se bombeó hacia un decantador centrífugo para separar el acetato de etilo de la torta prensada de mostaza blanca húmeda. La capa de acetato de etilo se recogió en un tanque de solvente estático, mientras que la torta prensada de mostaza blanca húmeda con algo de acetato de etilo residual se transfirió directamente a un secador de cinta asistido por vacío. Las condiciones de vacío permitieron que el acetato de etilo húmedo deje la torta prensada de mostaza y se condense en un condensador externo. La capa superior del acetato de etilo se separó y almacenó para volver a usar, mientras que se descargaba la capa de agua. La torta prensada de mostaza continúa viajando en una cinta continua hacia la parte inferior de la secadora, donde la torta prensada de mostaza libre de solventes y seca salía a través de un transportador de martillo. Se analizó esta harina de mostaza desgrasada y enfriada por su composición general y su composición de aminoácidos. La capa de acetato de etilo que contiene el WMEO se bombeó a un evaporador en película ascendente, que se mantiene a un vacío de aproximadamente 74.7 kPa (56 cm Hg) para eliminar el acetato de etilo del aceite esencial de mostaza blanca. La etapa de evaporación dio como resultado aproximadamente 65.5 kg de WMEO que contiene 8.4 % 4-hidroxibencil isotiocianato.
Ejemplo 3
Se preparó aceite esencial de mostaza blanca, primero prensando en frío 5 kg de semilla de mostaza blanca usando una prensa de husillo único modelo KK8 (KERNKRAFT, Moosbauer and Rieglsperger GbR. Alemania) para producir una torta prensada de mostaza blanca con 6.8 % aceite no volátil y una temperatura de aproximadamente 60 °C. La torta prensada se molió en una moledora de martillos para brindar un polvo uniforme, y se pesó 151.5 g del polvo en un plato de pesaje. En un
recipiente de mezclar cerrado equipado con un mezclador con direccionamiento superior, se mezclaron 45.5 g de agua de grifo con 305 mi de acetato de etilo, y se agregó durante la mezcla, y 0.036 g de ácido ascórbico. Inmediatamente después de agregar el ácido ascórbico, el polvo de mostaza parcialmente desgrasado en el plato de pesaje se agregó al recipiente de mezcla, y se mezcló a alta velocidad para asegurar una dispersión uniforme. Cuando se formó una solución uniforme, se bajó la velocidad y se continuó mezclando durante 4 horas adicionales. Se retiró la solución del recipiente de mezcla en ese momento, y se centrifugó para separar el acetato de etilo de la torta prensada parcialmente desgrasada húmeda. Se decantó el acetato de etilo de los tubos centrífugos y se evaporó bajo presión reducida para producir aproximadamente 9.5 g de aceite esencial de mostaza blanca que contiene 27 % 4-hidroxibencil isotiocianato.
Ejemplo 4
Se prepara una composición conservadora en polvo triturando el aceite esencial de mostaza blanca del Ejemplo 2 con maltodextrina de acuerdo con la siguiente formulación.
% en peso Peso
Aceite esencial de mostaza blanca (del Ejemplo 2) 10.0 % 10.0 g
Maltodextrina (15 DE) 90.0 % 90.0 a
TOTAL 100 % 100 g
La combinación de materiales se mezcla íntimamente o se tritura usando un mortero y una mano de mortero. El nivel de 4-hidroxibencil isotiocianato en la composición conservadora resultante es de aproximadamente 0.84 % en peso. El nivel de 4-hidroxibencil isotiocianato en la composición conservadora en polvo permanece estable durante el
almacenamiento de la composición conservadora a temperatura ambiente (aproximadamente 21.1 °C).
Ejemplo 5
Se prepara una composición conservadora en polvo triturando el aceite esencial de mostaza blanca del Ejemplo 3 con maltodextrina, de acuerdo con la siguiente formulación.
% en peso Peso
Aceite esencial de mostaza blanca (del Ejemplo 2) 10.0 % 10.0 g
Maltodextrina (15 DE) 90.0 % 90.0 q
TOTAL 100 % 100 g
La combinación de materiales se mezcla íntimamente o se tritura usando un mortero y una mano de mortero. El nivel de 4-hidroxibencil isotiocianato en la composición conservadora resultante es de aproximadamente 2.6 % en peso. El nivel de 4-hidroxibencil isotiocianato en la composición conservadora en polvo permanece estable durante el almacenamiento de la composición conservadora a temperatura ambiente (aproximadamente 21.1 °C).
Ejemplo 6
Se inoculó caldo peptonado (0.5 % en peso, pH 7.1 ) con cultivos de 20-24 horas de Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Salmonella enteritidis (ATCC 13076), Listería monocytogenes (ATCC 7644) cultivados en tubos inclinados de agar de soya tripticasa (incubados a 35 °C) y cultivos de Clostridium perfringens (ATCC 3624) cultivados en tubos de agar inclinados de Shahidi Ferguson perfringens (SFP) incubados en condiciones anaeróbicas a 35 °C. Los recuentos iniciales fueron 1 x105 y 1 x107 cfu mi'1. La composición del conservante en polvo del Ejemplo 4 se introdujo en medios inoculados para lograr un nivel inicial de 4-HBITC de 350 mg L"1 y se bate bien. Las muestras se almacenaron a 6.5 °C y se sembraron en placas de prueba de contenido microbiano (MCT, por sus siglas en inglés) agar 1 día después de la neutralización con Letheen de acuerdo con la USP 26 (Farmacopea de los Estados Unidos Rockville, MD, EE. UU.). Las reducciones logarítmicas promedio en recuento microbiano fueron de 2.23 para S. aureus, 1.61 para S. enteritidis, 0.80 para L. monocytogenes y 2.17 para C. perfringens.
Ejemplo 7
Se inoculó caldo peptonado (0.5 % en peso, pH 7.1 ) con cultivos de 20-24 horas de agar de soya tripticasa inclinados (incubados a 35 °C) de Staphylococcus aureus (ATCC 6538), Salmonella enteritidis (ATCC 13076), Listeria monocytogenes (ATCC 7644). Se realizaron cultivos Clostridium perfringens (ATCC 3624) en agar Shahidi Ferguson perfringens (SFP) y se incubaron bajo condiciones anaeróbicas a 35 °C. Los recuentos iniciales fueron entre 1 x105 ~ 1 x107 cfu mi"1. La composición del conservante en polvo del Ejemplo 5 se introdujo en medios inoculados para lograr un nivel inicial de 4-HBITC de 360 mg L'1 y se agitaron bien. Las muestras se almacenaron a 6.5 °C y se sembraron en placas de prueba de contenido microbiano (MCT, por sus siglas en inglés) agar 1 día después de la neutralización con Letheen de acuerdo con la USP 26 (Farmacopea de los Estados Unidos Rockville, MD, EE. UU.). Las reducciones logarítmicas promedio en recuento microbiano fueron de 3.95 para S. aureus, 4.93 para S. enteritidis, 4.17 para L. monocytogenes y 5.40 para C. perfringens.
Las dimensiones y los valores descritos en la presente descripción no deben interpretarse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos
mencionados. En lugar de eso, a menos que se especifique de cualquier otra forma, cada una de esas dimensiones significará tanto el valor mencionado como también un intervalo funcionalmente equivalente que abarca ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" se refiere a "aproximadamente 40 mm."
Todos los documentos citados en la presente descripción, incluso toda referencia cruzada o solicitud o patente relacionada, se incorporan en su totalidad en la presente descripción como referencia a menos que se excluyan o limiten expresamente de cualquier otra forma. La mención de cualquier documento no debe interpretarse como la admisión de que constituye una industria precedente con respeto a cualquier invención descrita o reivindicada en la presente descripción, o que solo, o en cualquier combinación con cualquier otra referencia o referencias, instruye, sugiere o describe tal invención. Además, en la medida que cualquier significado o definición de un término en este documento contradiga cualquier significado o definición del término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado al término en este documento deberá regir.
Aunque se han ilustrado y descrito modalidades particulares de la presente invención, será evidente para las personas con experiencia en la industria que se pueden hacer diversos cambios y modificaciones sin alejarse del espíritu y alcance de la invención. Por lo tanto, se ha pretendido abarcar en las reivindicaciones anexas todos los cambios y las modificaciones que están dentro del alcance de esta invención.
Claims (14)
1 . Una composición caracterizada porque comprende aceite esencial de mostaza blanca que comprende de 30 % a 35 % de 4-hidroxibencil isotiocianato.
2. La composición de conformidad con la reivindicación 1 , y caracterizada además porque el aceite esencial de mostaza blanca se produce por: a) proporcionar una semilla de mostaza que comprende un precursor de sinalbina y una enzima mirosinasa, b) activar la enzima mirosinasa con el uso de un solvente en agua y un promotor para formar una solución, en donde la enzima mirosinasa cataliza la producción de un aceite esencial que comprende un isotiocianato del precursor de sinalbina; c) separar la solución en un solvente enriquecido de aceite esencial y una torta de mostaza húmeda residual; y d) separar el solvente enriquecido de aceite esencial en un aceite esencial y un solvente residual, en donde el aceite esencial comprende de 5 % a 35 % compuesto isotiocianato sensible a la humedad; e) separar la torta de mostaza húmeda en una harina de mostaza enfriada y desgrasada y un segundo solvente residual.
3. Una composición caracterizada porque comprende: un aceite esencial de mostaza blanca que comprende de 30 % a 80 % 4-hidroxibencil isotiocianato, en peso.
4. La composición de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada además porque el aceite esencial de mostaza comprende de 35 % a 75 % 4-hidroxibencil isotiocianato, en peso.
5. Un producto alimenticio que comprende la composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
6. Un producto bebible que comprende la composición de cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
7. Una composición, la composición comprende: una harina que comprende una harina de mostaza, caracterizada porque la harina de mostaza está prácticamente libre de sinalbina.
8. La composición de conformidad con la reivindicación 7 y caracterizada además porque la harina tiene un contenido de grasa de 1 % a 5 %.
9. La composición de conformidad con la reivindicación 7 u 8 y caracterizado además porque la harina tiene un contenido de grasa de aproximadamente 2.5 %.
10. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7, 8 o 9 y caracterizada además porque la harina de mostaza tiene un contenido proteico de 35 % a 45 %.
1 1 . La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7, 8, 9, o 10 y caracterizada además porque la harina de mostaza tiene un contenido proteico de 42 %.
12. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7, 8, 9, 10, u 1 1 y caracterizada además porque la harina de mostaza tiene un contenido graso de 1 % a 5 % y tiene un contenido proteico de 35 % a 45 %.
13. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7, 8, 9, 10, 1 1 , o 12 y caracterizado además porque la harina de mostaza se deriva de la semilla de mostaza.
14. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, o 13 y caracterizada además porque la harina de mostaza se elabora mediante a) proporcionar una semilla de mostaza que comprenda un precursor de sinalbina y una enzima mirosinasa; b) activar la enzima mirosinasa con el uso de un solvente en agua y un promotor para formar una solución, en donde la enzima mirosinasa cataliza la producción de un aceite esencial que comprende un isotiocianato del precursor de sinalbina; c) separar la solución en un solvente enriquecido de aceite esencial y una torta de mostaza húmeda residual; d) separar el solvente enriquecido de aceite esencial en un aceite esencial y un solvente residual, en donde el aceite esencial comprende de 5 % a 35 % compuesto isotiocianato sensible a la humedad; e) separar la torta de mostaza húmeda en una harina de mostaza enfriada y desgrasada y un segundo solvente residual.
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