Brevet FR2472348A1 — publié le 19810703

-1- La présente invention concerne un procé- dé pour diminuer la teneur en phénylalanine des hydroly- sats de protéines et les concentrés d'ardme de viande préparés à partir de ces hydrolysats. Les hydrolysats de protéines pauvres en phénylalanine et les produits que l'on en tire, comme les concentrés d'arOme de viande, jouent un rôle parti- culièrement important dans l'apport protéique offert aux malades souffrant de phénylcétonurie. Un certain nombre d'essais ont été faits pour diminuer la quantité de phénylalanine dans les hy- - drolysats protéiques. S. M. Partridge et R. C. Brinley [Biochem. J., 51, 628 (1951)] ont éliminé la phénylalanine et la tyrosine des hydrolysats protéiques par un procédé chro- matographique d'échange d'ions par déplacement (Zeo-Carb 215, DOWEX 2 et résine au polystyrène sulfoné), en uti- lisant de l'hydroxyde de sodium 0,075 N et de l'hydroxy- de d'ammonium 0,15 N pour l'élution. Ce procédé préparatif par échange d'ions a été développé plus avant par P. N. Campbell, S. Jacobs et T. S. Work[Chem, and Ind., 117, 1975] qui utilisaient une résine Zoo-Karb 225. P. Celretti, G. Montesi et N. Silipradi [Arch. Science Biolo, 11, 554 (1957)Jont séparé la phénylalanine d'un hydrolysat protéique par un procédé préparatif sur une résine Amberlite-IRC-50. Un inconvé- nient commun aux procédés connus des spécialistes pour préparer des hydrolysats protéiques qui sont pauvres en phénylalanine tient à ce qu'ils sont très coûteux et à ce que le goût des produits obtenus est peu satisfai- sant, les produits étant pratiquement immangeables. Les propriétés défavorables des hydroly- sats protéiques dépourvus de phénylalanine préparés par -2chromatographie échangeuse d'ions sont dues au procédé adopté pour l'hydrolyse. Pour pouvoir effectuer la chro- matographie par échange d'ions, il faut des hydrolysats protéiques à faible concentration en sel, et l'hydrolyse est donc effectuée avec de l'acide sulfurique au lieu d'acide chlorhydrique, car l'acide sulfurique peut faci- lement être éliminé du système sous la forme de son sel de calcium. On sait également que dans les hydrolysats protéiques préparés avec de l'acide sulfurique, on trouve des composants n'ayant pas le goût désiré (brevet alle- mand 127 693; Prendergast, K. Food Trade 44, 14 à 21 (1974)). Selon le brevet anglais N 1 091 637, on peut réticuler de la bêtacyclodextrine avec différents composés bifonctionnels, par exemple l'épichlorhydrine, la dichlorophydrine, le diépoxybutane, le diépoxypropyl- éther, etc, et on obtient ainsi des polymères de bêta- cyclodextrine. On sait en outre que les polymères de bêta-cyclodextrine forment des complexes avec les compo- sés appropriés, par exemple avec les acides aminés aro- matiques. Wiedenhof [ Stârke, 21, 163 (1969)] rap- porte que les propriétés de formation de complexes des polymères de cyclodextrine servent de base à un nouveau procédé de chromatographie analytique, la chromatogra- phie d'inclusion sur gel. Zsadon et Coll[ Stârke, 31, 11 (1979)3 décrivent un procédé analytique par lequel on peut sépa- rer simultanément la phénylalanine, le tryptophane et la tyrosine des acides aminés aliphatiques. Les procédés connus pour la séparation des acides aminés aliphatiques et aromatiques n'ont pas -3- été utilisés jusqu'à présent dans des buts de prépara- tion. Les procédés connus mentionnés ci-dessus se référaient tous à la séparation analytique des acides aminés aromatiques à partir des mélanges d'acides aminés au moyen de polymères de cyclodextrine, et aucun d'entre eux ne visait à la préparation d'hydrolysats protéiques pauvres en phénylalanine. En revanche, l'invention con- cerne un procédé pour.diminuer la teneuren phénylalani- ne des hydrolysats protéiques et de leurs produits ré- actionnels, que l'on peut également réaliser à l'échel- le industrielle. On recherche depuis longtemps un procédé permettant d'éliminer la phénylalanine des hydrolysats contenant de 10 à 30 % d'acides aminés et de 10 à 30 % en poids de chlorure de sodium. L'invention se fonde sur la découverte surprenante selon laquelle dans certaines conditions spécifiques on peut également séparer la phénylalanine dans un but de préparation à partir de telles solutions concentrées. Plus particulièrement, la séparation doit s'effectuer dans des conditions qui assurent que le polymère de bêta-cyclodextrine présente une activité élevée et spécifique de formation de complexes vis à vis de la phénylalanine. De nombreux faits expérimentaux montrent que l'absorption de phénylalanine et de tyrosine par le polymère de bêta-cyclodextrine dépend de la concentra- tion des deux acides aminés dans l'hydrolysat protéique. La concentration en chlorure de sodium des hydrolysats protéiques employés pourrait être abais- sée par le procédé décrit dans le brevet d'Allemagne de l'Est 127 693, ou par électrodialyse. La quantité de phénylalanine absorbée par -4- 1 g de bêta-cyclodextrine dépend du diamètre de la colon- ne de séparation remplie du polymère, de la hauteur de la colonne, de la concentration de phénylalanine dans la solution à traiter, de la vitesse d'élution, du pH et de la température. Il est intéressant d'observer que la quantité de phénylalanine absorbée par 1 g de polymère s'accroit lorsqu'on augmente la concentration de phényl- alanine. L'un des caractères essentiels du procédé selon l'invention est que la composition de l'hydroly- sat protéique à traiter doit être ajustée pour contenir de 0,5 à 3 g/i de phénylalanine, de 10 à 30 %, de pré- férence 20 %, d'acide aminé, et de 20 à 30 %, de pré- férence 40 %, de substance solide. A 100 parties en poids d'un hydrolysat protéique, on ajoute de 10 à 100 parties en poids d'un polymère de cyclodextrine. On choisit les valeurs appropriées des paramètres nécessaires à la séparation de la phénylala- nine, par exemple le pH, la température et les dimen- sions de la colonne. On trouvera au tableau 1 des dé- tails des séparations effectuées. On trouvera d'autres détails du procédé de l'invention dans l'exemple suivant qui, cependant ne doit en aucun cas limiter la portée de l'invention. Exemple: On fait gonfler dans l'eau et on intro- duit dans une colonne chromatographique de 70 X 2,5 cm parties en poids d'un polymère de beta-cyclodextrine (préparé selon la demande de brevet publiée en Allema- gne sous le NI 2 927 733). On fait passer dans la co- lonne 100 parties en poids d'un hydrolysat de caséine contenant 40 % en poids de substances solides, 20 % en poids d'acide aminé, 20 % en poids de chlorure de so- dium et 0, 15 % en poids de phénylalanine (pH = 6). On -5- jette le volume mort. En jouant sur la pression et le vide on peut entièrement compter ou aspirer l'hydrolysat à tra- vers la colonne. La composition de la solution qui quitte la colonne est la suivante: teneur en substance solide 35 % teneur en acide aminé 17 % teneur en chlorure de sodium 18 % teneur en phénylalanine 0,02 % En diluant cet hydrolysat à une concentra- tion de 1,5 % de chlorure de sodium on obtient une prépa- ration sapide ayant un goût de viande. On prépare le polymère de bêta-cyclodextri- ne à partir de cyclodextrine ou d'un mélange d'hydrates de carbone contenant de la cyclodextrine en réticulant en présence d'alcool polyvinylique, d'acétate polyvinyli- que ou de copolymère acétate-alcool polyvinylique, au moyen d'un réactif polyfonctionnel capable de réagir avec la cyclodextrine et avec le polymère (cF demande de brevet publiée en Allemagne sous le NO 2 927 733). Tableau 1: Formation d'un complexe polymère de cyclodextrine-phénylalanine en fonction de la concentra- tion en phénylalanine en milieu aqueux (pH - 7, diamètre de la colonne: 16 mm). Quantité de B-cyclodextrine: 6,5 g. Hauteur de la colonne: 2 cm. Concentration en Quantité phénylalanine Phénylalanine (mg.) phpnylalanine initiale de absorbée absorbée par 1 g. de Lmg./100 ml.p phénylalanine (mg. ) % polymère (mg.) i 15 mg. (dans 30 ml.) 1,25 8,3 2,5 30 mg. (dans 30 ml. ) 1,70 5,7 3,5 45 mg. (dans 30 ml.) 2,00 4,4 4,0 Quantité de B-cyclodextrine:1,0 g. Hauteur de la colonne: 4 cm. 15 mg. (dans 30 ml.) 1,75 11,7 1,7 30 mg. (dans 30 ml.) 2,95 9,8 3,0 45 mg. (dans 30 ml.) 4,00 8,9 4,0 Quantité de B-cyclodextrine: 2,0 g. Hauteur de la colonne: 7 cm 15 mg.(dans 30 ml.) 3,25 21,7 1,6 30 mg. (dans 30 ml.) 4,70 15,7 2,4 45 mg. (dans 30 mi.) 7,75 17,2 3,9 ! VI r% re ta. cc TABLEAU 1 (SUITE) Concentration en Quantité initiale de phénylalanine phénylalanine (mg.) phénylalanine phénylalanine (mg.) absorbée absorbée par 1 g. mg./100 ml. mgZ % de polymère Quantité de B-cyclodextrine: 3,0 g. Hauteur de la colonne: 10 cm. 15 mg. (dans 30 ml.) 4,80 32,0 1,6 30 mg. (dans 30 ml.) 7,00 23,3 2,3 45 mg. (dans 30 ml.) 11,25 25,0 3,8 Co -r eq. ! !- I -8- REVENDICATIONS 1. Procédé pour diminuer la teneur en phénylalanine des hydrolysats protéiques et concentrés à arôme de viande préparés à partir de ces hydrolysats, qui implique de soumettre l'hydrolysat protéique ou le concentré d'arôme de viande à une chromatographie sur une colonne remplie d'un polymère de bêta-cyclodextrine. 2. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 1, qui implique d'ajuster la concentra- tion de phénylalanine à 0,5 à 3 g/l, la teneur totale en acides aminés à 10 à 30 % en poids et la teneur en substance solide à 20 à 50 % en poids dans l'hydroly- sat protéique à traiter. 3. Procédé tel que revendiqué dans la revendication 2, qui implique d'ajuster la teneur tota- le en acides aminés à 20 % en poids et la teneur en sub- stance solide à 40 % en poids dans l'hydrolysat protéi- que à traiter. 4. Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3, qui implique de faire passer 100 parties en poids d'un hydrolysat protéi- que à travers 10 à 100 parties en poids d'une colonne de polymère-de bêta-cyclodextrine. 5. Procédé tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendicationsi à 4, qui implique de pré- préparer le polymère de bêta-cyclodextrine employé à partir de cyclodextrine ou d'un mélange d'hydrates de carbone contenant de la cyclodextrine, en présence d'un copolymère acétate-alcool polyvinylique, en réticulant avec un réactif polyfonctionnel capable de réagir avec la cyclodextrine et le polymère.