Brevet FR2537496A1 — publié le 19840615

La présente invention concerne un procédé de production en continu d'une pellicule autoporteuse d'un glucane tel que pullulane ou elsinane, constitué princi- palement de motifs maltotriose répétés (dans ce qui suit, le mot"glucane" désignera de tels produits). Ainsi qu'il est décrit, par exemple,dans les publications de brevet japonais no 36 360/76 et 27 561/80, ainsi que dans le brevet japonais kokai No 121 997/78, on peut obtenir du glucane par culture d'une souche du ty- pe Aureobasidium pullulans ou du genre Elsinoe, sur un mi- lieu nutritif contenant des sucres tels que sirop de mals ou sucrose, avec agitation et aération, élimination des débris cellulaires, suivies par la récolte et la purifica- tion du liquide surnageant ou du filtrat. Il est recommandé, lors de la production de pellicule au- toporteuse de glucane, afin d'en augmenter la résistance physique, y compris la résistance à la traction ou au plia- ge, d'utiliser un glucane très pur, dont les impuretés, telles que les substances minérales, ont été éliminées, au- tant que faire se peut Ainsi, utilise-t-on habituellement dans ce but, un glucane très pur dont la teneur en substan- ce minérale hydrosoluble est inférieure à 0,01 %. La production de pellicule à partir d'une solu- tion aqueuse d'un tel glucane très pur, nécessite un choix rigoureux de la base de coulée, de façon à ce que la solu- tion de glucane puisse y être déversée en donnant une cou- che uniforme, et à ce que la pellicule résultante puisse en être facilement enlevée Une forme de réalisation est décrite par exemple dans la publication de brevet japonais No 27 099/80, ou dans les brevets japonais kokai N 013 565/ 79 et 52 793/79, o l'on utilise une plaque métallique ou un cylindre métallique chromé Il ressort de la descrip- tion des brevets japonais kokai ci-dessus, qu'un procédé qui comprend la coulée d'une solution aqueuse de glucane sur de telles bases de coulée, nécessite toutefois l'uti- sation comme agent de démoulage d'une grande quantité d' ester d'acide gras et de sucrose, ainsi qu'un contrôle précis du degré d'humidité lors du stade ultérieur d'en- lèvement de la pellicule résultante de glucane. Malgré ces conditions nécessaires, la production en con- tinud'une pellicule de glucane autoporteuse, à partir d'_ une solution aqueuse de glucane, s'avère très difficile. La présente invention permet d'éviter les incon- vénients de l'art antérieur et d'obtenir facilement en continu une pellicule de glucane autoporteuse, d'épais- seur uniforme, et de réalisation améliorée, dotée de la résistance souhaitable, à partir d'un glucane à teneur plus élevée en impuretés minérales hydrosolubles, et sans contrôle précis du degré d'humidité au stade d'enlèvement de la pellicule. Le nouveau procédé selon l'invention de produc- tion en continu d'une pellicule de glucane autoporteuse, consiste à couler une solution aqueuse de glucane sur la surface d'une bande sans fin en matière plastique résis- tant à la chaleur et subissant un traitement de type co- rona, c'est-à-dire de décharge à voltage élevé, à sécher par chauffage cette solution de glucane, et à enlever de la bande sans fin la pellicule autoporteuse résultante. L'invention est décrite plus en détail avec ré- férence au dessin annexé, qui est une illustration d'un appareil qui peut être utilisé, non limitativement, pour la réalisation de la présente invention * dans ce dessin, 1 représente le réservoir de solution aqueuse de glucane, 2 cette solution, 3 la bande sans fin en matière plastique résistant à la chaleur et subissant le traitement de type corona, 4 le séchoir à chaud, 5 les cylindres rotatifs, 6 la pellicule de glucane autoporteuse, 7 le cylindre pour enrouler ladite pellicule et 8 l'appareil pour le traite- ment de type corona. Conformément à l'invention, les matières plasti- 2537496. ques résistant à la chaleur doivent avoir une thermoré- sistance comprise entre 400 et 100 'C, afin de permettre le séchage par la chaleur de la solution aqueuse de glu- cane qui est coulée dessus Bien que l'on puisse utili- ser une matière plastique résistant à la chaleur comme par exemple polypropylène, polycarbonate ou polyester, le peu d'affinité de ces substances pour la solution de glucane, rend très difficile la formation souhaitée d'une pellicule de glucane d'épaisseur uniforme. C'est pourquoi la demanderesse a poursuivi des études qui lui ont permis de trouver que l'on pouvait obtenir une couche uniforme de solution aqueuse de glucane, par cou- lée de cette solution sur une feuille ou pellicule de ma- tière plastique, qui a été soumise à un traitement par dé- charge à haut voltage, y compris le traitement de type corona, selon le procédé décrit par exemple dans la pu- blication de brevet japonais N O 12 383/65, et que la pel- licule de glucane formée par séchage à chaud de cette cou- che sur la matière plastique, pouvait en être facilement enlevée. Bien que le traitement de type corona de la bande sans fin, puisse être réalisé préalablement au façonnage sous forme de bande sans fin de la feuille ou pellicule résis- tant à la chaleur, il peut s'effectuer après le façonnage, ou au cours de l'opération de la bande sans fin dans un sens continu, afin d'éviter sa modification à la longue. Conviennent conformément à l'invention, les so- lutions aqueuses de glucane, dont le glucane est le cons- tituant prédominant, ayant une teneur pondérale en substan- ce minérale allant de 0,02 à 5 %, et de préférence de 0,04 à 2 %, rapportée à la teneur en glucane Ce pourcentage de teneur pondérale est déterminé comme suit une solution aqueuse à 0,8 % en poids/volume d'un échantillon de glucane est additionnée dans les conditions ambiantes de trois fois son volume de méthanol, afin de provoquer la précipitation, 4et l'on dose par le procédé à l'anthrone le glucane dans le précipité résultant Puis la teneur A en glucane dans l'échantillon est déterminée comme son taux (poids/poids %) rapporté au poids de l'échantillon Séparément, l'é- chantillon est carbonisé, maintenu à 600 C pendant 16 heures, et l'on dose la cendre résiduaire Puis la teneur en substance minérale B dans l'échantillon est déterminée comme le taux {poids/poids %) de cette cendre rapportée au poids de l'échantillon La teneur C en substance miné- rale hydrosoluble est calculée conformément à l'équation: C (poids/poids %) = B x 100 Cette solution aqueuse de glucane peut être éventuellement mélangée avec un ou plusieurs constituants comme par exem- ple, parfum, agent colorant, assaisonnement, pâte naturel- le, cyclodextrine, protéine, graisse, vitamine, hormone, substance antigène, produits antibiotiques, substance bio- logiquement active, virus, microorganisme, spore, graine, lécithine, microcapsule et-plastifiant, puis être séchée à chaud pour donner la pellicule de glucane selon l'inven- tion. La concentration de la solution aqueuse de glu- cane se situe généralement dans l'intervalle de 10 à 50 %, poids pour poids, selon le poids moléculaire moyen du cons- tituant glucane En général, conviennent pullulane ou el- sinane, dont le poids moléculaire moyen est respectivement de l'ordre de 50 000 à 5 000 000, ou de 100 000 à 000 000 L'épaisseur préférée pour la couche de solu- tion'de glucane est comprise entre 0,01 et 0,5 mm Le sta- de de séchage à chaud peut s'effectuer par ventilation d' air chaud à 40 -100 C La pellicule de glucane formée, con- formément aux stades décrits plus haut, peut être facile- ment enlevée de la bande sans fin de matière plastique résistant à la chaleur et ayant subi le traitement de type corona, donnant ainsi une pellicule de glucane autoporteu- se. La description suivante illustre le procédé de production d'une pellicule de glucane autoporteuse, se- lon l'invention, avec référence au dessin annexé Une so- lution aqueuse de glucane 2 est transférée en continu par le cylindre 5, à partir du réservoir 1, sur une bande sans fin 3 en matière plastique résistant à la chaleur et soumise à un traitement de type corona, afin de former une couche uniforme Ensuite, cette solution aqueuse de glucane est introduite dans un séchoir à chaud 4, o elle forme une pellicule 6 sur la surface 3 de la bande sans fin La pellicule autoporteuse résultante 6 est enlevée de la bande sans fin 3, puis est enroulée autour du cylin- dre 7 Ainsi peut-on obtenir en continu une pellicule de glucane autoporteuse. La pellicule de glucane autoporteuse ainsi obte- nue peut être utilisée intacte, comme produit hydrosolu- ble, par exemple produit alimentaire, produit cosmétique, ou produit agricole On l'utilise aussi avantageusement comme substance d'emballage comestible ou hydrosoluble pour différents produits comme produits alimentaires, cos- métiques ou comme médicaments. La présente pellicule autoporteuse de glucane peut être éventuellement imprimée, ou coupée ou laminée en une forme particulière, avant son utilisation De plus, cette pellicule est empaquetée avant son utilisation dans, par exemple, une feuille d'aluminium ou une pellicule de polypropylène. Plusieurs formes de réalisation, non limitati- ves, de l'invention sont données ci-après. EXEMPLE 1 On passe à l'autoclave à 1200 C pendant 20 minutes un mi- lieu de culture comprenant en poids/volume 10 % de sirop de mais (équivalent de dextrose, ED = 43) sur la base du produit sec, 0,6 % de K 2 HPO 4, 0,1 % de Na Cl, 0,02 % de Mg SO 4 7 H 20, 0,06 % de (NH 4)2 SO 4, 0,04 % d'extrait de levure, et de l'eau Après refroidissement, on ensemence ce milieu avec une culture de germes d'Aureobasidiumpullulans IFO 6353, et l'on cultive à 250 C pendant une semaine avec a- gitation et aération Lorsque la culture est terminée, on centrifuge pour éliminer les débris cellulaires, et le li- quide surnageant est décoloré par addition de carbone ac- tivé, partiellement purifié par osmose inverse, et concen- tré de manière habituelle pour donner une solution aqueu- se de pullulane à environ 35 % poids/poids, ayant une teneur en substance minérale de l'ordre de 1 % poids/poids, rapporté au pullulane Le poids moléculaire moyen de ce pullulane est d'environ 2 x 105 daltons, et le rendement est de l'ordre de 70 % par rapport au sirop de mais de dé- part. Ensuite, cette solution de pullulane est coulée de manière continue sur la surface d'une bande sans fin d'une pelli- cule de polyester, ayant subi un traitement de type co- rona, et elle y est séchée avec de l'air chaud à environ 900 C, puis la pellicule formée est enlevée On obtient ainsi de manière continue, une pellicule autoporteuse de pullulane, épaisse de 0,04 mm. Cette pellicule présente une excellente transparence, et peut être avantageusement utilisée comme emballage hydro- soluble, comestible. EXEMPLE 2 Un milieu de culture comprenant,en poids/volume, 10 % de su- crose, 0,12 % d'urée, 0,1 % d'extrait de levure, 0,4 % de K 2 HPO 4, 0,08 % de Mg SO 4 7 H 20 et de l'eau, est mis à l'auto- clave à 120 'C pendant 20 minutes Après refroidissement de ce milieu de culture, on y ensemence une culture de germes d'Aureobasidium pullulans IFO 4464, et l'on cultive à 270 C pendant 5 jours Lorsque la culture est terminée, on fil- tre pour enlever les débris cellulaires, et le filtrat ain- si obtenu est alors décoloré par addition de carbone acti- vé, partiellement purifié avec des résines échangeuses d' ions de forme H ou -OH, et concentré de manière habituelle, ce qui donne une solution aqueuse de pullulane à environ % poids/poids, ayant une teneur en substance minérale de l'ordre de 0,08 % poids/poids, rapporté au pullulane Le poids moléculaire moyen de ce pullulane est d'environ 4 x 105 daltons, et le rendement est voisin de 55 %, rapporté au sucrose. Cette solution aqueuse de pullulane est ensuite versée de manière continue sur la surface d'une bande sans fin d' une feuille de polypropylène, ayant subi un traitement de type corona, et est séchée avec de l'air chaud à environ C, ce qui donne une pellicule continue, autoporteuse, de pullulane, épaisse de 0,02 mm. La pellicule résultante possède une excellente transparen- ce, et est utilisable avantageusement comme emballage hy- drosoluble, comestible. EXEMPLE 3 Une solution de pullulane est préparée selon le mode opé- ratoire décrit dans l'exemple 1, et on y ajoute de petites quantités de parfum de cerise et d'un agent colorant rou- ge, comestible. Puis ce mélange est coulé de façon continue sur la surface d'une bande sans fin d'une pellicule de polycarbonate, ayant subi un traitement de type corona; il est séché avec de l'air chaud à environ 80 C ce qui donne une pellicule continue autoporteuse de pullulane, épaisse de 0,06 mm o Le produit obtenu se présente comme une pellicule rose, co- mestible, qui répand un parfum de cerise dans la bouche. EXEMPLE 4 On prépare, selon le mode opératoire décrit dans l'exemple 2, une solution aqueuse de pullulane, à laquelle on ajoute de petites quantités d'un agent colorant vert et d'un com- plexe d'inclusion de L-menthol et de Ce mélange est versé en continu sur la surface d'une bande sans fin d'une feuille de polyester, ayant subi un traite- ment de type corona, et est séché à l'air chaud à environ C, ce qui donne une pellicule continue autoporteuse, de pullulane, épaisse de 0,03 mm. Le produit obtenu est une pellicule verte, comestible, qui répand un parfum de menthol dans la bouche. EXEMPLE 5 Une solution aqueuse de pullulane, préparée selon le mode opératoire de l'exemple 1, est mélangée avec de petites quantités d'un agent colorant brun, comestible, et d'un complexe d'inclusion de cinnamaldéhyde et d' i -cyclodex- trine. Ce mélange est coulé en continu sur la surface d'une bande sans fin d'une pellicule de polyester, ayant subi un trai- tement de type corona, et est séché avec de l'air chaud à environ 95 C, ce qui donne une pellicule continue, auto- porteuse, de pullulane, épaisse de 0,03 mm. Le produit obtenu est une pellicule brune, comestible, qui répand un parfum de cannelle dans la bouche. EXEMPLE 6 Un milieu liquide, comprenant en poids/volume 5 % de sucro- se, 0,2 % d'extrait de levure, 0,5 % de liqueur d'infusion de mais, 0,05 % de K 2 HPO 4, 0,05 % de Mg SO 4 7 H 20, 0,001 % de Fe SO 4 7 H 20 et de l'eau, est mis à l'autoclave à 120 C pen- dant 20 minutes Après refroidissement, ce milieu est ajus- té à p H 6, et ensemencé avec une culture de germes d'El- sinoe fawcetti IFO 8417, puis on cultive pendant 5 jours à 24 C, sous aération et agitation Lorsque la culture est terminée, on centrifuge le produit résultant afin d'élimi- ner les débris de cellules, et la partie surnageante est décolorée par addition de carbone activé, partiellement purifiée par osmose inverse, et concentrée de manière ha- bituelle, ce qui donne une solution aqueuse d'elsinane à environ 15 % poids/poids, ayant une teneur en substance minérale, rapportée à l'elsinane, de 1 % poids/poids envi- ron Le poids moléculaire moyen de cet elsinane est de 1 ' ordre de 4 x o 106 daltons, et le rendement 2537496. par rapport au sucrose voisin de 40 %. Cette solution d'elsinane est alors coulée de façon con- tinue sur la surface d'une bande sans fin de pellicule de polyester, ayant subi un traitement de type corona, et y est séchée avec de l'air chaud à environ 60 C, puis la pellicule obtenue est enlevée On obtient ainsi en conti- nu, une pellicule autoporteuse d'elsinane, épaisse de 0,02 mm Cette pellicule possède une excellente transpa- rence, et peut être avantageusement utilisée comme embal- lage hydrosoluble, comestible. EXEMPLE 7 On met à l'autoclave à 120 C pendant 20 minutes, un mé- lange liquide comprenant en poids/volume, 4 % de sirop en poudre (ED 30), 0,3 % de germe de blé, 0,01 % de NH 4 NO 3, 0,1 % de K 2 HPO 4, 0,05 % de Mg SO 4 7 H 20, 0,05 % de K Cl, 0 '0001 % de Mn SO 4 4 H 20 et de l'eau Après refroidissement, ce milieu de culture est ajusté à p H 7, et est ensemencé avec une culture de germe de Elsinoe leucospila FERM-P N 3874, puis on cultive à 27 C pendant 4 jours, sous aé- ration et agitation Lorsque la culture est achevée, on filtre pour enlever les débris de cellule, et le filtrat obtenu est alors décoloré par addition de carbone activé, partiellement purifié avec des résines échangeuses d'ions de forme -H ou -OH, et concentré de manière habituelle a- fin d'obtenir une solution aqueuse d'elsinane à environ % poids/poids, ayant une teneur en substance minérale, rapportée à l'elsinane, de l'ordre de 0,06 % poids/poids. Le poids moléculaire moyen de cet elsinane est d'environ 1 x 106 daltons, et le rendement est de l'ordre de 65 %, rapporté au sucrose de départ. Cette solution aqueuse d'elsinane est ensuite coulée de manière continue sur la surface d'une bande sans fin de feuille de polypropylène, ayant subi un traitement de type corona, et est séchée avec de l'air chaud à environ 80 C, afin de donner une pellicule autoporteuse d'elsinane, épais- se de 0,03 mm. La pellicule résultante présente une excellente transpa- rence et peut être avantageusement utilisée comme substan- ce d'emballage, hydrosoluble et comestible. EXEMPLE 8 On prépare une pellicule autoporteuse d'elsinane, épaisse de 0,06 mm, selon le mode opératoire de l'exemple 3, mais avec remplacement de la solution de pullulane par une so- lution d'elsinane préparée suivant le procédé décrit dans l'exemple 6. On obtient une pellicule comestible rose, qui répand un parfum de cerise dans la bouche. EXEMPLE 9 Une pellicule autoporteuse d Velsinane, épaisse de 0,03 mm, est préparée comme dans l'exemple 4, mais avec remplace- ment de la solution de pullulane par une solution d'elsi- nane préparée selon le procédé décrit dans l'exemple 7. On obtient une pellicule comestible, verte, qui répand dans la bouche un parfum de menthol. EXEMPLE 10 On prépare une pellicule autoporteuse d 1 elsinane, épaisse de 0,03 mm, comme dans l'exemple 5, à ceci près que la so- lution de pullulane est remplacée par une solution d'elsi- nane obtenue par le procédé décrit dans l'exemple 6. On obtient une pellicule comestible, brune, qui répand dans la bouche un parfum de cannelleo Il est bien entendu que la description et les exemples particuliersindiquant des formes de réalisation préférées de l'invention, ne sont donnés qu'à titre d'illus- tration; différents changements et modifications possibles apparaîtront à l'homme de l'art en partant de cette des- cription détaillée, sans sortir du cadre de l'invention. 2537496 ' Revendications 1 Procédé pour la production en continu d'une pel- licule autoporteuse d'un glucane comprenant essentielle- ment des motifs répétés de maltotriose, qui comprend: la coulée d'une solution aqueuse de ce glucane sur une bande sans fin de matière plastique résistant à la cha- leur, le séchage par la chaleur de cette solution sur la dite bande, et l'enlèvement de la pellicule autoporteuse de glucane ainsi formée, caractérisé en ce que la dite bande de matière plastique est soumise à un traitement par décharge à haut voltage, par exemple de type corona. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bafide de matière plastique est en polypropylène, polyester ou polycarbonate. 3 Procédé selon une des revendications 1 ou 2, ca- ractérisé en ce que la concentration de la solution de glucane est comprise dans l'intervalle de 10 à 50 % en poids. 4 Procédé selon une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que la teneur en substance minérale, rappor- tée à la teneur en glucane, est comprise entre 0,02 et 5 %, de préférence 0 x 04 et 2 %, en poids. Procédé selon une des revendications 1 à 4, carac- térisé en ce que le glucane est du pullulane, de l'elsina- ne, ou un de leurs mélanges. 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le poids moléculaire moyen du pullulane est compris entre 50 000 et 5 000 000 daltons. 7 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le poids moléculaire moyen de l'elsinane est com- pris entre 100 000 et 10 000 000 daltons. 8 Procédé selon une des revendications 1 à 7, carac- térisé en ce que la solution de glucane est coulée sur la bande sans fin, de manière à obtenir une couche uniforme d'épaisseur comprise entre 0,01 et 0,5 mm. 9 Procédé selon une des revendications 1 à-8, carac- térisé en ce que la solution de glucane est séchée avec de l'air chaud à 40 -100 C. Procédé selon une des revendications 1 à 9, ca- ractérisé en ce que la solution de glucane contient en plus un ou plusieurs des constituants suivants: parfum, agent colorant, assaisonnement, pâte naturelle, cyclodex- trine, protéine, graisse, vitamine, hormone, substance antigène, antibiotique, substance biologiquement active, virus, microorganisme, spore, germe, lécithine, microcap- sule, plastifiant. 11 Pellicule autoporteuse de glucane, préparée par le procédé selon une des revendications précédentes.