Brevet FR2711654A1 — publié le 19950505

Procédé d'obtention de lactulitol et lactulitol obtenu selon ce procédé. La présente invention concerne un procédé d'obtention de lactulitol à partir d'un mélange issu de l'hydrogénation de lactulose. L'hydrogénation du lactulose en solution aqueuse est menée par l'hydrogène généralement sous pression de 100 bars, à 1200C pendant plusieurs heures et en présence d'un catalyseur solide tel que le nickel de Raney. Il a été découvert que l'hydrogénation du lactulose (D-fructose4-O-B-D- galactopyranosyl) donne deux isomères qui sont le D-mannitol-4-O-B-D-galactopyranosyl (lactulitol) et le D-sorbitol-4-O-O-D-galactopyranosyl (lactitol). Voir article paru dans la revue Le lait (1983), 63, pp 443-462. Ces deux composés présentent des formules développées ne différant l'une de l'autre que par la position d'un groupement hydroxyle sur un de leurs atomes de carbone. Le lactitol est un sucre-alcool généralement utilisé dans les préparation alimentaires et dans de nombreuses boissons, ainsi que dans les aliments diététiques. Il se combine aisément avec d'autres sucres pour donner une meilleure texture et une meilleure stabilité au produit traité. n est peu calorique, peu cariogène, présente une bonne stabilité thermique et un pouvoir sucrant de 0,35 par rapport au saccharose. Le lactitol est aussi utilisé comme matière première dans la synthèse d'esters d'acides gras dans l'industrie des détergents. I1 n'existe actuellement pas dans l'état de la technique de procédé de séparation du lactulitol à partir d'un mélange renfermant du lactîtol et du lactulitol. L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé d'obtention de lactulitol pur à partir d'un mélange renfermant les deux isomères décrits ci-dessus et, éventuellement, des monosaccharides tels que du galactose. Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel procédé permettant l'obtention d'une solution aqueuse de lactulitol très pure. Encore un autre objectif est de décrire un tel procédé permettant la séparation du lactulitol selon un rendement important. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui concerne un procédé d'obtention de lactulitol (D-mannitol-4-0-B-D- galactopyranosyl) à partir d'un mélange issu de l'hydrogénation de lactulose, ledit mélange contenant du lactitol et du lactulitol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a) faire passer ledit mélange sur une colonne de chromatographie basse pression renfermant une résine cationique fortement acide; b) éluer ledit mélange contenu dans ladite colonne à l'aide d'un solvant aqueux de façon à obtenir au moins deux fractions ; l'une de ces fractions ne renfermant que du lactulitol, 1' autre de ces fractions ne renfermant que du lactitol; c) récupérer le lactulitol contenu dans la ou les fractions ne renfermant que du lactulitol. Ainsi de façon très surprenante le procédé permet d'assurer la séparation du lactulitol et du lactitol bien que ces deux composés ne diffèrent l'un de l'autre que par la position d'un groupement hydroxyle sur l'un de leurs atomes de carbone. Selon une variante de l'invention, l'étape b) consiste à éluer de plus au moins une fraction intermédiaire renfermant un mélange de lactitol et de lactulitol. Préférentiellement, ledit procédé comprend les étapes supplémentaires consistant à d) faire passer la ou lesdites fractions intermédiaires renfermant un mélange de lactitol et de lactulitol sur ladite colonne; e) éluer ladite ou lesdites fractions de façon à obtenir au moins deux fractions, l'une ne renfermant que du lactitol, l'autre ne renfermant que du lactulitol. Selon une variante de l'invention, lorsque ledit mélange comprend de plus des monosaccharides, le procédé comprend l'étape complémentaire consistant à éluer une fraction renfermant lesdits monosaccharides. Avantageusement, ladite résine cationique porte des cations Ca++. Egalement avantageusement, ladite résine présente une granulométrie moyenne d'au plus 250 Rm. Selon une autre variante de l'invention, ladite résine présente un taux de pontage préférentiellement compris entre 4 et 12 %. D'une façon intéressante, ledit solvant d'élution est de l'eau permutée. On notera toutefois que l'on pourra utiliser d'autres types d'eau purifiée en tant que solvant d'élution. L'invention, ainsi que les différents avantages qu'elle présente sera plus facilement comprise grâce aux deux exemples de réalisation qui vont suivre, en référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 représente la formule développée du lactulitol; - la figure 2 représente la formule développée du lactitol; - la figure 3 représente le schéma de principe du procédé; - la figure 4 représente le profil de concentration des différentes fractions obtenues en sortie de colonne, dans l'exemple 1 - la figure 5 représente le spectre RMN 13C d'un mélange de lactitol et de lactulitol; - la figure 6 représente le spectre RMN13C du lactitol pur; - la figure 7 représente le spectre RMN 13C du lactulitol pur; - la figure 8 représente le profil de concentration des différentes fractions obtenues en sortie de colonne, dans l'exemple 2. En référence aux figures 1 et 2, le lactitol et le lactulitol sont des isomères résultant de l'hydrogénation du lactulose qui ne diffèrent l'un de l'autre que par la position du groupement OH au niveau du carbone numéroté 2. Selon l'invention, ces isomères peuvent être séparés par chromatographie basse pression sur résine cationique forte. Les deux exemples suivants mettent en oeuvre le procédé selon l'invention à partir d'un sirop de lactitol et de lactulitol présentant la composition suivante: lactitol 25 % en poids, lactulitol 25 % en poids, eau 50 % en poids, monosaccharides: traces. Exemple 1 En référence à la figure 3 un millilitre du mélange ayant la composition précisée ci-dessus est introduit dans une colonne 1 de 2,5 cm de diamètre et de 111 cm de longueur, remplie d'une résine cationique forte DOWEX AG50W-X8 (marque déposée), fabriquée par la société Rohm et Haas, sous forme Ca++. La granulométrie moyenne de la résine est de 100 Rm. La température de la colonne est de 61"C. Le taux de pontage de la résine est de 8 %. Le mélange est ensuite élué grâce à de l'eau permutée avec un débit d'élution de 2ml/mn. Après élution, on obtient quatre fractions: - fraction I: constituée de lactulitol à 100 % pur, et contenant environ 70 % du lactulitol de départ, - fraction H : contenant du lactitol et du lactulitol, - fraction III : constituée du lactitol à 100 % pur, et contenant environ 47 % du lactitol de départ, - fraction IV : constituée de monosaccharides. Le diagramme donnant le profil de concentration à la sortie de la colonne est donné en figure 4. Alors que la fraction IV contenant les monosaccharides est éliminée, la fraction II est à son tour éluée dans la colonne 1 dans les mêmes conditions opératoires, de façon à séparer le lactitol du lactulitol. Les spectres RMN13C du mélange de départ, du lactitol (fraction III) et du lactulitol (fraction I) sont donnés aux figures 5, 6 et 7 respectivement. Ces spectres ont été effectués sur des échantillons de fractions concentrées par déshydratation puis lyophilisées. L'analyse comparative de ces spectres montre bien que la fraction 1 ne contient que du lactulitol. Exemple 2 Le même mélange de départ que celui utilisé dans l'exemple 1 a été passé sur la colonne 1 remplie d'une autre résine cationique forte DUOLITE C204 (marque déposée) sous forme Ca++ présentant une granulométrie moyenne de 250 Film. La température de la colonne a été fixée à 55"C et le débit d'élution par de l'eau permutée à 2,3 ml/mn. Après élution, quatre fractions ont été obtenues: - fraction I constituée du lactulitol à 100 % pur, et contenant 25 % du lactulitol de départ, - fraction II intermédiaire contenant du lactitol et du lactulitol, - fraction III constituée du lactitol à 100 % pur, et contenant 36 % du lactitol de départ, - fraction IV constituée de monosaccharides. Le diagramme donnant le profil de concentration à la sortie de la colonne est donné à la figure 8. Bien que conduisant à des rendements inférieurs, le présent exemple a permis l'obtention d'une fraction contenant uniquement du lactulitol (fraction I). Le lactulitol obtenu est susceptible d'être utilisé à titre alimentaire, diététique ou pharmaceutique, ou encore chimique en remplacement du lactitol. Les deux exemples de réalisation de l'invention ici décrits n'ont pas pour objet de réduire la portée de l'invention. Ainsi, il pourra être envisagé d'utiliser d'autres résines cationiques fortes que celles mentionnées, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'obtention de lactulitol (D-mannitol-4-0-ss-D-galactopyranosyl) à partir d'un mélange issu de l'hydrogénation de lactulose, ledit mélange contenant du lactitol et du lactulitol, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: a) faire passer ledit mélange sur une colonne de chromatographie basse pression renfermant une résine cationique fortement acide; b) éluer ledit mélange contenu dans ladite colonne à l'aide d'un solvant aqueux de façon à obtenir au moins deux fractions ; l'une de ces fractions ne renfermant que du lactulitol, l'autre de ces fractions ne renfermant que du lactitol; c) récupérer le lactulitol contenu dans la ou les fractions ne renfermant que du lactulitol. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'étape b) consiste à éluer de plus au moins une fraction intermédiaire renfermant un mélange de lactitol et de lactulitol. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires consistant à: d) faire passer la ou lesdites fractions intermédiaires renfermant un mélange de lactitol et de lactulitol sur ladite colonne; e) éluer ladite ou lesdites fractions de façon à obtenir au moins deux fractions, l'une ne renfermant que du lactitol, l'autre ne renfermant que du lactulitol. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit mélange comprend du lactitol, du lactulitol et d'autres monosaccharides et en ce qu'il comprend l'étape complémentaire consistant à éluer une fraction renfermant lesdits monosaccharides. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite résine cationique porte des cations Ca++. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite résine présente une granulométrie moyenne d'au plus 250 Rm. 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ladite résine présente un taux de pontage compris entre 4 et 12 %. 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que ledit solvant d'élution est de l'eau permutée. 9. Lactulitol caractérisé en ce qu'il est obtenu grâce au procédé selon l'une des revendications 1 à 8.