BRPI0606909A2 - composições hidrocolóide e aquosa gelificada ou espessada, produto alimentìcio, encapsulado, uso de peptìdeos, e, processo de preparação de uma composição hidrocolóide - Google Patents

Abstract

COMPOSIçõES HIDROCOLóIDE E AQUOSA GELIFICADA OU ESPESSADA, PRODUTO ALIMENTìCIO, ENCAPSULADO, USO DE PEPTìDEOS, E,PROCESSO DE PREPARAçãO DE UMA COMPOSIçãO HIDROCOLóIDE. De acordo com a presente invenção, as composições hidrocolóides são fornecidas compreendendo polissacarídeos aniónicos, assim como uma quantidade de material peptídico. Estas composições hidroeolóides podem ser adequadamente usadas para gelificar e/ou viscosificar sistemas aquosos. Interações entre ditos polissacarídeos aniónicos e ditos peptídeos em sistemas aquosos resultam em redes de polfineros reticulados. De acordo com a presente invenção os peptídeos são tipicamente obtidos hidrolisando-se composições proteicas e opcional e subseqUentemente isolando-se ou purificando uma fração catiónica delas. O uso dos presentes sistemas aquosos gelificados e/ou viscosificados em. por exemplo, produtos alimentícios, bebidas, encapsulados e composições farmacêuticas e/ou cosméticas é descrito aqui.

Description

"COMPOSIÇÕES HIDROCOLÓIDE E AQUOSA GELIFICADA OUESPESSADA, PRODUTO ALIMENTÍCIO, ENCAPSULADO, USO DEPEPTÍDEOS, E, PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃOHIDROCOLÓIDE"

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se ao campo de gelificação e/ouviscosifição de composições hidrocolóides. Mais em particular, refere-se aouso de materiais peptídicos como agentes de reticulação, para gelificar e/ouviscosificar composições polissacarídicas aniônicas aquosas. Assim, ascomposições hidrocolóides compreendendo polissacarídeos aniônicos, taiscomo uma quantidade de material peptídico, são fornecidas pela presenteinvenção, assim como sistemas aquosos gelificados e/ou viscosificados,incluindo, por exemplo, produtos alimentícios compreendendo ditascomposições hidrocolóides.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Para aplicação de hidrocolóides, tais como proteínas epolissacarídeos, nas indústrias farmacêuticas, cosméticas e alimentícias, asinterações entre as moléculas hidrocolóides são da maior relevância. Muitoshidrocolóides são capazes de viscosificar sistemas aquosos e/ou formar hidrogéis. Hidrogéis são redes de hidrocolóides contendo água, mostrandocomportamento semelhante a sólido com resistência característica,dependente de sua concentração e dependente da dureza e da fragilidade daestrutura do(s) hidrocolóide(s) presente(s).

Em sua definição mais geral, um gel é descrito como uma mistura de pelo menos dois componentes, um do quais é um líquido, presentesem uma quantidade substancial. Além disso, os géis apresentam umcomportamento de sólido ou semelhante a sólido. A fim de expor estecomportamento de sólido ou semelhante a sólido, o menor componente temque formar uma rede tridimensional de enchimento de espaço. Por causa dacoexistência desta estrutura de rede dentro de uma fase líquida, um gelcomporta-se como um sólido elástico em baixos valores de tensão, porémacima de uma tensão de deformação finita eles transformam-se em um líquidoviscoso.

Os hidrogéis são tipicamente preparados por dispersão ehidratação de hidrocolóides, opcionalmente aquecendo e esfriando.Subseqüentemente os hidrocolóides formam uma rede tridimensional depolímeros com substâncias químicas ou físicas reticuladas entre várias cadeiaspoliméricas, resultando em um hidrogel macroscópico. Tais reticulados entreas cadeias poliméricas podem ser quaisquer interações químicas ou físicas,incluindo ligação covalente, ligação iônica, ligação de hidrogênio,associações hidrofóbicas, interações dipolo-dipolo e interações Van derWaals. Portanto, os géis podem ser divididos em dois grupos, dependendo dostipos de interações que possuam a estrutura de rede juntas.

Géis químicos são formados através de reticulado covalente desoluções diluídas de polímeros ou óxidos inorgânicos e, por causa da naturezacovalente da rede, sua formação é termicamente irreversível. Um exemplo dereticulado covalente de ácidos policarboxílicos pode ser encontrado em FR 2752 843. Em dito documento, um agente de reticulação, compreendendo pelomenos dois grupos amina, por exemplo, polilisina ou poliornitina, é usado. Oprocesso compreende combinar os ácidos policarboxílicos, um agenteativador e o agente de reticulação sob tais condições que ligações covalentesentre os ácidos policarboxílico e o agente de reticulação sejam formadas. Osco-polímeros reticulados assim formados são insolúveis em sistemas aquosos e são obtidos como um precipitado. A formação de um gel (químico) usando-se estes co-polímeros reticulados não está descrita na FR 2 752 843.

Em géis físicos, as subunidades constituindo a estrutura derede são mantidas juntas por interações não covalentes. Muitos géis formadospor polímeros, proteínas, tensoativos, pequenas moléculas orgânicas e atéargilas minerais, pertencem a esta classe.

Em geral, a formação de géis físicos, baseados empolissacarídeos aniônicos, baseia-se em agentes de reticulação catiônicos,para reticular as cadeias tendo grupos funcionais aniônicos tais como -S03 e-COOH, em uma rede.

A maioria comumente usada de agentes de reticulação incluemíons metálicos mono- ou multivalente. Para a maioria dos tipos depolissacarídeos aniônicos, os cátions divalentes são mais eficazes empromover gelificação, enquanto que outros tipos são mais eficazmentegelificados usando-se cátions metálicos monovalentes. Os cátions metálicostrivalentes são com freqüência constatados causarem precipitação. Tanto aresistência do gel como a temperatura de fusão aumentam com o aumento daconcentração do cátion metálico.

O uso de compostos poliméricos orgânicos, tendo um ou maisresíduos catiônicos, para polissacarídeos aniônicos reticulados, foi descrito.Na US 4.996.150 os sistemas de biocatalisadores encapsulados em contasconsistindo de polissacarídeo aniônico e polímero catiônico são descritos. Opolímero catiônico pode ser qualquer polialcano amina e/ou polialcano imina.

A US 4.138.292 descreve microorganismos e enzimasimobilizantes em uma matriz de gel obtida contatando-se uma solução aquosade um polissacarídeo sulfatado com íons amônio, um íon metálico, umaamina solúvel em água ou um solvente orgânico miscível em água. De acordocom este documento, exemplos representativos de tais polissacarídeosincluem carragenano, furcelarano e sulfato de celulose. Aminas orgânicas adequadas para gelificar ou solidificar o polissacarídeo incluemalquilenodiaminas de 1-20 átomos de carbono, hidroxamatos, hidrazidasalquil-ésteres ou amidas de ácidos amino básicos, peptídeos e polialquilenoiminas. Exemplos apropriados de peptídeos que podem ser empregados deacordo com a US 4.138.292 compreendem lisil-lisina, histidil-lisina, histidil-arginina, histidil-arginil-lisina e polilisina.

As propriedades específicas de um hidrogel, isto é, comrespeito à viscosidade, elasticidade, dureza, aparência, etc, são afetadas porvários fatores, incluindo a escolha do polissacarídeo, a escolha de agente dereticulação, pH, teores de sólidos, etc. Também a necessidade de controlar ataxa de gelificação é bem reconhecida afetar, por exemplo, a resistênciamecânica e o tamanho de poro do gel obtido. Para muitas aplicações, taiscomo em formulações biomédicas, farmacêuticas, alimentícias e cosméticas, anecessária/preferida taxa de gelificação situa-se dentro de parâmetrosrelativamente estreitos. Fatores que foram relatados controlar a taxa degelificação incluem, por exemplo, a solubilidade dos compostos contendocátion; concentração de cátion; mistura/relação de compostos contendocátion; concentração de polímeros; temperatura de gelificação; aplicação decisalhamento, etc.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os presentes inventores, como resultado de extensiva pesquisae experimentação, verificaram que as composições aquosas compreendendopolissacarídeos aniônicos podem ser adequadamente gelificadas e ouespessadas usando-se peptídeos reticulados. Mais particularmente, sãoprovidas composições hidrocolóides compreendendo um polissacarídeoaniônico e peptídeos, em que ditos peptídeos são tipicamente obtidoshidrolisando-se as composições proteicas e opcional e subseqüentementeisolando-se ou purificando-se uma fração catiônica delas. Além disso, o usodos sistemas hidrocolóides presentes como um agente espessante e/ougelificante é descrito.

As composições compreendendo polissacarídeos e proteínaspor microencapsulação de materiais particulados por coacervação complexasão bem conhecidas na técnica da química de colóides. Em geral acoacervação refere-se ao fenômeno de separação de fase de dispersõescoloidais em duas fases líquidas, isto é, uma fase pobre em polímeros(colóides) e rica em solvente e uma fase compreendendo gotículas decoacervado concentradas em polímeros. A coacervação de colóides pode serrealizada por numerosas maneiras, incluindo mudança da temperatura ou dopH ou pela adição de um segundo composto polimérico. Tipicamente, atendência de ocorrer formação de complexo polimérico e separação de faseaumenta com a densidade de carga dos polímeros e peso molecular (MW) dopolímero. Um aumento de MW do polímero reduz a densidade de cargarequerida para coacervação.

A preparação de medicamentos distribuídos em microcápsulaspela formação de complexo de poli(L-lisina) e alginato ou carragenano foidescrita por Thu et al ("Alginate polycation microcapsules I. Interactionbetween alginate and polycation", Biomaterials, 17 (1996), 1031-1040) eGirod et al ("Polyelectrolyte complex formation between iota-carrageenanand poly(L-lysine) in dilute aqueous solutions: a spectroscopic andconformational study", Carbohydrate Polymers 55 (2004) 37-45)respectivamente. Em seu trabalho Girod et al estudou a interação entre poli-lisina (PLL) e iota-carragenano no domínio de concentrações, onde oscomplexos formados são solúveis. Estudos em sistemas de separação de fase,compreendendo PLL e iota-carragenano, especialmente considerando o efeitode parâmetros, tais como pH, força iônica, densidades cargas e pesomolecular na medida da separação de fase, foram descritos anteriormente.

A formação complexa de hidrolisados de caseína com pectinade beterraba e/ou amido de baixa sacarificação foi descrita por Tokaev et al ("Study of complex formation by food proteins by gel filtration andultracentrifugation", FSTA base de dados 89-l-10-a0021; IFIS (1987)). Maisparticularmente Tokaev et al. estudaram a formação destes complexossolúveis, usados utilizando-se filtragem gel, assim como a estabilidade deemulsões compreendendo-as por análises de sedimentação. Visto que oscomplexos formados podem ser separados por filtragem gel, inevitavelmenteeles existem como elementos distintos (ou coacervados) dentro do sistemaaquoso. De acordo com Tokaev et al. a caseína hidrolisada contém 20-25 kDade fragmentos peptídicos.

Os sistemas descritos por Girod et al. e Tokaev et al. nãopodem formar géis. Espessantes e/ou gelificantes das composiçõeshidrocolóides presentes em sistemas aquosos não envolvem fase de separaçãomacroscópica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Assim, a presente invenção, em um primeiro aspecto, refere-sea composições hidrocolóides gelificantes e/ou espessantes compreendendo,com base no peso seco de ditas composições, 1-95 % em peso depolissacarídeos aniônicos e 1-95 % em peso de peptídeos reticulados, tendouma massa molecular dentro da faixa de 0,3-12 kDa, em que ditos peptídeoscompreendem uma quantidade total de lisina, histidina e arginina entre 2,5-40% em mol, com base na quantidade total de resíduos aminoácidoscompreendidos nos peptídeos.

Os termos "espessado", e "espessamento", como aqui usados,referem-se à aumentada viscosidade de um sistema ou composição aquoso eao aumento da viscosidade (ou viscosificação) das composições aquosas,respectivamente. Por isso estes termos são usados aqui intercambiavelmentecom os termos "viscosificado" e "viscosificação" respectivamente.

A expressão "polissacarídeo aniônico', como aqui usada,refere-se a qualquer tipo de polissacarídeo compreendendo grupos funcionaisque possam carregar uma ou mais cargas negativas em sistemas aquosos, porexemplo, grupos carboxila, grupos fosfato e/ou grupos sulfato. Ospolissacarídeos aniônicos podem ser derivados de quaisquer fontes e/oupodem ser obtidos por modificação, por exemplo, derivatização de umpolissacarídeo. Preferi velmente os polissacarídeos aniônicos de acordo com apresente invenção são selecionados do grupo compreendendo carragenanos,alginatos, ágar, pectinas, pectinas modificadas, goma gelana, goma xantana,furcelarano, derivados de celulose, particularmente carboximetil celulose(CMC) e sulfato de celulose, sulfato de dextrano, amidos modificados, exo- polissacarídeos e suas misturas.

De acordo com outra forma de realização a presentecomposição compreende polissacarídeos aniônicos contendo em média nãomais do que 1,5 dos acima mencionados grupos funcionais (aniônico) pormonossacarídeo, mais preferivelmente não mais do que 1,0.

O presente inventor verificou que qualquer polissacarídeoaniônico, que possa ser usado para viscosificar e/ou gelificar sistemasaquosos, na presença de cátions metálicos, pode adequadamente também sê-lona presença de peptídeos reticulados de acordo com a presente invenção.Portanto, de acordo com uma mesmo mais preferida forma de realização, apresente composição hidrocolóide gelificante e/ou espessante,compreendendo polissacarídeo aniônico, é selecionada de carragenanos,CMC, pectinas, goma xantana, goma gelana, ágar ágar e suas misturas, aindamais preferivelmente de carragenanos, CMC, goma xantana, goma gelana,ágar ágar e suas misturas.

De acordo com uma mais preferida forma de realização, umacomposição hidrocolóide gelificante é fornecida em que o polissacarídeoaniônico é selecionado de k-carragenano, i-carragenano, carragenano ^k-híbrida, goma gelana e suas misturas.

Geralmente é sabido que sistemas compostos de mais do que um polissacarídeo exibem uma incomparável complexidade de propriedadesnão aditivas, que resultam em eficiência de espessamento, ou reologiashíbridas e texturas com vantagens sensoriais e de processamento. Por isso, acomposição hidrocolóide pode adequadamente compreender misturas dospolissacarídeos aniônicos acima mencionados e polissacarídeos catiônicos ounão iônicos.

A composição hidrocolóide fornecida pela presente invençãocompreende pelo menos 1 % em peso de polissacarídeos aniônicos, com baseno peso seco de dita composição, até mais preferivelmente pelo menos 5 %em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 10 % em peso e muitíssimopreferivelmente pelo menos 25 % em peso. Preferivelmente a quantidade dospolissacarídeos aniônicos não excede, com base no peso seco da composição,95 %, mesmo mais preferivelmente não excede 90 % em peso, maispreferivelmente não excede 75% em peso.

Como mencionado aqui acima, a presente composiçãohidrocolóide compreende 1-95 % em peso de peptídeos reticulados tendo umamassa molecular dentro da faixa de 0,3-12 kDa, ditos peptídeoscompreendendo uma quantidade total de lisina, histidina e arginina entre 2,5-40 % em mol. De acordo com uma forma preferida de realização, ditospeptídeos são obtidos hidrolisando-se uma composição proteica,opcionalmente seguida por isolamento de uma fração catiônica dela.Composições proteicas originadas de qualquer fonte adequada podem serusadas de acordo com a presente invenção.

Portanto, de acordo com uma particularmente preferida formade realização, os presentes peptídeos reticulados são compreendidos em umacomposição proteica hidrolisada ou em uma fração catiônica isolada dela, emque dita composição proteica compreende uma ou mais proteínasselecionadas de proteínas de cereais, proteínas de clara de ovo, proteínas doleite, incluindo caseínas e, proteínas do soro do leite, proteínas de soja,proteínas de ervilha, proteínas de batata, proteínas de milho, gelatinas e suasmisturas.

As proteínas acima mencionadas podem ser hidrolisadas emqualquer meio conhecido pelo profissional qualificado, que usualmente incluitratamento enzimático, por exemplo, com tripsina ou pepsina, ou hidrolizaçãoquímica, por exemplo, usando-se ácido clorídrico, seguido por neutralizaçãocom hidróxido. De acordo com a presente invenção, é particularmentepreferido hidrolisar enzimaticamente a composição proteica, muitíssimopreferivelmente usando-se pepsina. Esta enzima é sabido gerar fragmentos catiônicos adequados de proteínas, tais como caseínas e lactoferrina.

De acordo com a presente invenção, é essencial que a proteínanão seja completamente hidrolisada, isto é, em aminoácidos livres. Comomencionado aqui acima, os peptídeos têm uma massa molecular dentro deuma faixa de 0,3-12 kDa, em uma mesmo mais preferida forma de realização,dita massa molecular estando dentro da faixa de 0,5-10 kDa. Em uma maispreferida forma de realização, dita massa molecular está dentro da faixa de0,5-8,0 kDa.

Ao contrário de quaisquer descrições da técnica anteriorrelativas ao uso de peptídeos sintéticos para gelificar polissacarídeosaniônicos, os presentes peptídeos de reticulação não compreendemunicamente resíduos aminoácidos tendo uma cadeia lateral catiônica. Maisespecificamente, os presentes peptídeos reticulados compreendem umaquantidade total de lisina, histidina e arginina de 2,5 - 40 % em mol, baseadosem uma quantidade total de resíduos aminoácidos compreendendo ditos peptídeos, preferivelmente dita quantidade na faixa de 2,5 - 25 % em mol,mais preferivelmente de 5 - 25 % em mol, muitíssimo preferivelmente de 10 -25 % em mol.

Visto que os presentes peptídeos reticulados são tipicamenteobtidos hidrolisando-se uma composição proteica, ditos peptídeos reticuladostipicamente não compreendem quaisquer outros resíduos aminoácidos, a nãoser aqueles que possam ser codificados pelas seqüências de ácidos nucléicosda natureza, isto é, outros exceto aqueles selecionados de Ala, Arg, Asn, Asp,Cys, Glu, Gln, Gly, His, lie, Leu, Lys, Met, Phe, Pro, Ser, Thr, Trp, Tyr e Vai.Assim, de acordo com uma particularmente preferida forma de realização, ospresentes peptídeos reticulados compreendem pelo menos 90 % em mol, maispreferivelmente pelo menos 95 % em mol, ainda mais preferivelmente pelomenos 98 % em mol, muitíssimo preferivelmente pelo menos 99 % em mol deresíduos aminoácidos que podem ser codificados por uma ou mais seqüências de ácidos nucléicos.

A composição hidrocolóide pode compreender outrosmateriais protéicos, além de 1-95 % em peso de peptídeos reticuladosdefinidos acima. O termo 'materiais protéicos' como usado aqui, refere-se aqualquer tipo de material compreendendo proteínas, peptídeos e/ou aminoácidos livres.

Tipicamente, em vez de empregar um hidrolisado de proteínacompreendendo o presente peptídeo como tal, uma fração catiônica de umaproteína hidrolisada pode ser usada de acordo com a presente invenção. Ditafração pode ser purificada ou isolada do hidrolisado usando-se qualquermétodo convencional conhecido do profissional qualificado. O termo 'fraçãocatiônica' como aqui usado, refere-se a uma fração caracterizada por umconteúdo relativamente alto, em comparação ao material de partida, deresíduos aminoácidos tendo cadeias laterais catiônicas, isto é, histidina,arginina e lisina. Tipicamente, as presentes frações catiônicas de proteínashidrolisadas compreendem uma quantidade total de lisina, histidina e argininaentre 10 - 25 % em mol. Métodos adequados de purificar ou isolar uma fraçãocatiônica incluem cromatografia preparativa de troca de íons, filtração deeletro membrana, eletrodiálise.

A composição hidrocolóide fornecida pela presente invençãocompreende, com base no peso seco de dita composição, pelo menos 1,0 %em peso, preferivelmente pelo menos, 5,0 % em peso dos peptídeosreticulados, como definido acima, até mais preferivelmente pelo menos 10 %em peso, muitíssimo preferivelmente pelo menos 25 % em peso.Preferivelmente, a quantidade de ditos peptídeos reticulados não excede 95 %em peso, baseados no peso seco da composição, mesmo mais preferivelmentenão excede 90 % em peso, muitíssimo preferivelmente não excede 75 % empeso.

De acordo com a presente invenção os polissacarídeos aniônicos e os peptídeos reticulados são empregados em uma relação em pesovariando de 1,0:15,0 a 15,0:1,0, mais preferivelmente de 1,0:10.0 a 10,0:1,0,ainda mais preferivelmente de 1,0:5,0 a 5,0:1,0.

Outra forma preferida de realização da presente invenção,refere-se a uma composição hidrocolóide como definida aqui antes, em que arelação em peso de ditos polissacarídeos aniônicos e ditos peptídeos éescolhida, de modo que a composição compreenda lisina, histidina e argininaem uma quantidade de 0,01-75 mmol por grama de polissacarídeos aniônicos,muitíssimo preferivelmente em uma quantidade de 0,1-25 mmol por grama depolissacarídeos aniônicos, muitíssimo preferivelmente 1-20 mmol por grama de ditos polissacarídeos.

De acordo com uma forma particularmente preferida derealização, as presentes composições hidrocolóides não compreendemquaisquer agentes de acoplamento, tais como aqueles tradicionalmente usadosna síntese de peptídeos. Mais particularmente, as composições hidrocolóides da invenção não compreendem quaisquer carbodiimidas, derivadas dequinolina e/ou misturas de anidridos, tal como cloroformiatos.

Outro aspecto da presente invenção refere-se a um processo depreparação de uma composição hidrocolóide, esse processo compreendehidrolisar uma composição proteica a um tal grau que peptídeos tendo uma massa molecular média dentro da faixa de 0,3-12 kDa sejam obtidos,tipicamente em um grau de hidrólise (DH) entre 5-40 %, e combinando-sedita composição proteica hidrolisada com polissacarídeos aniônicos em umarelação variando de 1,0:15,0 a 15,0:1,0. O termo "grau de hidrólise" (DH)refere-se à porcentagem de ligações peptídicas separadas. O método paradeterminar DH é o método de colorimetria TNBS descrito em Adler-Nissen,J., "Determination of the Degree of Hydrolysis of Food Protein Hydrolysatesby Trinitrobenzenesulfonic Acid", J. Agric. Food Chem., Vol. 27, No. 6,1979, pg. 1256-62. Quanto mais uma proteína é hidrolisada (mais elevadoDH), menor o peso molecular médio; o perfil peptídico mudaconseqüentemente. Preferivelmente o grau de hidrólise é entre 7-30 % emmol. Como mencionado aqui antes, é preferido que dita composição proteicaseja hidrolisada enzimaticamente, muitíssimo preferivelmente usando-sepepsina. As condições e o tempo de incubação necessário para o graudesejado de hidrólise pode ser facilmente determinado pela pessoaqualificada.

De acordo com uma preferida forma de realização ditoprocesso ainda compreende isolar uma fração catiônica da proteínahidrolisada e combinar dita fração com os presentes polissacarídeosaniônicos.

Ainda outro aspecto da presente invenção refere-se a umacomposição hidrocolóide obtenível pelo processo aqui descrito acima.

Visto que, de acordo com a presente invenção, os polímeros depolissacarídeos aniônicos são reticulados por peptídeos, a presentecomposição hidrocolóide é caracterizada pelo fato de poder ser empregadausando-se baixas concentrações de sais. Portanto, de acordo com uma formapreferida de realização a composição compreende não mais do que 10 mmolpor grama de polissacarídeos aniônicos de cátions metálicos selecionados deNa+' K+ e Ca2+, mais preferivelmente não mais do que 6 mmol por grama de polissacarídeos aniônicos.

De acordo com a presente invenção, as composições aquosasgelificadas ou espessadas são fornecidas compreendendo a presentecomposição hidrocolóide. Mais particularmente, um aspecto da invençãorefere-se a composições aquosas gelificadas ou espessadas, baseadas no pesototal da composição, 0,01-10 % em peso de polissacarídeos aniônicos e 0,01-40 % em peso de peptídeos reticulados, tendo uma massa molecular dentro dafaixa de 0,3-12 kDa, em que ditos peptídeos compreendem uma quantidadetotal de lisina, histidina e arginina entre 2,5-40 % em mol, com base na quantidade total de resíduos aminoácidos compreendidos em ditos peptídeos.

De acordo com uma forma preferida de realização, ospresentes sistemas aquosos gelificados ou espessados são preparadoscombinando-se a composição hidrocolóide com dito sistema aquoso.Preferivelmente, o pH do sistema aquoso varia de 3,0 - 8,5, maispreferivelmente de 4,0 - 8,0, muitíssimo preferivelmente 4,0 - 7,0. O sistemaaquoso pode ser aquecido e/ou forças de cisalhamento podem ser aplicadasnele quando adicionando-se a composição hidrocolóide, a fim de melhorar ahidratação dos polissacarídeos aniônicos. Se a dispersão aquosa dacomposição hidrocolóide for permitida esfriar e/ou se a força de cisalhamentonão for mais aplicada, o sistema aquoso começará a viscosificar ou solidificar.

As presentes composições hidrocolóides podemadequadamente ser utilizadas para incorporação em vários tipos de gênerosalimentícios para fornecer textura, estrutura, viscosidade, elasticidade e/ouestabilidade. Portanto, outro aspecto da presente invenção refere-se a um gênero alimentício compreendendo, com base no peso total do alimento, 0,01-95 % em peso de uma composição hidrocolóide aquosa gelificada ouespessada, como definido aqui anteriormente. Tipicamente o gêneroalimentício é contínuo em água. Exemplos adequados incluem sobremesas,recheios, sorvetes e bebidas.

Visto que, de acordo com a presente invenção, as composiçõesgelificadas ou espessadas são adequadamente preparadas sem a adiçãode cátions metálicos, ditos hidrogéis podem vantajosamente ser empregadosem gêneros alimentícios pouco salgados, isto é, gêneros alimentícioscompreendendo pouco ou nenhum NaCl, tais como aqueles tipicamenteempregados em dietas usadas por pessoas que sofrem de insuficiênciacardíaca, enfraquecimento da função do fígado, pressão sangüíneaalta, doença de rins crônica e aguda, etc. Assim, uma particularmentepreferida forma de realização da invenção refere-se a gêneros alimentícios compreendendo a presente composição hidrocolóide aquosa,dito gênero alimentício compreendendo não mais do que 30 mM,preferivelmente não mais do que 15 mM de cátions metálicos selecionados deNa+'K+eCa2+.

As presentes composições hidrocolóides podem ser adequadamente usadas para imobilizar enzimas e/ou microorganismos quesão usados para catalisar várias conversões, aprisionando-os dentro de umamatriz de gel. Alternativamente, a presente composição hidrocolóide pode serusada para preparar microcápsulas compreendendo agentes terapêuticos e/oudiagnósticos, por exemplo, para controlada liberação de medicamento.

Portanto, outro aspecto da presente invenção refere-se a um encapsuladocompreendendo um ingrediente ativo contido em uma matriz compreendendo0,5 - 95 % em peso de polissacarídeos aniônicos e 0,5 - 95 % em peso depeptídeos tendo uma massa molecular dentro da faixa de 0,3-12 kDa, em queditos peptídeos compreendem uma quantidade total de lisina, histidina earginina entre 2,5 - 40 % em mol, baseados na quantidade total de resíduosaminoácidos compreendida em ditos peptídeos. Ingredientes ativos quepodem vantajosamente ser encapsulados em uma matriz de acordo com apresente invenção incluem medicamentos, vacinas, enzimas, hormônios,oligonucleotídeos, vitaminas, etc.

Em ainda uma forma de realização alternativa, a presentecomposição hidrocolóide aquosa pode ser usada para preparar umacomposição cosmética ou uma composição terapêutica para aplicação tópicade pele. Portanto, ainda outro aspecto da presente invenção refere-se acomposições hidrocolóides aquosas como definido aqui antes,compreendendo um agente terapêutico ou cosmético.

Outro aspecto da presente invenção refere-se ao uso depeptídeos tendo uma massa molecular dentro da faixa de 0,3-12 kDa ecompreendendo uma quantidade total de lisina, histidina e arginina 2,5-40 %em mol, baseados na quantidade total de resíduos aminoácidos compreendidonos peptídeos, como definido aqui antes, para melhorar as característicasgelificantes e viscosificantes de polissacarídeos aniônicos.

A invenção é ainda ilustrada nos seguintes exemplos, que nãosão destinados a serem de maneira alguma limitantes do escopo da invenção como reivindicada.

EXEMPLOS

Exemplo 1

Uma proteína hidrolisada comercialmente disponível,Hyfoama 66 (ex Quest B.V. Naarden, the Netherlands), foi adicionada asoluções aquosas de i-carragenano (0,5 % p/v) em diferentes valoresde pH (pH 5,8, pH 7,0 e pH 8,0) em uma quantidade de 25 mg/ml. Ascaracterísticas (isto é, a distribuição do peso molecular dos fragmentose a quantidade (% em mol) de histidina, arginina e lisina compreendidano hidrolisado) da Hyfoama 66 foram determinadas em um outroexperimento. Estes resultados são apresentados no exemplo 2. A Hyfoama 66foi dissolvida nas soluções de carragenano por aquecimento a 60 °C. Aformação de gel em tubos Eppendorf (2 ml) à temperatura ambiente foivisualmente verificada.

Foi observado que i-carragenano forma géis de Hyfoama 66 de concentrações de 25 mg/ml em pH 5,8 e pH 7,0 e pH 8,0.

Exemplo 2

As frações catiônicas foram preparadas de 4 proteínashidrolisadas, Hyfoama 66, caseinato de sódio, lactoferrina e proteína declara do ovo (EWP). O efeito das frações peptídicas sob gelificação decarragenano foi testado. Além disso, as frações peptídicas catiônicas foramanalisadas em composição de aminoácido e em distribuição de peso molecularpor GPC.

10 gramas de caseinato de sódio e EWP e lactoferrina foramhidrolisados com pepsina (5 % em proteína, pH 3) por incubação por 4 horasa 37 °C. A pepsina foi inativada ajustando-se o pH a 7,0. A diálise (MWCO100) dos hidrolisados foi realizada antes da isolação cromatográfica da fraçãocatiônica e após a isolação desta fração. A diálise foi continuada até acondutividade [uS/cm] alcançar um valor estável. Os hidrolisadosdessalinizados e suas frações catiônicas foram congelados e liofilizados. Ostrês hidrolisados dessalinizados preparados recentemente e Hyfoama 66 foramfracionados. Os hidrolisados dessalinizados foram dissolvidos em tampão deNa-acetato 50mM pH 4,5. O material não solúvel foi removido porcentrifugação e filtração (0,45 um) e o filtrado foi empregado em uma colunaguarnecida com HiTrap SP (Amersham) pelo uso do sistema cromatográficoAkta (Amersham). Após a lavagem da coluna com o mesmo tampão, a fraçãocatiônica foi diluída com tampão de Na-acetato 50 mM pH 4,5 contendo 1 MNaCl.

A distribuição de peso molecular foi determinada pelo uso decromatografia de exclusão de tamanho (método de pesquisa de alimentoNIZO: Visser et al in Journal of Chromatography 599 (1992) 205-209). Como uso de proteínas marcadoras com conhecidas massas moleculares, ostempos de eluição correspondentes com fragmentos de proteínas tendo massasmoleculares de 5 e 10 kDa foram determinados. Estes tempos de eluiçãoforam usados para dividir os fragmentos em três classes, > 10 kDa, entre 10 e5 kDa e <5 kDa. A tabela 1 mostra a distribuição nestas três classes dosdiferentes hidrolisados e suas frações catiônicas. As frações catiônicas obtidasdos hidrolisados foram todas enriquecidas em fragmentos tendo uma massamolecular > 5 kDa.17

Tabela 1: Distribuição de massa molecular de hidrolisados e suas fraçõescatiônicas.

<table>table see original document page 18</column></row><table>

A determinação da composição de aminoácido em hidrolisados

e sua fração catiônica foi realizada por Ansynth service B.V. de acordo com ométodo de hidrólise ácida. Os amino ácidos catiônicos percentuais (Lis, His eArg) nos hidrolisados e as suas frações catiônicas são mostrados na Tabela 2.

Tabela 2: Amino ácidos catiônicos em percentagem em mol nas diferentesorigens proteicas e nas suas frações catiônicas.

<table>table see original document page 18</column></row><table>

O efeito das frações catiônicas preparadas no comportamentode gelificação de polissacarídeos aniônicos foi avaliado com capa e iotacarragenano. A formação de gel em tubos Eppendorf (2 ml) à temperaturaambiente foi verificada visualmente, por decantação. Na tabela 3 sãofornecidos os resultados da avaliação do efeito de peptídeos catiônicos nagelificação de carragenanos. Com a faixa de concentração aplicada em todos os casos, a gelificação pôde ser observada como resultado da adição dasfrações catiônicas. Dependendo da concentração da fração catiônica, foiencontrada diferença nas características do gel,. Diferenças na aparênciaforam encontradas. As frações catiônicas derivadas de EWP e lactoferrinaprovocaram a formação de um gel turvo, enquanto que as frações catiônicas de Hyfoama 66 e caseinato de sódio resultam em géis transparentes.Tabela 3: Efeito de diferentes frações peptídicas catiônicas no comportamento de

<table>table see original document page 19</column></row><table>

Exemplo 3

Uma fração catiônica de lactoferrina foi aplicada para avaliar oefeito em outros polissacarídeos aniônicos. Uma série de cinco preparações depolissacarídeo anionico foi avaliada. A formação de gel em tubos Eppendorf(2 ml) à temperatura ambiente foi checada visualmente. Os resultados sãomostrados na Tabela 4. Foi observado que a gelificação de carragenano i/k-híbrida, goma xantana e gelana pode ser induzida pela adição da fraçãopeptídica catiônica dos hidrolisados de lactoferrina.

Tabela 4: Efeito da fração peptídica catiônica de lactoferrina no comportamentode gelificação de diferentes polissacarídeos aniônicos (0,5 % (w/v)).

<table>table see original document page 19</column></row><table>Exemplo 4

Proteínas intactas e preparadas sinteticamente de poli-L-lisina(Sigma-Aldrich, Zwijndrecht, Países baixos) foram aplicadas para avaliar seuefeito em k-, i- e A,-carragenano (0,5 % (p/p)). O comportamento destasmisturas foi inspecionado visualmente em tubos Eppendorf (1,5 ml) àtemperatura ambiente. Os resultados são mostrados na Tabela 5. A formaçãode complexo foi observada em todos os casos. A formação de complexo namistura da carragenano aniônica e do peptídeo cationico ou poli-L-lisinaresultou na formação de um material na solução turvo, esbranquiçado ouavermelhado no caso do citocromo c.

Tabela 5: Efeito de peptídeos e poli-L-lisina no comportamento decarragenanos (0,5% (w/v)).

<table>table see original document page 20</column></row><table>

Claims (17)

1. Composição hidrocolóide, caracterizada pelo fato decompreender, com base no peso seco de dita composição, 1-95 % em peso depolissacarídeos aniônicos e 1-95 % em peso de peptídeos tendo uma massamolecular dentro da faixa de 0,3-12 kDa, em que ditos peptídeoscompreendem uma quantidade total de lisina, histidina e arginina entre 2,5-40% em mol, com base na quantidade total de resíduos aminoácidoscompreendidos nos peptídeos.

2. Composição hidrocolóide de acordo com a reivindicação 1,caracterizada pelo fato do polissacarídeo aniônico ser selecionado decarragenanos, alginatos, ágar, pectinas, pectinas modificadas, goma gelana,goma xantana, furcelarano, derivados de celulose, particularmentecarboximetil celulose (CMC) e sulfato de celulose, sulfato de dextrano,amidos modificados, exo-polissacarídeos e suas misturas;

3. Composição hidrocolóide de acordo com as reivindicações 1ou 2, caracterizada pelo fato da relação em peso de ditos polissacarídeosaniônicos e ditos peptídeos variar de 1:15 a 15:1.

4. Composição hidrocolóide de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato da relação em peso deditos polissacarídeos aniônicos e ditos peptídeos ser escolhida de modo que acomposição compreenda lisina, histidina e arginina em uma quantidade de-0,01 - 75 mmol por grama de polissacarídeos aniônicos.

5. Composição hidrocolóide de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de compreender não maisdo que 10 mmol por grama de polissacarídeos aniônicos de cátions metálicosselecionados de Na+' K" e Ca2+.

6. Composição hidrocolóide de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato dos peptídeos terem umamassa molecular dentro da faixa de 0,5 - 8,0 kDa.

7. Composição hidrocolóide de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato dos peptídeoscompreenderem uma quantidade total de lisina, histidina e arginina entre 5 -25 % em mol, com base na quantidade total de resíduos aminoácidoscompreendida em ditos peptídeos.

8. Composição hidrocolóide de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato do peptídeo estarcompreendido em uma composição proteica hidrolisada.

9. Composição hidrocolóide de acordo com a reivindicação 8,caracterizada pelo fato da composição proteica compreender uma ou maisproteínas selecionadas de proteínas de cereais, proteínas de clara de ovo,proteínas do leite, proteínas de soja, proteínas de ervilha, proteínas de batata,proteínas de milho, gelatinas e suas misturas.

10. Composição hidrocolóide de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato do polissacarídeo aniônicoser selecionado de K-carragenano, i-carragenano, carragenano i/K-híbrida,goma gelana e suas misturas.

11. Composição aquosa gelificada ou espessada, caracterizadapelo fato de compreenderem, com base no peso total da composição, de 0,01- 10 % em peso de polissacarídeos aniônicos e 0,01 - 40 % em peso depeptídeos, tendo uma massa molecular dentro da faixa de 0,3 -12 kDa, emque ditos peptídeos compreendem uma quantidade total de lisina, histidina earginina entre 2,5 - 40 % em mol, com base na quantidade total de resíduosaminoácidos compreendidos nos peptídeos e a relação em peso depolissacarídeos aniônicos e de peptídeos variar del:15al5:l.

12. Produto alimentício, caracterizado pelo fato decompreender 0,01 - 95 % em peso, com base no peso total do produtoalimentício, de uma composição aquosa gelificada ou espessada comodefinida na reivindicação 11.

13. Produto alimentício de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do produto alimentício compreender não mais do que-30 mM de cátions metálicos selecionados de Na",K+ e Ca2+.

14. Encapsulado, caracterizado pelo fato de compreender umingrediente ativo contido em uma matriz compreendendo 0,5 - 95 % em pesode polissacarídeos aniônicos e 0,5 - 95 % em peso de peptídeos, tendo umamassa molecular dentro da faixa de 0,3-12 kDa, em que ditos peptídeoscompreendem uma quantidade total de lisina, histidina e arginina entre 2,5 --40 % em mol, com base na quantidade total de resíduos aminoácidoscompreendidos em tais peptídeos.

15. Uso de peptídeos tendo uma massa molecular dentro dafaixa de 0,3 - 12 kDa e compreendendo uma quantidade total de lisina,histidina e arginina entre 2,5 - 40 % em mol, com base na quantidade total deresíduos aminoácidos compreendidos nos peptídeos, caracterizado pelo fatoser para melhorar as características de gelificação e viscosificação dospolissacarídeos aniônicos.

16. Processo de preparação de uma composição hidrocolóide,caracterizado pelo fato de compreender hidrolisar uma composição deproteína a um tal grau que os peptídeos, tendo uma massa molecular média dentro da faixa de 0,3-12 kDa, são obtidos combinando-se dita composiçãoproteica hidrolisada com polissacarídeos aniônicos, em uma relação variandode 1,0:15,0 a 15,0:1,0.

17. Composição hidrocolóide, caracterizada pelo fato de serobtenível pelo processo como definido na reivindicação 16.