BRPI0610945A2 - frações de leite enriquecidas com fosfatidilserina para a fromulação de alimentos funcionais - Google Patents

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Abstract

A presente invenção refere-se a uma fonte de fosfatidilserina derivada de leite bovino de composição natural, que tem excelente dispersibilidade e estabilidade organoléptica, bem como física. A fonte é útil em nutracêutico na forma de pó, líquido ou dispersão. A fonte pode ser preparada a partir do soro da produção de óleo de manteiga ou a partir do retentado da microfiltração do soro do leite para propósitos de remoção de gordura.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FRAÇÕESDE LEITE ENRIQUECIDAS COM FOSFATIDILSERINA PARA A FORMULAÇÃO DE ALIMENTOS FUNCIONAIS".
A presente invenção refere-se à fosfatidilserina bovina, à suapreparação e uso.
Os fosfolipídios (PL) são substâncias muito comuns no mundobiológico. Eles compõem a membrana na maioria das células tanto em plan-tas quanto em animais. Esses lipídios são organizados em estruturas decamadas duplas que servem como barreiras entre os diversos compartimen-tos e proporcionam o ambiente adequado para os receptores, as enzimas eas proteínas de transporte. Eles também servem como transmissores para acomunicação entre as células. Uma grande parte do cérebro é constituídapor fosfolipídios. 15 % da fonte de fosfolipídios do cérebro humano consisteem fosfatidilserina (PS). À medida que o cérebro envelhece, material é per-dido e substituído por substâncias inativas, como o colesterol.
A PS ultimamente tem se mostrado de grande interesse comoum componente ativo em alimentos nutracêuticos para o desempenho cogni-tivo melhorado, o impedimento da perda de memória e como um agente deliberação do estresse. A literatura é exemplificada pelo artigo de Bento et al.Nutritional Neuroscience, Vol. 4 p. 169-178, com o título "The influence ofPhosphatidylserine Supplementation on Mood and Heart Rate when Facedwith an Acute Stressor".
Ensaios têm sido efetuados durante os anos, com resultadospositivos significativos de ingestão de PS em estresse e desempenho cogni-tivo, vide, por exemplo, Blokland et al., "Cognition-Enhancing Properties ofSubchronic Phosphatidylserine (PS) Treatment in Middle-Aged Rats: Compa-rison of Bovine Cortex PS With Egg PS and Soybean PS', em Nutrition Vol.15, N2 10, 1999.
A PS pode ser usada como nutracêutico e introduzida em diver-sas formulações de alimentos, bebidas, comprimidos e tipos diferentes debarras contendo um concentrado de ingredientes benéficos para a saúde.
Historicamente, o cérebro bovino era usado como matéria-primapara o isolamento de PS; porém, após o surto da doença das vacas loucas(BSE), este material não está mais em uso por razões óbvias.
Durante os últimos poucos anos, uma variante semi-sintéticaderivada da lecitina de soja foi desenvolvida e vendida por companhias co-mo Lucas Meyer GmbH / Degussa, Enzymotec, Chemi and Lipogen. Aqui,faz-se referência ao WO 2005/027822. O procedimento principal usado portodos os fabricantes de PS mencionados é, até o ponto que sabemos, fa-zendo-se a troca do grupo principal dos fosfolipídios no substrato, por exem-plo, trocando-se o grupo colina na fosfatidil colina pela serina, usando a fos-folipase D como enzima ativa para a reação ocorrer.
Por causa da necessidade de ativar a enzima com o cálcio nes-ses procedimentos, a PS freqüentemente termina como um sal de Ca maldispersável. A pureza do composto pode variar de 20-90 %. Um outro pro-blema associado com o procedimento de troca de grupo principal são pe-quenos resíduos de atividade da enzima fosfolipase D, o que resulta na ins-tabilidade da PS em sistemas líquidos à base de água. Um problema princi-pal adicional com as frações puras de PL derivadas como um todo é o de-senvolvimento de um sabor muito desagradável nos sistemas à base de á-gua. Por causa dessas desvantagens, a PS é vendida, na maioria das vezes,na forma capsular dissolvida em óleo. Pelas razões dadas acima, as formu-lações de bebidas de PS dispersada em água não têm sido bem-sucedidasaté agora.
Um outro problema em relação à comercialização é a origem daPS. A PS de grupo principal trocado não é de origem natural. Ela é, na reali-dade, uma substância semi-sintética tendo todas as restrições impostas pe-las autoridades de saúde pública quanto ao uso em produtos alimentícioshumanos.
Para resolver os problemas descritos acima, foi buscada umanova fonte natural de PS.
O leite contém fosfolipídios na membrana da gotícula gordurosado leite (MFGM). Essa membrana é organizada em estruturas de camadasduplas ordenadas, juntamente com proteínas especiais, as assim chamadasproteínas da MFGM.
Os fragmentos especiais de MFGM que se originam do comple-xo de golgi no úbere e de material da MFGM rompido das gotículas gorduro-sas estão presentes no leite desnatado.
Após efetuar um procedimento de extração com solvente, acomposição dos fosfolipídios pode ser determinada, preferivelmente porRMN P 31 (Spectral Service GmbH na Alemanha).
Uma composição típica do padrão de PL do leite é a seguinte(método de RMN P31):
Porcentagem molar
Fosfatidilcolina (PC) 27
Fosfatidilinositol (PI) 7
Fosfatidilserina (PS) 13
Esfingomielina (SPH) 25
Fosfatidiletanolamina (PE) 27
Outros 1
A composição de PL no leite é de natureza única devido aos al-tos teores de PS e esfingomielina (SPH).
A SPH é também um lipídio polar bioativo no leite. Ela reduz acaptação de colesterol, e é também considerada como tendo um efeito anti-tumor no cólon. O efeito anticarcinogênico ativo é detectado para o produtode degradação da SPH no trato intestinal, a saber, a ceramida. Aqui, faz-sereferência a Vésper et al. (1999) Sphingolipids in food and the emerging im-portance of sphingolipids to nutrition, J. Nutr. 129: p..1239 -1250.
O leite integral é uma fonte fraca de PS. Ele contém somentecerca de 27 mg de PS por litro. O leite desnatado contém cerca de 10 mg /litro. O leitelho da batedura de nata contém cerca de 130 mg de PS / litro. Oleitelho do óleo de manteiga é uma fonte ainda melhor de PS, contendo cer-ca de 250 mg de PS / litro.
Definições
Os termos a seguir usados no relatório descritivo têm os seguintes significados:O nutracêutico é definido como qualquer substância que seja umalimento ou parte de um alimento e proporcione benefícios médicos e/ou desaúde, incluindo a prevenção e o tratamento de doença.
O leitelho é definido como a fase de soro após a produção demanteiga ou óleo de manteiga.
PL é uma abreviação para fosfolipídios.
PS é uma abreviação para fosfatidilserina.
SPH é uma abreviação para esfingomielina.
MFGM é uma abreviação para membrana da gotícula gordurosado leite.
O concentrado de PL, conforme usado nesta invenção, é umconcentrado de fosfolipídios derivado de leite bovino.
A cromatografia líquida de alta performance (HPLC) com o de-tectar de RMN P31 é um método avançado para determinar a composiçãode fosfolipídios, incluindo a PS, após extração com solvente de amostrassecas.
Modelo de Teste de Tensão Social de Trier (TSST), conformedescrito por Kirschbaum, C, Pirke, KM, Hellhammer, DH, The "Trier SocialStress Test" A tool for investigating psychobiological stress responses in alaboratory setting, Neurophysiobiology, 1993, 28, p. 76-81
O Esprion 300, da DMV International, é um concentrado de pro-teína do soro do leite com cerca de 30 % de proteína.
Descrição da invenção
A presente invenção diz respeito a uma fonte de fosfatidilserinaderivada de leite bovino de composição natural que tem excelente dispersibi-lidade e estabilidade organoléptica, bem como física.
Tal fonte pode ser derivada de leitelho ou da fase de soro daprodução de óleo de manteiga. Ela pode conter mais do que 0,2 % de PS,calculado sobre o peso dos sólidos totais, tal como 0,2 a 10 % de PS ou 1,5a 3 % de PS, calculado sobre o peso dos sólidos totais.
Uma fonte da invenção pode adicionalmente fornecer a esfingo-mielina em uma quantidade aproximadamente duas vezes a quantidade defosfatidilserina.
Tal fonte é útil em uma composição nutracêutica.
Ela pode ser um ingrediente nutracêutico na forma de um con-centrado de pó ou líquido em dispersão ou em solução.
Os exemplos de composições nutracêuticas é o chocolate, osorvete, as bebidas, o iogurte, as barras nutricionais ou qualquer formulaçãonutracêutica.
Especialmente, é possível proporcionar uma composição nutra-cêutica na forma de uma bebida, sem os problemas de precipitação do in-grediente ativo contendo uma quantidade da fonte da invenção, dando umabebida contendo mais do que 20 mg de PS e mais do que 40 mg de SPH porporção, tal como 20 mg a 500 mg de PS e 40 mg a 1500 mg de SPH porporção.
A porção diária é normalmente 20 a 1000 ml ou 100 a 250 ml.
A composição nutracêutica pode também ser formulada para aingestão em alimentos sólidos, dando 20 mg a 500 mg de PS e 40 mg a1500 mg de SPH por unidade ou dose.
Todos os valores entre 20 mg e 500 mg de PS e 40 e 1500 deSPH podem ser usados. Não há nenhum limite específico. Entretanto, serádifícil de medir o efeito de menos do que 20 mg de PS e 40 mg de SPH aodia. Mais do que 500 mg de PS e 1500 mg de SPH ao dia não serão prejudi-ciais para a saúde.
Uma composição nutracêutica pode ser baseada em leite ou be-bidas derivadas do leite, como o iogurte de beber ou o iogurte comum, qual-quer outro tipo de bebida, incluindo a água, o suco de frutas ácidas ou asbebidas similares com sabor de frutas tendo um pH na faixa de 2 a 8.
A invenção também diz respeito a um processo para a prepara-ção de uma fonte de fosfatidilserina derivada de leite bovino a partir do soroda produção de óleo de manteiga, compreendendo concentrar a nata co-mum por centrifugação, após o que a emulsão resultante é rompida em umhomogeneizador, a fase de soro é coletada, separada da gordura e tratadapor ultrafiltração, incluindo a diafiltração, e finalmente secada por pulveriza-ção.
Tal processo pode dar um concentrado de PL de leite no qual afração de fosfolipídio compreende mais do que 75 % dos lipídios totais noconcentrado.
Em tal processo, o teor de gordura comum da nata é concentra-do a partir de cerca de 40 % até cerca de 80%. Quanto maior for a concen-tração de gordura na nata antes da inversão da fase, maior o teor de PL,incluindo a fosfatidilserina, na fase de soro.
A fonte de fosfaditilserina derivada de leite bovino é também ob-tenível do retentado da microfiltração do soro do leite, após a remoção degordura.
Para obter um pó contendo altos teores de PS principalmente, anata para a produção de óleo de manteiga é, desse modo, concentrada porcentrifugação até uma nata contendo cerca de 80 % de gordura. Após rom-per a emulsão por alto cisalhamento, um soro de manteiga ou leitelho con-centrado é obtido, juntamente com o óleo de manteiga. O leitelho assim ob-tido é continuamente separado da gordura no processo, dando um soro con-tendo cerca de 70 - 80 % de PL dos lipídios totais no soro. Após isso, o soroé esfriado e ultrafiltrado para reduzir os teores de lactose e cinza, e opcio-nalmente por diafiltração, até um retentado com cerca de 17 % de PL doslipídios totais, e em particular cerca de 2,0-2,5 % de PS nos sólidos totais.
Esse concentrado é finalmente secado por pulverização.
Seguindo esse procedimento, obteve-se uma boa fonte de PSnatural com a seguinte composição global típica:
<table>table see original document page 7</column></row><table>
Surpreendentemente, verificou-se que, quando se adiciona omaterial especificado acima a uma base de bebida como a água ou o leitedesnatado, dando 100 mg de PS por 200 ml de porção, obteve-se uma fontemuito eficiente de PS, sem nenhuma precipitação de PS e nenhuma deterio-ração do sabor durante a armazenagem de longa duração na temperaturado refrigerador.
Exemplos
Exemplo 1
Efeito da fonte da invenção comparada com os produtos de PSde soja modificados por troca do grupo principal sobre o mercado.
Três bateladas de 40 litros de leite desnatado armazenados emtanques revestidos foram adicionadas com três pós diferentes contendo PSde diferentes fontes, a saber:
• Concentrado de PL de leite de acordo com a invenção, de origem deleitelho, contendo 2,0 % de PS.
• "PS 20" da Enzymotec em Israel, contendo 21 % de PS. Produto de PSa partir de lecitina de soja com grupo principal trocado.
• Idem "PS 60" da Enzymotec, fabricado de acordo com o mesmo princí-pio que o "PS 20", contendo 62 % de PS.
A adição de PS foi calculada para dar uma dose de 100 mg dePS para uma porção de 200 ml da bebida à base de leite desnatado.
O leite com o material de PS adicionado foi aquecido até 75-Cem um tanque revestido e mantido na temperatura final por 10 min.
A dispersão foi homogeneizada em duas etapas, 40 x 105 e 160x 105 Pa (40 e 160 bars), respectivamente, e tratada com UHT (temperaturaultra-alta) a 142QC por 6 s. Após esfriamento, o produto foi acondicionadoem frascos estéreis de 500 ml e armazenado a 8QC por três meses.
O leite foi testado quanto ao sabor e teor de PS (RMN P31) apósuma semana; 1 mês; dois e três meses.
A conclusão do teste foi que a fração especial de leitelho adicio-nada ao leite era física e organolepticamente estável.
O PS 20 e o PS 60 adicionados ao leite eram fisicamente instá-veis. Já após uma semana, 70 % da PS tinha precipitado e sedimentado nofundo dos frascos. A bebida feita com PS a partir da fonte da invenção foiverificada ser quimicamente estável por todo o período de teste e não mos-trou nenhuma precipitação.
Quanto à qualidade organoléptica, a amostra de PS 20 adquiriuum sabor desagradável, típico para soja, que tornou o leite quase não bebí-vel. O sabor da amostra de PS 60 era mais estável durante o período de teste.
Em suma, de acordo com o procedimento de fabricação usado,somente a PS derivada de leitelho de acordo com a invenção era fisicamen-te estável por um longo período, não proporcionando nenhuma precipitaçãodo composto ativo.
Exemplo 2
240 toneladas métricas de nata com teor de gordura de 40 %foram concentradas a 11,5 m3/h, a 70QC, em um separador centrífugo, paradar uma nata com cerca de 80 % de gordura. A nata concentrada foi, na e-tapa seguinte, invertida na fase em um homogeneizador e a fase de soro,enriquecida em fosfolipídios, foi removida a 1300 litros/h em um procedimen-to de separação de dois estágios e esfriada para cerca de 49C. Após ultrafil-tração e secagem da fase de soro (leitelho), cerca de 1,2 tonelada métricade concentrado de PL de leite foi obtida com alta proporção de PL em rela-ção aos lipídios totais, isto é, 19 % de PL com um teor de lipídios totais de23,3 %. A composição de concentrado de PL de leite em mais detalhe édescrita na tabela abaixo:
<table>table see original document page 9</column></row><table><table>table see original document page 10</column></row><table>
Exemplo 3
Formulação e comparação e ensaio clínico
Uma bebida de teste contendo cerca de 300 mg de fosfatidilseri-na por dose ou porção de 250 ml foi formulada usando o concentrado de PLde leite produzido no exemplo 2. Aproximadamente 13,5 g de pó de PL deleite foram usados para obter a dose desejada de fosfatidilserina para umvolume de porção de 250 ml. A bebida foi usada para ensaio clínico nos pa-râmetros Endócrinos, Autonômicos e Psicológicos, de acordo com o modelode Teste de Tensão Social de Trier (TSST). A investigação foi feita no Insti-tute Daacro / Organização de avaliação diagnostica e pesquisa clínica emTrier, Alemanha, sob a liderança da Dra. Juliane Hellhammer.
Uma bebida de placebo foi preparada em pó de leite desnatadoe óleo de manteiga. As bebidas foram homogeneizadas a 50 x 105 Pa (50bar) e tratadas termicamente a 143°C por 4 s. As formulações foram aroma-tizadas por um extrato de baunilha e adoçadas por adição de sucralose. Alactose foi ajustada na bebida de teste para conter o mesmo teor que o pla-cebo. A bebida de placebo não continha quase nenhum fosfolipidio, o que foiverificado após análise. Tanto o teste quanto o placebo contidos eram, des-se modo, equivalentes em relação aos lipídios (1,3 %), proteína (3,2 %) elactose (4,4 %).
Tanto a amostra de teste quanto o placebo eram perfeitamenteestáveis na armazenagem por pelo menos 4 meses e não criaram nenhumsabor desagradável.
O ensaio clínico compreendeu, no total, 46 pacientes em um ar-ranjo de duplo cego. As bebidas de teste e placebo foram consumidas emum modo controlado por três semanas, após o que os pacientes foram ex-postos ao teste de tensão TSST / Teste de Tensão Social de Trier. Tanto osparâmetros fisiológicos, endócrinos, quanto cognitivos, como memória, hu-mor / tensão, foram medidos e comparados entre os grupos.
Resultado do teste clínico:
O sumário a seguir foi fornecido a partir da avaliação do ensaio:Considerados juntos, os resultados do presente estudo sugeremque a ingestão de 13,5 g de pó de PL de leite, como especificado acima (istoé, um aditivo da invenção), em uma formulação de bebida, dá fortes indica-ções de melhora do desempenho de memória de trabalho, ao mesmo tempoem que modera as respostas de tensões fisiológicas e endócrinas. Os teoresde níveis de cortisol no soro e na saliva foram, por exemplo, significativa-mente diminuídos no grupo de teste.
Além disso, observou-se que o colesterol (LDL) foi significativa-mente reduzido em cerca de 10 % no soro sangüíneo do grupo de teste, emcomparação com o grupo de placebo. O valor de HDL não foi influenciado.Exemplo 4
Formulação de chocolate ao leite
O chocolate ao leite com concentrado de PL de leite adicionadofoi manufaturado de acordo com a receita a seguir, dando uma batelada de100 kg de produto acabado.
Quantidade (kg)
Açúcar 39,00
Massa de cacau 16,50
Manteiga de cacau 18,50
Lactose 4,00
Pó de leite 17,50
Pó de PL de leite 4,50
Vanilina 0,03
O produto era totalmente comparável de modo físico e organo-léptico à referência sem os PL de leite. Uma porção diária de 100 g de cho-colate proporcionaria 100 mg de PS (mais 160 mg de SPH).Exemplo 5
Formulação de sorvete
O sorvete foi preparado de acordo com a receita a seguir, dandouma batelada de 100 kg.
Quantidade (kg)
Nata (40 % de gordura) 25,00
SMP (Pó de leite desnatado) 3,62
Esprion 300 (concentrado de proteína do soro do leite) 0,67
Açúcar 9,00
Xarope de frutose 9,00
Emulsificante (LBG) 0,12
Goma guar 0,08
Pó de PL de leite 4,33
Água até 100
Uma porção diária normal de sorvete é 75 g. Em 4,33 % de póde PL de leite com 2,2 % de PS, a quantidade diária de PS é 70 mg (160 mgde SPH). O produto era comparável à referência tanto de acordo com o sa-bor quanto com a estabilidade. A quantidade de emulsificante pôde ser re-duzida significativamente no produto de teste.

Claims (20)

1. Fonte de fosfatidilserina derivada de leite bovino de composi-ção natural que tem excelente dispersibilidade e estabilidade organoléptica,bem como física.
2. Fonte de acordo com a reivindicação 1, derivada de leitelhoou da fase de soro da produção de óleo de manteiga.
3. Fonte de acordo com a reivindicação 1, contendo mais do que-0,2 % de PS, calculado sobre o peso dos sólidos totais.
4. Fonte de acordo com a reivindicação 1, contendo 0,2 a 10 %de PS, calculado sobre o peso dos sólidos totais.
5. Fonte de acordo com a reivindicação 1, contendo 1,5 a 3 % dePS, calculado sobre o peso dos sólidos totais.
6. Fonte de acordo com a reivindicação 1, fornecendo a esfin-gomielina em uma quantidade aproximadamente duas vezes a quantidadede fosfatidilserina.
7. Composição nutracêutica contendo um ingrediente nutracêuti-co na forma de uma fonte como definida na reivindicação 1.
8. Composição nutracêutica como definida na reivindicação 7, naforma de chocolate, sorvete, uma bebida, um iogurte, barras nutricionais ouqualquer formulação nutracêutica.
9. Composição nutracêutica como definida na reivindicação 8, naforma de uma bebida contendo uma quantidade da fonte como definida nareivindicação 1, dando uma bebida contendo mais do que 20 mg de PS emais do que 40 mg de SPH por porção.
10. Composição nutracêutica como definida na reivindicação 9,na forma de uma bebida contendo uma quantidade da fonte como definidana reivindicação 1, dando uma bebida contendo 20 mg a 500 mg de PS e 40mg a 1500 mg de SPH por porção.
11. Composição nutracêutica de acordo com a reivindicação 10,em que a porção diária é 20 a 1000 ml.
12. Composição nutracêutica de acordo com a reivindicação 11,em que a porção diária é 100 a 250 ml.
13. Composição nutracêutica de acordo com a reivindicação 8,para a ingestão como sólido dando 20 mg a 500 mg de PS e 40 mg a 1500mg de SPH por unidade ou dose.
14. Composição nutracêutica de acordo com a reivindicação 6,baseada em leite.
15. Composição nutracêutica de acordo com a reivindicação 6,baseada em um outro tipo de bebida, incluindo a água, o suco de frutas áci-das ou as bebidas similares com sabor de frutas tendo um pH na faixa de 2a 8.
16. Processo para a preparação de uma fonte de acordo com areivindicação 1, a partir do soro da produção de óleo de manteiga, compre-endendo concentrar a nata comum por centrifugação, após o que a emulsãoresultante é rompida em um homogeneizador, a fase de soro é coletada,separada da gordura e tratada por ultrafiltraçao, incluindo a diafiltraçao, efinalmente secada por pulverização.
17. Processo de acordo com a reivindicação 16, dando um con-centrado de PL de leite no qual a fração de fosfolipidio compreende mais doque 75 % dos lipídios totais no concentrado.
18. Processo de acordo com a reivindicação 16, em que o teorde gordura comum da nata é concentrado a partir de cerca de 40 % até cer-ca de 80%.
19. Fonte de acordo com a reivindicação 1, obtenível pelo pro-cesso como definido na reivindicação 16.
20. Fonte de acordo com a reivindicação 1, obtenível a partir doretentado da microfiltração do soro do leite para propósitos de remoção degordura.
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