ES2200058T3

ES2200058T3 - Producto alimentario hipocolesterolemico que contiene una fibra alimentaria encapsulada en zeina.

Info

Publication number: ES2200058T3
Application number: ES96908867T
Authority: ES
Inventors: Stephen Richard Behr; Jeffrey Keith Seeds; Catherine Sue Lamb; Keith Allen Garleb; Joseph Edward Walton
Original assignee: Abbott Laboratories
Current assignee: Abbott Laboratories
Priority date: 1995-03-22
Filing date: 1996-03-21
Publication date: 2004-03-01
Anticipated expiration: 2016-03-21
Also published as: MX9707060A; EP0814675B1; DE69628414D1; AU705087B2; NZ304696A; CA2215980C; AU5256696A; TW349852B; KR100426882B1; WO1996028983A1; IL117506A0; DK0814675T3; NO974333L; NO974333D0; KR19980703143A; HK1008167A1; AR001383A1; PT814675E; ATE241288T1; NO315073B1

Abstract

SE DESCRIBE UN PRODUCTO NUTRICIONAL QUE POSEE UNA MATRIZ SOLIDA QUE CONTIENE PROTEINA, GRASA Y CARBOHIDRATO, EN CUYO INTERIOR SE ENCUENTRAN PARTICULAS DE FIBRA DIETETICA ENCAPSULADA EN ZEINA. LA FIBRA DIETETICA PREFERIDA ES EL GUAR. ESTE PRODUCTO NUTRICIONAL PUEDE UTILIZARSE PARA REDUCIR EL COLESTEROL SERICO EN UN MAMIFERO.

Description

Producto alimentario hipocolesterolemico que contiene una fibra alimentaria encapsulada en zeina.

La presente invención se refiere a un producto nutricional con una matriz sólida que contiene fibra de dieta encapsulada, que reduce el colesterol en suero en mamíferos.

La aterosclerosis es una enfermedad de las arterias que comienza como una lesión de carga de lípidos en la íntima de la pared arterial y progresa gradualmente con la formación definitiva de una placa fibroateromatosa durante un período de años. La enfermedad afecta a menudo a las arterias coronarias que inundan el corazón. Una vez que se produce una significativa intrusión en el lumen del vaso, el flujo coronario puede ser insuficiente como para satisfacer la demanda de oxígeno del miocardio, provocando dolor torácico (angina de pecho estable). Finalmente, la placa puede fisurarse o romperse, con o sin trombosis asociada. La rotura de la placa puede causar una abrupta reducción de la perfusión coronaria, conduciendo a angina inestable, infarto de miocardio (necrosis del músculo cardíaco como consecuencia de la interrupción del riego sanguíneo en esa zona) o muerte súbita isquémica, presumiblemente debido a una arritmia ventricular. Una enfermedad cardíaca puede deberse a diversas etiologías, aunque con frecuencia se debe a una obstrucción aterosclerótica de arterias coronarias grandes. Más de la mitad de los fallecimientos relacionados con enfermedades cardíacas se pueden atribuir a aterosclerosis.

La hipótesis del factor de riesgo de la aterosclerosis ha sido completamente aceptada en el mundo médico: la mayoría de las personas que fallecen o que están discapacitadas como consecuencia de la aterosclerosis presentan una o más características identificables denominadas factores de riesgo. Si una persona posee un factor de riesgo, es más probable que desarrolle manifestaciones clínicas de aterosclerosis y es probable que así sea antes que en el caso de una persona sin factores de riesgo. Se ha demostrado que los parámetros que se indican a continuación están asociados con la enfermedad cardíaca coronaria (CHD) en el estudio de Framingham y otros estudios epidemiológicos a gran escala y son aceptados actualmente de forma generalizada: edad (la relación de la edad con CHD también depende del sexo) y los antecendentes familiares de CHD prematuro, hipercolesterolemia y, específicamente, altos niveles en sangre de colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL), niveles bajos de colesterol de lipoproteína de alta densidad (HDL), hábito fumar cigarrillos, hipertensión y diabetes, contribuyendo cada uno de ellos a aumentar el riesgo de enfermedad en relación con los índices de la línea de referencia en un factor de 2 a 6 veces mayor. Cuando se combinan estas características, los riesgos combinados de enfermedad cardíaca coronaria son aditivos (Dauber, "The Epidemiology of Atherosclerotic Disease", THE HARVARD UNVERSITY PRESS, 1980; Kannel, "New Perspectives on Cardiovascular Risk Factors", AMERICAN HEART JOURNAL, 114:213-219, 1987; Matthews y cols., "Menopause and Risk Factors for Coronary Heart Disease", NEW ENGLAND JOURNAL OF MEDICINE, 321: 641-646, 1989; "Report of the National Cholesterol Education Program Expert Panel on detection, evaluation, and treatment of high blood cholesterol in adults", ARCHIVES OF INTERNAL MEDICINE, 148:36-69, 1988).

Igual de importante que la identificación de colesterol como factor de riesgo es el hecho de que cuando disminuyen los niveles de colesterol en la sangre, específicamente el colesterol LDL, en sujetos hipercolesterolémicos, existe un menor riesgo de enfermedad cardíaca. El resultado de las pruebas Clínicas de Investigación de lípidos indican que por cada disminución de un punto de porcentaje en los niveles de colesterol, disminuye el riesgo de enfermedades cardíacas coronarias en un 2%. ("Lipid Research Clinics Program. The Lipid Research Clinics Primary Prevention Trial Results I. Reduction in incidence of coronary heart disease", JOURNAL OF THE AMERICAN MEDICAL ASSOCIATION, 251: 351-364, 1984; "Lipid Research Clinics Program. The Lipid Research Clinics Coronary Primary Prevention Results II. The relationship of reduction in incidence of coronary heart disease to cholesterol lowering", JOURNAL OF THE AMERICAN MEDICAL ASSOCIATION, 251: 365-374, 1984).

Los efectos de elevación del colesterol en sangre de grasas saturadas de dieta y colesterol están aceptados de forma generalizada. Por lo tanto, la American Heart Association y el National Cholesterol Education Program recomiendan como su dieta de "Etapa 1" un programa de reducción del colesterol que consiste en una reducción del total de grasa a menos de un 30% de calorías como grasas, una reducción de los ácidos grasos saturados a menos de 10% de calorías y una reducción del colesterol a menos de 300 mg al día. Es asimismo aceptado que la grasa poliinsaturada reduce el colesterol en sangre, pero dada la cantidad relativamente reducida de datos sobre el uso a largo plazo de dietas con un contenido en grasas poliinsaturadas muy alto, la American Heart Association y la National Academy of Sciences no recomiendan que los poliinsaturados excedan un 10% de las calorías. (Expert Panel, "Summary of the Second Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP) Expert Panel on Detection, Evaluation and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults (Adult Treatmen Panel II)", JOURNAL OF THE AMERICAN MEDICAL ASSOCIATION, 269:3015-3023, 1993; Nutrition Committee of the American Heart Association, "Dietary Guidelines for Healthy American Adults", CIRCULATION, 77:721A-724A, 1988; Food and Nutrition Board, National Research Council, RECOMMENDED DIETARY ALLOWANCES, 10ª EDITION, National Academy Press, Washington, D.C. 1989). Las directrices del National Cholesterol Education Program también afirman que los monoinsaturados deberán componer del 10 al 15% de la dieta, las proteínas del 10 a 20%, los hidratos de carbono del 50 a 60% y la fibra de dieta de 15 a 25 g/día. El tipo de fibras de la dieta no se especifica.

Para las personas que toman una dieta norteamericana media, el cambio a la dieta de la etapa 1 significa reducir la ingestión de grasas. En las Pruebas de Intervención de Factor de Riesgo Múltiple, se iniciaron cambios en la dieta con arreglo a la dieta de etapa 1, lo que condujo a disminuciones en el colesterol en suero en el intervalo de 5 a 7%. (Banks y cols., "Dietary Management of the Patient with Atherosclerosis: Are the New National Cholesterol Education Panel Recommendations Enough?", JOURNAL OF THE NATIONAL MEDICAL ASSOCIATION, 81(5): 493-495, 1989). Esto significa que si la última meta consiste en reducir los niveles de colesterol total a menos de 200 mg/dL, los individuos que consumen una dieta norteamericana media y tienen niveles de colesterol en suero superiores a 215-220 mg/dL deberán confiar en algo más que la dieta de la etapa 1.

Una recomendación de dieta más rigurosa del National Cholesterol Education Program es la "dieta de etapa 2" que restringe aún más la grasa saturada hasta un 7% de calorías y el colesterol a menos de 200 mg al día. Un inconveniente de la dieta de la etapa 2 y otras dietas con un contenido muy bajo en grasas es que además de reducir LDL reducen HDL. (Jones y cols., "Effect of dietary fat selection on plasma cholesterol synthesis in older, moderately hipercholesterolemic humans", ARTERIOSCLEROSIS AND THROMBOSIS, 14(4):542-548, 1994; Grundy y cols. "Comparison of monounsaturated fatty acids and carbohydrates for reducing raised levels of plasma cholesterol in man", AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION, 47:965-969, 1988).

La dieta de la etapa 1 no proporciona recomendaciones específicas para ningún otro componente de la dieta que pueda mejorar su potencial de reducción del colesterol o antiaterogénico. Entre los componentes para reducir el colesterol adicionales se incluyen aceites vegetales que contienen componentes no saponificables, fibras de dieta de reducción del colesterol y proteínas vegetales. El aceite de salvado de arroz contiene una fracción no saponificable apreciable, es decir, porción de glicerol no acilo que contiene 2 clases generales de compuestos: (a) esteroles, y alcoholes de triterpeno y (b) tocotrienoles, que son similares a los tocoferoles, pero con 3 enlaces dobles en la cadena lateral. Los esteroles y los alcoholes de triterpeno en el aceite de salvado de arroz a menudo se esterifican en ácido ferúlico y se conocen como "oryzanoles". Los estudios en ratas, primates y seres humanos indican que el aceite de salvado de arroz reduce el colesterol en suero y puede reducir los triglicéridos en suero (Nicolosi, y cols., "Rice Bran oil lowers serum total and low density lipoprotein cholesterol and ApoB levels in nonhuman primates", ATHEROSCLEROSIS, 88:133, 1991; Lichenstein y cols., "Rice bran oil consumption and plasma lipid levels in moderately hypercholesterolemic humans", ARTERIOSCLEROSIS AND THROMBOSIS, 14(4):549-546, 1994). Participan dos mecanismos diferentes. En primer lugar, los esteroles y orizanoles vegetales pueden interferir con el colesterol o la absorción de grasa saturada y/o la absorción de ácidos biliares. En segundo lugar, en estudios en pollos, cerdos y codornices, se ha descrito que los totrienoles reducen la síntesis de colesterol en el hígado. Asimismo, es posible que los esteroles de las plantas prevengan la aterosclerosis a través de otros mecanismos. (Mattson y cols., "Optimizing the Effect of Plant Sterols on Cholesterol Absorption in Man", AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION, 35:679-700, 1982, Qureshi y cols. "The Structure of an Inhibitior of Cholesterol Biosynthesis Isolated from Barley", JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, 261:10544-10550, 1986).

Los efectos de reducción del colesterol de la fibra de dieta han sido resumidos en varias revistas recientes. (Jenkins y cols., "Fiber in the treatment of hyperlipidemia" Handbook of Dietary Fiber in Nutrition, G. Spiller, Ed., CRC Press, 1986; Sugano y cols., "Dietary Fiber and Lipid Absorption", Dietary Fiber: Chemistry, Physiology and Health Effects, Kritchevsky y cols., Ed. Plenum Press, 1988; Anderson y cols., "Dietary Fiber and Coronary Heart Disease", CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION, 29(2): 95-147, 1990.

En WO-A-9501779 y WO-A-9501778 se describe una composición de fibra de dieta que incluye una fibra hidrosoluble y una proteína hidrosoluble en la que zeína se distribuye uniformemente por toda la fibra de dieta.

Fd. Engng. 50(5), 1978, pp. 104/105 y Food Technol. 44 (10), 1990, pp. 63-69, se describe el uso de zeína para recubrir alimentos proporcionado así una barrera a la humedad y el aire.

En US-A-5.021.248 y GB-A-2.021.948 se describe el uso de zeína para recubrir ingredientes disminuyendo así la viscosidad de líquidos que contienen gomas, que actúan como sustituto de la grasa y proporcionan una liberación prolongada del ingrediente recubierto.

Las fibras solubles viscosas son eficaces como agentes de reducción del colesterol en comparación con las fibras insolubles no viscosas o los hidratos de carbono digestibles, pero el efecto puede variar. En la tabla 1 se resumen los datos de más de 50 estudios de sujetos humanos. Tal como se indica en la tabla 1, es posible esperar una disminución en el colesterol en suero dentro del intervalo de 10% a 15% con dosis de una fuente apropiada de fibra comprendida entre 6 g/día y 50 g/día. La variabilidad de la respuesta puede deberse a diferencias en la dosis, el tiempo de administración, los tipos de sujetos que participan, y la pureza y composición química de las fuentes de fibra. En general, la goma guar presenta ventajas con respecto a otras fibras enumeradas en la tabla 1 ya que presenta un alto nivel de fibra de dieta de forma más consistente que la pectina, es más fácilmente asequible a una calidad superior que psilio, y es mucho más consistentemente eficaz que la avena y los productos de soja.

TABLA 1 Efecto de reducción del colesterol de diversas fuentes de fibra

Fuente de fibra	Colesterol total	Colesterol LDL	Número de estudios
	Disminución o	Disminución o
	intervalo medio	intervalo medio
Goma guar	-11,2%	-17%	22
Pectina	-12,4%	--	14
Psilio	-13,1%	-20% (un estudio)	10
Polisacárido de soja	-6,5%	--	2
Productos de avena	-3 a -36%	0 a -58%	13

Los mecanismos más probables para el efecto de reducción del colesterol de la fibra con arreglo a Anderson y cols., "Dietary fiber and coronary heart disease", CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION, 29(2):95-147 (1990) son: (1) modificación de la reabsorción de ácido biliar en el íleon terminal (interrupción del ciclo entero-hepático de ácidos biliares); (2) interferencia con absorción de lípidos, y (3) regulación reducida de la capacidad del hígado de sintetizar el colesterol.

Existen muchas fibras solubles que se pueden degradar de forma extensiva y completa mediante bacterias en el ciego, aunque los ácidos biliares no se reabsorben bien una vez que son liberados de la fibra de la dieta. Esto se puede deber en parte a los productos de fermentación. La producción de ácidos grasos de cadena corta (SCFA) causa una caída del pH del colon que puede disminuir la solubilidad y la reabsorción pasiva de los ácidos biliares. (Remesy y cols., "Cecal fermentations in rats fed oligosaccharides (insulin) are modulated by dietary calcium levels" AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY, 264:G855-G862, 1993).

Se sabe que la biosíntesis del colesterol en el hígado está regulada por los niveles de colesterol intracelular, pero la fibra de dieta no causa un aumento en la biosíntesis del colesterol en el hígado que se pueda comparar con los requisitos para la síntesis de ácido biliar. Hay varios estudios que corroboran la hipótesis de que el propionato generado por la fermentación bacteriana de fibra podría ejercer un efecto de control de la velocidad en la síntesis de colesterol del hígado. (Chen y cols. "Propionate may mediate the hypocholesterolemic effects of certain soluble plant fibers in cholesterol fed rats", PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF EXPERIMENTAL BIOLOGY AND MEDICINE, 175:215-218, 1984, Ebihara y cols., "Hypocholesterolemic effect of cecally infused propionic acid in rats fed a cholesterol-free, casein diet", NUTRITION RESEARCH, 13:209-217, 1993). Otros datos se disputan la validez de este concepto. (Evans y cols., "Relationship between structure and function of dietary fibre: a comparative study of the effects of three galactomanns on cholesterol metabolism in the rat", BRITISH JOURNAL OF NUTRITION, 68:217-229, 1992, Nishina y cols.,"Effects of propionate on lipid biosynthesis in isolated rat hepatocytes", JOURNAL OF NUTRITION, 120:668- 673, 1990).

Las proteínas vegetales como la proteína de soja parecen reducir el colesterol. (Carroll, "Review of clinical studies on cholesterol-lowering response to soy protein", JOURNAL OF THE AMERICAN DIETETIC ASSOCIATION 91(7):820-827, 1991). Se han documentado descensos del colesterol LDL en el intervalo de 15% a 20% en relación con dietas de control que contienen caseína principalmente. (Meinertz y cols., "Soy protein an casein in cholesterol-enriched diets: effects on plasma lipoproteins in normolipidemic subjets", AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION, 50:786-793, 1989, Sirtori y cols, "Clinical experience with the soybean protein diet in the treatment of hypercholesterolemia" AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION, 32:1645-1658, 1979, Sirtori y cols., "Soybean-proteín diet in the treatment of type II hyperlipoproteinemia", LANCET, 5:275-277, 1977). No se ha observado el efecto de reducción del colesterol de la proteína de soja de forma consistente en todos los sujetos, y puede ser más pronunciado en sujetos más jóvenes y en sujetos hiperlipidémicos. (Meinertz y cols., "Soy proteín and casein in cholesterol-enriched diets: effects on plasma lipoproteins in normolipidemic subjets", AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION, 50:786-793, 1989). De todas formas, el uso de proteína de soja como parte de una combinación de ingredientes de reducción de colesterol de dieta podría contribuir a un significativo descenso del colesterol LDL médicamente.

El mecanismo de reducción del colesterol de la proteína de soja no está claro. Parte del efecto se puede explicar por la composición de aminoácido de las proteínas. (Huff y cols., "Plasma cholesterol levels in rabbits fed low fat, cholesterol-free, semipurified diets: Effects of dietary proteins, protein hydrolysates and amino acid mixtures", ATHEROSCLEROSIS 28:187-195, 1977). Aunque sería poco probable que la sustitución de parte de la proteína animal de la dieta por un suplemento que contiene 5-10 g de una proteína vegetal causara por sí misma una disminución médicamente significativa en los niveles de colesterol en la sangre, el uso de proteína de soja como parte de una combinación de ingredientes de reducción del colesterol de la dieta podría contribuir a una disminución médicamente significativa en el colesterol LDL.

Se han publicado pocos trabajos de información científica sobre dietas en las que se combinan ingredientes de reducción de colesterol conocidos.

Se proporciona de acuerdo con la presente invención un producto nutricional que tiene una matriz sólida que incluye proteínas, grasas e hidratos de carbono, teniendo dicha matriz incluida en ella fibra de dieta encapsulada en zeína, siendo la fibra de dieta guar encapsulada con un recubrimiento de al menos aproximadamente 20% de zeína añadida. La proteína es preferiblemente una proteína de soja que puede incluir además caseinato cálcico y/o proteína de avena. La grasa se selecciona preferiblemente de un grupo que consiste en aceites vegetales que contienen menos de un 25% de ácidos grasos saturados, en peso. Entre los ejemplos de dichos aceites vegetales se incluyen aceite de salvado de arroz, aceite de canola y aceite de maíz.

Primer estudio animal

En este estudio se investigó, utilizando un modelo de rata, el efecto de reducción de colesterol de cuatro polisacáridos solubles que son altamente fermentables en el ciego, pero dan lugar a diferentes productos de fermentación, y que tienen diferentes capacidades de unión con ácidos biliares. Se asignó a ratas Wistar macho al azar a uno de cinco grupos de dieta: control, pectina, goma guar, goma arábiga o \beta-ciclodextrina. Se añadieron los cuatro compuestos de ensayo a la dieta de control como sustitución de almidón de trigo.

La pectina es un polímero de ácido galacturónico altamente ramificado que tiene propiedades de formación de gel eficaces, y una alta capacidad de unir ácidos biliares y de interactuar con la digestión de los lípidos. (Koseki y cols., "Effects of gum arabic and pectin on the emulsification, the lipase reaction, and the plasma cholesterol levels in rats", AGRICULTURAL BIOLOGICAL CHEMISTRY 53:3127-3132, 1989; Pfeffer y cols., "Molecular interactions with dietary fiber components. Investigation of the possible association of pectin and bile acids", JOURNAL OF AGRICULTURAL FOOD CHEMISTRY, 29:455-461, 1981). La pectina se descompone fácilmente mediante la microflora del intestino grueso. Se han descrito de forma consistente los efectos de reducción del colesterol con pectina. (Ahrens y cols., "Effects of oral and intracecal pectin administration on blood lipids in mini pigs", JOURNAL OF NUTRITION; 116:70-76, 1986; Fernandez, y cols., "Prickly pear (Opuntia sp) pectin reverses low density lipoprotein receptor suppression induced by a hypercholesterolemic diet in guinea pigs" JOURNAL OF NUTRITION, 122:2330-2340, 1992; Kay y cols., "Effect of citrus pectin on blood lipids and fecal steroid excretion in man", AMERICAN JOURNAL OF CLINICAL NUTRITION, 108:630-639, 1978; Reddy y cols., "Effect of dietary wheat bran, alfa, pectin and carrageenan on plasma cholesterol and fecal bile acid and natural sterol excretion in rats", JOURNAL OF NUTRITION, 110:1247-1254, 1980). Este efecto de reducción del colesterol se puede moldular a través de factores como los lípidos de la dieta, sobre todo colesterol. (Kelley y cols., "Effect of pectin, gum arabic and agar on cholesterol absorption, synthesis and turnover in rats", JOURNAL OF NUTRITION 108:630-639, 1978; Vigne y cols., "Effect of pectin, wheat bran and cellulose on serum lipids and lipoproteins in rats fed on a low or high-fat diet", BRITISH JOURNAL OF NUTRITION, 58:405-413, 1987).

La goma arábiga es también un polímero de ácido galacturónico con una alta capacidad de unión a catión, pero carece de propiedades de gelificación. A pesar de la falta de estas propiedades de gelificación, la goma arábiga puede reducir el colesterol. Tras la fermentación de la goma arábiga en el colon, los iones Ca^{2+} liberados pueden formar complejos insolubles con ácidos biliares, mejorando así su excreción.

La goma guar es un galactomanano neutro que presenta una baja capacidad de unión a catión. Forma geles en el intestino delgado que pueden atrapar parte de los materiales orgánicos, como por ejemplo ácidos biliares. Se sabe que la goma guar reduce el colesterol en suero en diversas especies animales y seres humanos. (Chen y cols., "Effects of guar gum and wheat bran on lipid metabolism of rats", JOURNAL OF NUTRITION, 109:1028-1034, 1979; Gallaher y cols., "Viscosity and fermentability as atributes of dietary fiber responsible for the hypocholesterolemic effect in hamsters", JOURNAL OF NUTRITION, 123:244-252, 1993; Ide y cols., "Hypolipidemic effects of guar gum and its enzyme hydrolysate in rats fed highly saturated far diets", ANNALS OF NUTRITION AND METABOLISM, 35:34-44, 1991; Jenkins y cols. "Effects of pectin, guar gum and wheat fiber on serum cholesterol", LANCET, 1:11-16, 1985).

Se ha observado que algunos oligosacáridos afectan al metabolistmo del colesterol en el mismo grado que los polisacáridos complejos. \beta-ciclodextrina es un oligosacárido cíclico que forma complejos de inclusión con diversas moléculas orgánicas e inorgánicas, en particular colesterol y ácidos biliares. (Riottot y cols., "Hypolipidemic effects of \beta-ciclodextrin in the hamster and in the genetically hypercholesterolemic Rico rat", LIPIDS, 28:181-188, 1993) Las ciclodextrinas son fermentables (Flourie y cols., "Fate of \beta-ciclodextrin in the human intestine", JOURNAL OF NUTRITION, 123:676-680, 1993) pero el producto final principal de su fermentación es propionato. (Levrat y cols., "Role of propionic acid and bile acids excretion in the hypocholesterolemic effects of oligosaccharides in rats", JOURNAL OF NUTRITION, 124(4):531-538, 1994). Comparando estos polisacáridos en ratas adaptadas a dietas con alto contenido en lípidos suplementadas con 0,1% de colesterol, se evaluaron los efectos correspondientes de la excreción de ácido biliar y fermentación cecal en el transporte y el metabolismo del colesterol.

Método

Se alimentaron ratas Wister macho (IFFA-CREDO, L'Arbresle, Francia) con una dieta de un granulado comercial (granulado A03, U.A.R. Villemoisson/Orge, Francia) hasta que el peso corporal alcanzó aproximadamente 150 g. Se alimentó a grupos de 8 ratas con dietas semi-purificadas en forma de un polvo humedecido durante 21 días. Las dietas contenían lo siguiente (g/100 g, peso en seco); 18 g de caseína (Louis Francois, París, Francia), 57,4 g; almidón de trigo (L. Francois); 17,5 g aceite de cacahuete; 0,1 g de colesterol (Sigma, St. Louis, MO); 0,1 g mezcla de vitaminas (U.A.R.); 6 g de mezcla de minerales (U.A.R.). En las dietas que contienen fibra, se sustituyeron 7,5 g del almidón de trigo por 7,5 g de pectina, goma guar o goma arábiga (gomas TIC; Belcamp, Maryland, EE.UU.) o \beta-ciclodextrina (Roquettes, Lestrem, Francia). Se alojó a los animales en jaulas de dos en dos. Las jaulas tenían un suelo de alambre para limitar la coprofagia y se mantuvieron a una temperatura ambiente controlada de 22ºC con un período de oscuridad desde las 10:00 de la noche hasta las 8:00 de la mañana. Se mantuvo a los animales y se les manejó con arreglo a las recomendaciones del Institutional Ethics Committee apropiado.

Se extrajeron muestras de las ratas al final del período de oscuridad en la madrugada, momento en el que las fermentaciones cecales seguían muy activas. Se les anestesió con pentobarbital sódico (40 mg/kg) y se mantuvieron sobre una placa caliente a 37ºC. Se colocó 1 ml de sangre de cada animal en un tubo de plástico que contenía heparina y se centrifugó a 10.000 x g durante 15 minutos. Después del centrifugado, se separó el plasma y se mantuvo a +4ºC para el análisis de lípidos y lipoproteínas. Después de la extracción de muestras de sangre, se extirpó el ciego y su contenido y se pesaron. Se transfirió aproximadamente 1 g del contenido cecal a tubos de microfuga que se congelaron inmediatamente a -20ºC. Se separaron lipoproteínas de plasma por ultracentrifugado en un gradiente de densidad tal como describe Serougne y cols., 1987. A continuación, se fraccionó el gradiente (fracciones de 500 \muL) y se mantuvo a 4ºC para el análisis de lípidos.

Se analizaron los ácidos biliares en los sobrenadantes cecales cuando fueron solubles, o después de la extracción en muestras cecales o heces sin tratar en 10 vol. KOH etanólico aplicando la reacción catalizada por 3 \alpha-hidroxi esteroide deshidrogenasa (EC 1.1.1.50; Sigma) tal como describe Turley y cols., "Reevaluation of the 3 alpha-hydroxysteroid dehydrogenase assay for total bile acids in bile", JOURNAL OF LIPID RESEARCH, 19:924-928, 1978. Se determinó el colesterol total (BioMerieux, Charbonnieres-les-Bains, Francia) en el plasma, así como las fracciones de lipoproteína a través de procedimientos enzimáticos. Se trató un suero de control polivalente (Biotrol-33 plus) en paralelo con las muestras, que sirvieron como control de la precisión de los resultados en el análisis de triglicéridos y colesterol.

Se calculó la agrupación de ácido biliar cecal como concentración cecal (\mumoles/g) x volumen del contenido cecal (mL). Los valores se dan como una media \pm SEM y, cuando fue apropiado, se determinó la importancia de la diferencia entre los valores medios por análisis de variación (ANOVA) y comparaciones de intervalo múltiple a través de procedimientos PLSP de Fisher (Stat view 512 +, Brain Power, Calabasas, California, EE.UU.). Cuando fue necesario conseguir homogeneidad de la variación, se sometieron los datos a transformación logarítmica. Los valores de P < 0,05 fueron considerados significativos.

Resultados

La presencia de fibras solubles u oligosacáridos en las dietas no afectó a la ingestión de alimento de los animales ni a la ganancia de peso diaria. En la tabla 2, a continuación, se presentan resultados significativos de este experimento, donde se demuestra que la pectina, goma guar y \beta-ciclodextrina fueron altamente eficaces para reducir las concentraciones de colesterol en plasma (-22%, -27% y -37%, respectivamente), al mismo tiempo que las ratas alimentadas con la dieta de goma arábiga presentaron tan sólo un moderado descenso de los niveles de colesterol (-13%). Debe señalarse sobre todo, que los niveles de colesterol LDL, que aumentan el riesgo de aterosclerosis y enfermedad cardíaca coronaria, se redujeron significativamente con goma guar (-45%) y \beta-ciclodextrina (-52%).

TABLA 2 Efecto de fibras solubles u oligosacáridos en los niveles de colesterol y ldl en plasma^{1}

Dieta	Colesterol en plasma mg/ml	Colesterol LDL mg/mL
Control	0,67 \pm 0,03^{a}	0,27 \pm 0,11^{a}
Pectina	0,52 \pm 0,03^{c}	0,25 \pm 0,04^{a}
Goma arábiga	0,58 \pm 0,02^{b}	0,23 \pm 0,02^{a}
Goma guar	0,49 \pm 0,03^{c}	0,15 \pm 0,02^{b}
\beta-ciclodextrina	0,42 \pm 0,02^{c}	0,13 \pm 0,02^{b}
^{1} Cada valor es la media \pm SEM (n = 12) excepto en el grupo alimentado con \beta-ciclodextrina
(n = 10). Los valores dentro de la columna que no comparten una letra de superíndice son
significativamente diferentes (P <0,05). Se examinó el efecto del tratamiento dietético por
ANOVA y comparación de rango múltiple a través de procedimientos menos significativos
protegidos de Fisher.

Estos resultados se corresponden con el punto de vista de que las fibras que reducen la reabsorción ileal de los ácidos biliares y aumentan su excreción son sobre todo hipocolesterolémicos. La pectina y la goma guar dañan la reabsorción ileal de ácidos biliares, aumentando así la agrupación cecal y la excreción de ácidos biliares, probablemente en virtud de su alta viscosidad en el intestino. \beta-ciclodextrina, por el contrario, tiene un efecto muy potente en la absorción del ácido biliar que se puede atribuir a su capacidad de atrapar o encapsular esteroles sin cambios sustanciales en viscosidad luminar.

Para fibras de viscosidad similar, la fermetabilidad superior parece ir asociada con un efecto de reducción del colesterol más potente. La descomposición de fibras a través de la microflora del ciego deberían liberar los ácidos biliares unidos en el lumen, permitiendo su absorción a través del epitelio colónico. De hecho, distintos procesos, incluyendo acidulación del lumen colónico, unión a fosfato cálcico o a microorganismos (cuya concentración se potencia por la fermentación de fibra de dieta) limita la concentración de ácidos biliares solubles, reduciendo así la reabsorción. (Remesy y cols., "Cecal Fermentations in Rats Fed Oligosaccharides (Inulin) are Modulated by Dietary Calcium Level", AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY, 264: G855-G862, 1993). Estas observaciones corroboran la hipótesis de que la fermentación previene cualquier reabsorción colónica significativa de ácidos biliares.

TABLA 3 Efectos de fibras solubles u oligosacáridos sobre el ácido biliar cecal y su excreción fecal^{1}

	Ácidos biliares cecales	Excreción fecal
Dieta	Total	Soluble	Agrupación	Peso	Sales biliares
				heces
	\mumol/g	%	\mumol/ciego	g/d	\mumoles/d
Control	1,94 \pm 0,13^{ab}	73	4,50 \pm 0,26^{a}	3,42 \pm 0,22^{a}	9,8 \pm 0,8^{a}
Pectina	2,43 \pm 0,15^{b}	25	8,03 \pm 0,52^{c}	5,80 \pm 0,41^{c}	15,1 \pm 1,2^{c}
Goma arábiga	1,74 \pm 0,20^{a}	31	5,80 \pm 0,40^{b}	5,09 \pm 0,38^{bc}	12,4 \pm 1,3^{b}
Goma guar	4,02 \pm 0,46^{c}	21	14,2 \pm 1,7^{b}	5,75 \pm 0,34^{c}	19,4 \pm 1,7^{d}
\beta-ciclodextrina	7,74 \pm 0,59^{d}	32	30,1 \pm 2,6^{e}	4,80 \pm 0,3b	38,6 \pm 3,5^{c}
^{1} Cada valor es la media \pm SEM n = 12, excepto en el grupo alimentado con \beta-ciclodextrina
(n*10). Los valores dentro de la columna que no comparten la letra de superíndice son
significativamente diferentes (P<0,05). Se examinó el efecto del tratamiento con la
dieta por ANOVA y comparación de rango múltiple a través de procedimientos
menos significativos protegidos de Fisher.

Se llegó a la conclusión de que tanto la goma guar como \beta-ciclodextrina aumentan la secreción de ácido biliar y disminuyen el total de colesterol en la sangre y los niveles de colesterol LDL en ratas. Si bien ambas sustancias serían probablemente ingredientes del alimento de reducción del colesterol aceptables, aún no se ha alimentado con \beta-ciclodextrina a concentraciones terapéuticas a un gran número de personas. En contraposición, la goma guar, tal como se indica en la tabla 1 fue consumida en 22 estudios distintos con un total de más de 400 personas. Por lo tanto, se seleccionó la goma guar como uno de los ingredientes activos a ser evaluados en la fabricación de los prototipos de barrita de alimentos que se describen a continuación.

Ejemplo de barrita de alimento

Se realizaron muchas tentativas de fabricación de una matriz de barrita de alimento aceptable que contuviera goma guar sin encapsular y grasa parcial o totalmente hidrogenada. Por ejemplo, se varió el orden de adición de los ingredientes y los tiempos de mezclado, pero sin resultados satisfactorios. El Prototipo Número 1 de barrita de alimento es un ejemplo típico de estas tentativas. Tal como se utiliza aquí y en las reivindicaciones, una matriz sólida de barrita de alimento o de producto nutricional es un producto nutricional o una barrita de alimento sin ningún recubrimiento externo encima.

TABLA 4 Receta para prototipo número 1 de barrita de alimento

Ingrediente	Concentración en % en peso de barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	25,71
Salvado de avena^{1}	21,17
Guar^{2}	12,35
Proteína de soja	11,44
Aceite de salvado de arroz	10,13
Polidextrosa	6,62
Glicerina	6,18
Arroz inflado	4,45
Fosfato dicálcico	0,97
Lecitina	0,59
Ácido cítrico	0,39
^{1} El "salvado de avena" utilizado consistió realmente en una mezcla compuesta, en porcentaje en peso,
en 26,25% de fibra de avena, 62,128% de harina de avena y 11,622% de proteína de soja.
^{2} Se obtuvo goma guar de TIC Gums y fue designada según su código de producto "8/22A", que se
describe a continuación en el párrafo anterior "Experimento de encapsulación 1".

Procedimiento de fabricación

Se preparó el prototipo de barrita de alimento número 1 en una mezcladora Hobart. Se colocaron todos los ingredientes en la mezcladora y se mezclaron a temperatura ambiente (24ºC \pm 10ºC). Los primeros ingredientes que se colocaron en la mezcladora fueron proteína de soja, fosfato dicálcico y ácido cítrico y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se añadieron el aceite de salvado de arroz y la lecitina a los demás ingredientes y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se añadió guar a la mezcla de ingredientes y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se añadieron la polidextrosa, el salvado de avena, y el arroz inflado y se mezclaron hasta su completa combinación. Los últimos ingredientes que se añadieron fueron el sirope de maíz con alto contenido en fructosa y la glicerina, que se mezclaron con los demás ingredientes hasta su completa combinación. A continuación, se vertió el lote sobre una superficie de trabajo y se aplicó rodillo utilizando un rodillo de pastelero típico para conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote en barritas con una espátula y después se enfriaron en un refrigerador entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron a temperaturas elevadas para cocinar u hornear las barritas de alimento o la mezcla de ingredientes. Naturalmente, la fricción como consecuencia del mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasó las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de esta barrita de alimento prototipo y de las demás barritas de alimento prototipo que aquí se describen utilizando un aparato de análisis de textura Stevens L.F.R.A. Este instrumento mide la cantidad de "gramos de fuerza" que se requieren para mover una sonda de 3 mm por dentro de la barrita a una velocidad de 0,2 mm/seg. El tamaño de la muestra es una barrita, tomándose cinco medidas por barrita. Se realiza una media de las cinco medidas y se registra en gramos de fuerza. Se determinó la textura de la barrita prototipo de alimento número 1 varias veces durante un período de semanas. En la tabla 5 se muestran los resultados.

TABLA 5 Ensayo de textura para la barrita de alimento prototipo número 1

Semana	Dureza de la barrita de alimento
0	82
2	342
4	454
6	531
8	478

Dado que una dureza de 400 o superior es inaceptablemente difícil de masticar, este prototipo y los que contienen guar sin encapsular y niveles deseables de grasa hidrogenada no resultaron aceptables como producto comercial. Otros problemas que se observaron fueron que las barritas de alimento se secaban, se endurecían y se desmigaban, o incluso se pulverizaban.

Ejemplo 2 de barrita de alimento

Se obtuvieron los prototipos de barrita de alimento número 2 y 3 con guar sin encapsular con arreglo a las instrucciones de la patente EE.UU. 4.496.606. Si bien en esta patente se cita el uso reconocido en la bibliografía de fibra de dieta, v.g., guar, para tratar hipercolesterolemia, el objetivo de su invención es una barrita de alimento para su consumo como un suplemento de la dieta por diabéticos de Tipo II para mejorar la tolerancia a la glucosa y reducir los requisitos de insulina. El prototipo de barrita de alimento número 2 fue fabricado con arreglo al EJEMPLO 1 de la patente EE.UU. Nº 4.496.606, aunque en la mayor medida de lo posible, algunos de los ingredientes no se describen en dicho documento.

TABLA 6 Receta para prototipo de barrita de alimento número 2

Ingrediente	Concentración en % en peso de barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	28,43
Recubrimiento de repostería de chocolate	20,59
Cereal de avena^{1}	15,69
Germen de trigo	12,75
Guar^{2}	10,78
Fructosa	5,88
Soja parcialmente hidrogenada y aceites de	5,39
semilla de algodón^{3}
Cloruro sódico	0,49
^{1} Cereal de avena genérico triturado con un mortero y una maza.
^{2} La goma guar se obtuvo de TIC Gums y fue designada según su código de producto "8/22A", que se describe
más adelante en el párrafo titulado "Experimento de encapsulación 1"
^{3} Crisco®

\newpage

Procedimiento de fabricación

La primera etapa para la fabricación del prototipo de barrita de alimento Número 2 consistió en preparar el recubrimiento de repostería. Se fundió dicho recubrimiento de repostería de chocolate sólido (sólido a temperaturas inferiores a 32ºC) colocándolo en un recipiente y calentándolo a 43ºC \pm 10ºC. El primer ingrediente que se colocó en la mezcladora Hobart fue el recubrimiento de repostería fundido. Se añadió el resto de los ingredientes a la mezcladora a temperatura ambiente (24ºC \pm 10ºC). A continuación, se añadió el sirope de maíz con alto contenido en fructosa y los aceites de soja parcialmente hidrogenados/semilla de algodón al recubrimiento de repostería que había en la mezcladora y se mezcló hasta su completa combinación. A continuación, se añadió la goma guar y se mezcló hasta su completa combinación. A continuación, se añadieron el cereal de avena, el germen de trigo, la fructosa y la sal y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se vertió el lote en una superficie de trabajo y se aplicó el rodillo con un rodillo de pastelero típico para conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote en barritas con una espátula y después se enfrió en el refrigerador a entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para cocinarlas u hornearlas. Naturalmente, la fricción como consecuencia del mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de estas barritas de alimento prototipo varias veces durante un período de semanas aplicando el método que se ha descrito anteriormente en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 7 se muestran los resultados.

TABLA 7 Prueba de textura para el prototipo de barrita de alimento número 2

Semana	Dureza de la barrita de alimento
0	138
2	189
4	182
6	271
8	235
16	296
24	323

El prototipo de barrita de alimento número 2 contenía aproximadamente 11% de grasa hidrogenada, en peso, en la matriz de la barrita de alimento, que es una eficaz barrera contra la humedad para el guar. Si bien los resultados de la prueba de textura fueron aceptables, en una prueba para determinar el sabor del prototipo de la barrita de alimento número 2, se produjo un grado bastante alto de pegajosidad en los dientes. No obstante, el sabor resulto bueno, posiblemente como consecuencia del recubrimiento de repostería y el alto contenido en grasa de la matriz de la barrita de alimento. La inclusión de grasa hidrogenada, en dicho producto de alimento proporciona grasa saturada y un contenido calórico alto de forma poco deseable.

Ejemplo de barrita de alimento 3

Se fabricó el prototipo de barrita de alimento número 3 con arreglo al Ejemplo 2 de la patente EE.UU. 4.496.606 en la mayor medida de lo posible, aunque algunos de los ingredientes no se describen en ella.

TABLA 8 Receta para el prototipo de barrita de alimento número 3

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	28,99
Cereal de maíz^{1}	23,35
Harina de trigo	18,48
Guar^{2}	8,75
Recubrimiento de repostería de chocolate	8,75
Fructosa	7,30
Melazas	3,89
Cloruro sódico	0,49
^{1} Copos de maíz triturados con un mortero y una maza.
^{2} Se obtuvo goma guar de TIC Gums y se designó según el código del producto "8/22A",que se describe
más adelante en el párrafo titulado "Experimento de encapsulación 1"

Procedimiento de fabricación

La primera etapa de fabricación del prototipo de barrita de alimento 3 consistió en preparar el recubrimiento de repostería. Se fundió el recubrimiento de repostería de chocolate sólido (sólido a temperaturas inferiores a 32ºC) colocándolo en un recipiente y calentándolo a 43ºC \pm 10ºC. El primer ingrediente colocado en la mezcladora Hobart fue el recubrimiento de repostería fundido. Se añadió el resto de los ingredientes a la mezcladora a temperatura ambiente (24ºC \pm 10ºC). Se añadieron el sirope de maíz con alto contenido en fructosa y las melazas al recubrimiento de repostería de la mezcladora y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación se añadió guar y se mezcló hasta su completa combinación. A continuación, se añadieron cereal de maíz, harina de trigo, fructosa y sal y se mezclaron hasta su completa combinación. Después, se vertió el lote sobre una superficie de trabajo y se aplicó el rodillo utilizando un rodillo de pastelero típico para conseguir un grosor uniforme. Se cortó la tanda en barritas con una espátula y después se enfrió en un refrigerador a una temperatura comprendida entre 0 y 10ºC. En ningún momento, se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para cocinar u hornearlas. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de estas barritas de alimento prototipo varias veces durante un período de semanas empleando el método antes descrito en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 9 se presentan los resultados.

TABLA 9 Prueba de textura de la barrita de alimento prototipo número 3

Semana	Dureza de la barrita de alimento
0	198
2	252
4	271
6	298
16	436
24	531

\newpage

Los resultados del ensayo de textura para el prototipo de barrita de alimento número 3 no fueron aceptables y, en el ensayo del gusto, se produjo una cantidad significativa de restos en los dientes. El prototipo de barrita de alimento número 3 contenía al menos aproximadamente un 3% de grasa hidrogenado en peso. Se realizó una tentativa en este prototipo de reducir al mínimo la grasa hidrogenada utilizando, por ejemplo, en lugar del recubrimiento de cacahuete de repostería, un recubrimiento de repostería con bajo contenido en grasa. Sin embargo, en el ejemplo 2 de la patente EE.UU. 4.496.606, una barrita de 55 g contenía 11 g de grasa, de la cual la mayoría resulta ser grasa hidrogenada.

Encapsulación de fibra de dieta

Un producto nutricional de acuerdo con la presente invención es una matriz sólida que incluye proteínas, grasas e hidratos de carbono, incluyendo dicha matriz dentro de ella partículas que contienen una fibra de dieta encapsulada en zeína. Preferiblemente, la fibra de dieta encapsulada es guar encapsulada en un recubrimiento de al menos aproximadamente 20% de zeína añadida.

Las prolaminas constituyen los componentes de proteína principales de granos y harina de cereales. Al contrario que las demás proteínas, se pueden extraer de harina con alcohol al 80 por ciento, pero son insolubles en alcohol absoluto y agua. Las prolaminas más importantes son zeína, gliadina y hordeína. En la presente invención se prefiere sobre todo zeina.

El componente de zeina para la capa de recubrimiento incluye preferiblemente zeína con un contenido en cenizas de 2% o menos en peso. El método utilizado para determinar el contenido en cenizas es el USP XXII, "Residuos de la ignición", sulfatado. La zeína utilizada en muchos de los ejemplos aquí expuestos fue F 4000, fabricada por Freeman Industries, Tuckahoe, Nueva York, EE.UU. con un contenido en cenizas de aproximadamente 1,1% en peso. El plastificante se puede seleccionar generalmente del grupo que consiste en glicoles de tipo alimenticio entre los que se incluyen trietilen glicol y propilen glicol, glicéridos acetilados, ácido oleico, acetamida de ácido láctico, monooleato de etilen glicol, glicerina, monoestearato de glicerol, tartrato de dibutilo y fosfato de tricresol. Una sustancia hidrófoba adecuada utilizada para un material de recubrimiento de zeína consiste en grasas vegetales y animales, ya sea no hidrogenadas, hidrogenadas o parcialmente hidrogenadas, ácidos grasos y ésteres de glicerina de ácidos grasos, siendo materiales representativos aceite de palma, aceite de corazón de palma, aceite de soja, aceite de semilla de colza, aceite de salvado de arroz, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de coco, aceite de ricino, aceite MCT, también conocido como éster de glicerina de ácidos grasos de C_{6}-C_{18} derivado de aceite de coco, y mezclas de ellos. Otras sustancias hidrófobas también útiles se pueden seleccionar entre monoglicéridos, monoglicéridos destilados, monoglicéridos acetilados, diglicéridos, triglicéricos y mezclas de ellos. La sustancia hidrófoba utilizada en los ejemplos que se exponen aquí para diversos recubrimientos de zeína fue aceite MCT, éster de glicerina de ácido graso de C_{6}-C_{18} derivado de coco, fabricado por Karlshamns, de Colombus, Ohio, EE.UU., bajo la marca registrada Captex® 355 o Durkex® 500, aceite de soja parcialmente hidrogenado de Van Den Bergh Foods, Lisle, Illinois, EE.UU.

La goma guar encapsulada se puede preparar a través de diversas técnicas de recubrimiento conocidas dentro de la especialidad, entre las que se incluyen recubrimiento de lecho fluidizado, coacervación, o una combinación de ellas, y similares, tal como se describe en la patente EE.UU. Nº 4.384.004, para Cea y cols. Preferiblemente, se puede emplear el recubrimiento de lecho fluidizado con una columna Wurster para aplicar el recubrimiento de zeína.

En el procedimiento de lecho fluidizado con columna de Wurster tal como se aplica aquí para aplicar diversos recubrimientos, se suspende el polvo de goma guar en una aparato que crea una fuerte corriente de aire ascendente en la que se mueven las partículas. La corriente pasa a través de una zona de un material de recubrimiento finamente atomizado que causa el recubrimiento de las partículas que pasan, tras lo cual se desplazan hacia arriba las partículas recubiertas a través de una columna de Wurster y después se desplazan hacia abajo en estado fluidizado a contracorriente con respecto a un flujo de gas fluidizado calentado gracias al cual se secan. Las partículas pueden volver a entrar en la corriente ascendente para volver a recubrirse hasta alcanzarse la relación de peso deseada entre el recubrimiento y el núcleo activo. Este método y el aparato utilizado son conocidos como el proceso de Wurster y se exponen en detalle en las patentes EE.UU. que se enumeran a continuación, que se incorporan al presente documento como referencia Patentes EE.UU. Nº 3.089.824; 3.117.027; 3.196.827; 3.241.520; y 3.253.944.

Los materiales de recubrimiento de prolamina se preparan para su uso como una solución susceptible de ser atomizada uniformemente. La solubilidad de la zeína requiere un disolvente tanto con grupos polares como con grupos no polares en una relación apropiada. La relación apropiada entre los grupos polares y no polares se puede obtener con un disolvente único o mezclas de dos o más disolventes. Entre los ejemplos de disolventes únicos adecuados se incluyen ácido acético, ácido láctico, ácido propiónico y propilen glicol. Los alcoholes acuosos se encuentran entre los disolventes preferibles en muchas aplicaciones. Entre los ejemplos de sistemas alcohol/agua adecuados se incluyen metanol/agua, etanol/agua, isopropanol/agua y n-butanol/agua. Para obtener una solubilidad completa por encima del punto de turbiedad, la relación entre alcohol y agua varía para cada alcohol seleccionado y la temperatura final del disolvente mixto. Si se desea, se pueden incluir otros ingredientes como plastificantes o sustancias hidrófobas para mejorar las propiedades del recubrimiento final. Entre los plastificantes adecuados se incluyen trietilen glicol, propilen glicol, ácido oleico, acetamida de ácido láctico, monooleato de etilen glicol, glicerina, monoestearato de glicerol, tartrato de dibutilo y fosfato de tricresol. Entre las sustancias hidrófobas adecuadas se incluyen grasas vegetales y animales, tanto no hidrogenadadas como hidrogenadas o parcialmente hidrogenadas, ácidos grasos y ésteres de glicerina de ácidos grasos, incluyéndose entre los materiales representativos aceite de palma, aceite de corazón de palma, aceite de soja, aceite de colza, aceite de salvado de arroz, aceite de girasol, aceite de cártamo, aceite de coco, aceite de ricino, aceite de MCT, también conocido como éster de glicerina de ácidos grasos de C_{6}-C_{18} derivados de aceite de coco y mezclas de ellos. Otras sustancias hidrófobas útiles aquí se pueden seleccionar entre monoglicéridos, mono y diglicéridos destilados, mono y diglicéridos acetilados, diglicéridos, triglicéridos y mezclas de ellos. El plastificante se puede añadir en una cantidad conocida eficaz dentro del marco de la invención. En general, son adecuadas cantidades comprendidas entre aproximadamente 5% y aproximadamente 25% en peso de la zeína.

Los porcentajes de recubrimiento utilizados en los ejemplos se calcularon en función de la cantidad de solución de recubrimiento pulverizada sobre la goma guar, no en el análisis de zeína del producto encapsulado. Los porcentajes de zeína son porcentajes añadidos definidos como el peso de zeína aplicado dividido por el peso de goma guar cargado en el aparato de recubrimiento de lecho fluidizado. Como ejemplo, para una carga de 500 g de goma guar un 20% de zeína añadido sobre el recubrimiento significaría que se rociaría sobre la goma guar una solución con un contenido de 100 g de zeína. Este porcentaje de recubrimiento no incluye ningún plastificante que se añade normalmente a un nivel de 20% en peso, de la cantidad de zeína.

Se utilizaron dos tamaños de partículas de goma guar en los experimentos de microencapsulación que se exponen a continuación. Todas las partículas de goma guar se obtuvieron de TIC Gums (Belcamp, Maryland, EE.UU.). La partículas de goma guar designadas por TIC Gums como ''8/22'' (también denominadas aquí partículas guar "pequeñas"), se caracterizan por una viscosidad mínima de 3.000 cps (solución 1%); y los tamaños de partícula en una muestra para que un máximo de 4% de las partículas pasen a través de un tamiz USS tamaño #100 y un mínimo de 75% de partículas pasen a través de un tamiz USS tamaño #200; y un pH de 4 a 7. Las partículas de goma guar designadas por TIC Gums como "8/22A" (también denominadas aquí como partículas guar "grandes") se caracterizan por una viscosidad mínima de 3.000 cps (solución 1%); y tamaños de partícula en una muestra para que un máximo de un 25% de las partículas pase a través de un tamiz USS tamaño #200 y un 100% de las partículas pase a través de un tamiz USS tamaño #60.

Experimento de encapsulación 1

Este experimento se llevó a cabo para evaluar el efecto del tamaño de partícula, con arreglo a la cantidad de material de recubrimiento sobre una partícula, en el tacto al paladar. El tacto al paladar es la impresión sensorial de la textura de alimento que experimenta la persona cuando come el alimento.

Se encapsuló goma guar en diferentes niveles de zeína. Se obtuvo goma guar 8/22 (partículas guar pequeñas) de TIC Gums (Belcamp, Maryland EE.UU.) Dado que el tamaño de partícula de la mayor parte de la goma estaba por debajo de 75 \mum, se preparó un núcleo de goma guar y zeína antes de recubrirlo con zeína. Se preparó una solución de un material de recubrimiento que incluía zeína (F4000, Freeman, Industries, Tuckahoe, Nueva York, EE.UU.) más triglicéridos de cadena media (MCT oil) (Captex® 355, Karlshamms, Columbia, Ohio, EE.UU.), que equivalía a 7,6% de zeína, como una solución 11,4% en peso de etanol/agua a una relación peso de 90/10. En una unidad de lecho fluidizado de 10,16 cm /15,14 cm (4''/6'') con una cámara principal hueca, se granuló inicialmente la goma guar con una tobera de pulverizador inferior y después se recubrió utilizando un pulverizador inferior con un inserto de columna de Wurster. Se aplicó la solución de recubrimiento a 500 g de la goma guar a una velocidad inicial de 8 g/minuto. Al cabo de 11 minutos, se aumentó la velocidad a 9 g/minuto, la presión de aire de atomización para la tobera de pulverizador fue 103,4214 kPa (15 psig). La temperatura de aire de entrada de fluidización varió entre 43,9 y 46,7ºC, siendo la temperatura de descarga de aire correspondiente de aproximadamente 25 a 32ºC. Después de aplicar un 5% en peso de zeína en función del peso de la goma guar, se tamizó la goma guar para eliminar las partículas por encima de 840 \mum. A continuación, se recubrió la goma guar utilizando un inserto de columna Wurster en las mismas condiciones de proceso. Se extrajeron muestras a niveles de zeína de 20% y 40% en peso de la goma guar. En cada punto de muestreo, se tamizó la goma guar recubierta para eliminar las partículas por encima de 840 \mum antes de retornarlas a la unidad para seguir recubriéndolas. Se detuvo el proceso de encapsulación después de aplicar sobre el guar una cantidad de zeína equivalente en peso a 60% del peso del material de partida de guar.

Cuando se incorporaron en una barrita de alimento las partículas recubiertas con un 20% de zeína añadida se obtuvo un producto alimenticio con un buen tacto al paladar. No obstante, cuando se incorporaron partículas recubiertas con cantidades de zeína superiores en las barritas de alimento, se juzgó que los productos resultantes eran inaceptables en cuanto a su tacto al paladar que se calificó como "terroso" o "áspero".

Experimento de encapsulación 2

El propósito de este experimento consistió en determinar si el uso de un plastificante diferente con zeína permitiría recubrimientos más delgados que pudieran ser igual de buenos como barrera de la humedad que los recubrimientos más gruesos al mismo tiempo que proporcionaban un tacto al paladar aceptable de los recubrimientos más finos (partículas más pequeñas), cuando se incorporan en un producto alimenticio.

Este ejemplo fue muy similar al experimento de encapsulación en el que se aplicaron muestras con diferentes niveles de recubrimiento de zeína. Se aumentó el nivel de aceite MCT y se modificó el proceso de granulado inicial. Se preparó una solución de material de recubrimiento que incluía zeína F4000 más Captex® 355 equivalente a un 20% de la zeína, como una solución al 12,5% en peso de etanol/agua en una proporción peso/peso de 90/10. En la unidad de lecho fluidizado , 10,16 cm/15,14 cm (4''/6''), se granuló inicialmente la goma guar 8/22 (partículas guar pequeñas) con una tobera de pulverizador inferior y después se recubrieron utilizando un pulverizador inferior con un inserto de columna Wurster. Se aplicó la solución de recubrimiento a 1000 g de goma guar a una velocidad de 9 g/min. La presión de aire de atomización para la tobera de pulverizador fue 103,4214 kPa (15 psig). La temperatura de aire de entrada de fluidización varió entre 44,4 y 50,9ºC con una temperatura de descarga del aire correspondiente de aproximadamente 21,1 a 27,2ºC. Después de aplicar un 10% de zeína en peso en función del peso de goma guar, se tamizó la goma guar para eliminar las partículas por encima de 840 \mum y por debajo de 125 \mum. A continuación, se recubrió la goma guar utilizando un inserto de columna Wurster en las mismas condiciones de proceso. Se extrajeron las muestras a niveles de zeína de 20% y 40% en peso de la goma guar. En cada punto de muestreo, se tamizó la goma guar recubierta para eliminar las partículas por encima de 840\mum antes de retornarlas a la unidad para seguir recubriéndolas. Se detuvo el proceso de encapsulación después de aplicar un 60% de zeína en función del peso de guar. Este proceso tuvo como resultado una menor aglomeración que en el experimento de encapsulación 1, sin embargo, el flujo de polvo dentro de la cámara fue más lento de lo normal debido al mayor contenido en aceite en la solución de recubrimiento.

Cuando se incorporaron las partículas recubiertas tan sólo con un 10% de zeína añadido en barritas de alimento, las barritas quedaron inaceptablemente duras en poco tiempo, lo que indica una humedad insuficiente de la barrita sobre guar. A pesar de que el aceite MCT presentó propiedades de plastificación buenas, suscitan preocupación los efectos no deseados en el sabor del producto en otros productos alimenticios que contienen aceite MCT.

Experimento de encapsulación 3

Se llevó a cabo este experimento para evaluar la capacidad de recubrimiento de partículas de guar de tamaño grande.

Se encapsuló goma guar en un 20% de zeína añadida utilizando un aparato de recubrimiento Wurster (45,72 cm (18'')). La goma guar 8/22A utilizada en este experimento tiene un tamaño de partícula ligeramente más grande, tal como se ha descrito antes. Se preparó una solución de un material de recubrimiento que incluía zeína F4000 más Durkex® 500 equivalente a 20% de la zeína, como una solución al 15% en peso de etanol/agua en una proporción de 90/10 peso/peso. Se aplicó la solución de recubrimiento a 35 kg de goma guar a una velocidad inicial de 200 g/min y se aumentó gradualmente a 250 g/m durante un período de 40 minutos. La presión del aire de atomización para la tobera de pulverización fue 551,5808 kPa (80 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 44,4 y 46,7ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 26,1 y 38,9ºC. Después de aplicar un 20% de zeína en peso en función del peso de la goma guar, se detuvo el proceso. Se secó el producto durante 5 minutos y después se extrajo de la columna. Un 99% del producto tenía menos de 40 mallas.

Se determinó que las partículas guar de tamaño más grande producían partículas encapsuladas mejores con un tamaño más uniforme, que las obtenidas a través del recubrimiento de partículas guar más pequeñas.

Experimento de encapsulación 4

El objetivo de este experimento fue intentar producir un producto final de partículas encapsuladas más pequeñas utilizando una serie de etapas de tamizado.

Se encapsuló goma guar en diferentes niveles de zeína utilizando un aparato de recubrimiento Wurster, 45,72 cm (18''). Se utilizó goma guar 8/22 (partículas guar pequeñas) en este experimento. Se preparó una solución de un material de recubrimiento que consistía en zeína F4000 más Durkex® 500 equivalente a un 20% de la zeína, como una solución al 23,5% en peso de etanol/agua en una proporción peso/peso de 90/10. Se aplicó la solución de recubrimiento a 35 kg de la goma guar a una velocidad de 250 g/min. La presión del aire de atomización para la tobera de pulverizado fue 551,5808 kPa (80 pisg). La temperatura de aire de entrada de fluidización varió entre 43,9 y 46,7ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 24,4 y 40ºC. Después de aplicar un 10% de zeína en peso en función del peso de goma guar, se detuvo el proceso. Se tamizó el producto para eliminar el producto con más de 420 \mum y menos de 150 \mum. Se retornó la goma guar tamizada a la inserción de columna Wurster y se recubrió en las mismas condiciones de proceso. Después de aplicar un nivel de zeína de 20% añadida, se detuvo el sistema. Se secó el producto durante 5 minutos y después se extrajo de la columna. Un 97,5% del producto fue inferior a 40 mallas.

Si bien el rendimiento del producto final aceptable fue alto, este procedimiento resultaría prohibitivo a nivel económico como consecuencia de las etapas de proceso extraordinarias.

Experimentos de encapsulación 5 (comparativo)

El objetivo de este experimento fue evaluar el uso de aceite de salvado de arroz como un material hidrófobo en el recubrimiento de zeína.

Para este experimento, se encapsuló goma guar de tamaño mayor (8/22A) en un 25% de zeína añadida con aceite de salvado de arroz como plastificante. Se preparó una solución de un material de recubrimiento que incluía zeína F4000 más aceite de salvado de arroz equivalente a 20% en peso de zeína como una solución al 23,5% en peso de etanol/agua en una proporción peso/peso de 90/10. En una unidad de lecho fluidizado 10,16 cm /15,24 cm (4''/6''), se recubrió la goma guar utilizando un pulverizador inferior con un inserto de columna Wurster. Se aplicó la solución de recubrimiento a 500 g de la goma guar 8/22A a una velocidad de 9 g/minuto. La presión de aire de atomización para la tobera de pulverizacion fue 103,4214 kPa (15 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 43,9 y 45ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 26,9 y 34,4ºC. Después de aplicar un 25% de zeína en peso en función del peso de goma guar, se tamizó la goma guar para eliminar las partículas por encima de 420 \mum y por debajo de 125 \mum. Un 85,3% del producto estaba en el intervalo de tamaño correcto.

El aceite de salvado de arroz no pareció facilitar el proceso de recubrimiento tan bien como los otros plastificantes, pero posiblemente esto se podría mejorar con cambios en el proceso y/o la formulación.

Experimento de encapsulación 6 (comparativo)

El objetivo de este experimento fue evaluar el recubrimiento de partículas guar más grandes con mayores niveles de zeína.

Para este experimento, se encapsularon las partículas de goma guar de tamaño más grande (8/22A) con un 30% de zeína añadida, con Durkex® 500 como plastificante. Se preparó una solución del material de recubrimiento que incluía zeína F-4000 más Durkex®500 que equivalía a un 20% de zeína, como una solución al 23,5% en peso de etanol/agua en una proporción de peso /peso de 90/10. En una unidad de lecho fluido de 10,16 cm /15,24 cm, se recubrió la goma guar utilizando un pulverizador inferior con un inserto de columna Wurster. Se aplicó la solución de recubrimiento a 500 g de la goma guar 8/22 a una velocidad de 9 g/min. La presión del aire de atomización para la boquilla de pulverización fue 103,4212 kPa (15 psig). La temperatura de aire de entrada de fluidización varió entre 42,8 y 46,1ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente entre 29,4 y 35,6ºC. Después de aplicar un 30% en peso de zeína en función del peso de goma guar, se tamizó la goma guar para eliminar las partículas por encima de 420 \mum y por debajo de 125 \mum. Un 89,4% del producto tenía el intervalo de tamaño correcto.

Cuando se incorporó la goma guar microencapsulada fabricada en este experimento en barritas de alimento, las barritas se desmigajaron y resultaron inaceptablemente "terrosas" en cuanto a su tacto al paladar.

Experimento de encapsulación 7 (comparativo)

El propósito de este experimento consistió en evaluar el uso de la cera de carnaúba como material de recubrimiento para reducir el tiempo de procesado con un proceso de recubrimiento dual.

Para este experimento, se recubrió parte del producto del experimento 3 con cera de carnaúba. Se fundió la carnaúba (Nº 120, Frank B. Ross, Co. Inc. Jersey City, Nueva Jersey, EE.UU.) en un vaso de precipitados y se mantuvo a una temperatura de 10,4ºC. En una unidad de lecho fluidizado de 10,16 cm /15,24 cm (4''/6''), se recubrieron 500 g del producto del ejemplo 4 utilizando un pulverizador inferior sin inserto de columna Wurster. Se bombeó la cera fundida a una temperatura comprendida entre 98,9 y 104,4ºC. La presión de aire de atomización fue 103,4212 kPa (15 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 51,6 y 53,3ºC con una temperatura de salida correspondiente de 39,4 a 41,7ºC. Después de aplicar 75 g de la cera, se detuvo el proceso de recubrimiento.

Cuando se incorporaron las partículas microencapsuladas fabricadas en este experimento en barritas de alimento, las barritas de alimento resultantes resultaron inaceptablemente duras al cabo de dos meses de la fabricación.

Experimento de encapsulación 8 (comparativo)

El objetivo de este experimento consistió en evaluar partículas de zeína recubiertas únicamente con cera de carnaúba.

Para este experimento, se encapsularon partículas de goma guar (8/22A) de tamaño más grande en 44,8% añadido de cera de carnaúba. Se fundió la cera de carnaúba (Nº 120) en un vaso de precipitados y se mantuvo a una temperatura de 104,4ºC. En una unidad de lecho fluidizado de 10,16 cm/15,24 cm (4''/6''), se recubrió la goma guar utilizando un pulverizador inferior sin inserto de columna Wurster. Se aplicó la cera fundida a 500 g de la goma guar 8/22A. La presión de aire de atomización para la tobera de pulverizado fue 103,4214 kPa (15 psig). La temperatura de aire de entrada de fluidización varió entre 53,9 y 72,2ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 33,1 y 36,7ºC. Después de aplicar la cera de carnaúba, se extrajo el producto.

La goma guar microencapsulada fabricada en este experimento no se utilizó en barritas de alimento debido a los resultados del experimento 7.

Experimento de encapsulación 9 (comparativo)

El objetivo de este experimento consistió en evaluar el uso de cera de abeja como un material de recubrimiento.

Para este experimento, se encapsuló la goma guar de tamaño mayor en 23% de cera de abeja añadida. Se fundió la cera de abeja (Frank B. Ross Co. Inc., Jersey City, Nueva Jersey EE.UU. en un vaso de precipitados y se mantuvo a una temperatura de 107,2ºC. En una unidad de lecho fluidizado de 10,16 cm /15,14 cm (4''/6''), se recubrió la goma guar utilizando pulverización inferior sin inserto de columna Wurster. Se aplicó la cera fundida a 500 g de goma guar 8/22A (partículas de goma guar grandes). La presión del aire de atomización para la tobera de pulverizador fue 103,4212 kPa (15 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 21,1 y 32,2ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 28,3 a 29,4ºC. Al cabo de 5 minutos, se empezó a aglomerar la goma guar de manera que se redujo la temperatura de entrada a 21ºC. Se detuvo el proceso después de añadir un 23% debido a los problemas de flujo dentro de la cámara.

Cuando se incorporó la goma guar encapsulada fabricada en este experimento en barritas de alimento, las barritas quedaron inaceptablemente duras, se desmigajaron y se quedaban pegadas a los dientes al consumir la barrita.

Experimento de encapsulación 10 (comparativo)

El objetivo de este experimento consistió en evaluar el uso de cera de parafina como material de recubrimiento.

Para este experimento, se encapsularon las partículas de goma guar grandes (8/22A) en 40% añadido de cera de parafina. Se fundió la cera (Paraffin 150/160, Frank B. Ross Co., Inc., Jersey City, Nueva Jersey EE.UU) en un vaso de precipitados y se mantuvo a una temperatura de 104,4ºC. En una unidad de lecho fluidizado de 10,16 cm/15, 24 cm (4''/6''), se recubrió la goma guar utilizando un pulverizador inferior sin inserción de columna Wurster. Se aplicó la cera fundida a 500 gg de goma guar 8/22A. La presión de aire de atomización para la tobera de pulverización fue 103,4214 kPa (15 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 26,1 y 27,2ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 25,5 y 29,4ºC. Después de aplicar un 40%, se detuvo el proceso.

Cuando se incorporó la goma guar encapsulada fabricada en este experimento en barritas de alimento, las barritas se endurecieron enseguida y se pegaron a los dientes en las personas que las consumieron.

Experimento de encapsulación 11 (comparativo)

El propósito de este experimento fue evaluar las perspectivas del recubrimiento de goma de xantana, que es una fibra de alta viscosidad soluble.

Para este experimento, se encapsuló goma de xantana en 20% de zeína añadida con Durkex® como plastificante. Se preparó una solución de un material de recubrimiento que incluía zeína F4000 más Durkex® equivalente a 20% de zeína, como una solución al 23,5% en peso de etanol/agua en una proporción de 90/10 peso/peso. En una unidad de lecho fluidizado de 10,16 cm/15,24 cm (4''/6''), se recubrió la goma de xantana utilizando un pulverizador inferior con una inserción de columna Wurster. Se aplicó la solución de recubrimiento a 500 g de goma de xantana a una velocidad de 9 g/min. La presión del aire de atomización para la tobera de pulverizador fue 103,4214 kPa (15 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 45 y 52,2ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 27,2 y 32,2ºC. Después de aplicar 20% de zeína en peso en función del peso de la goma de xantana, se detuvo el proceso.

Hasta la fecha, no se ha incorporado goma de xantana en un producto alimenticio, pero el proceso de recubrimiento parece haber conseguido un producto satisfactorio.

Experimento de encapsulación 12

Se llevó a cabo este experimento para evaluar la viabilidad de un recubrimiento a gran escala (tamaño del lote mayor) de goma guar con zeína utilizando un equipo de recubrimiento de mayor capacidad y un plastificante diferente.

Se encapsuló goma guar en diferentes niveles de zeína utilizando un aparato de recubrimiento Wurster de 45,72 cm (18''). En este experimento se utilizaron partículas de goma guar pequeñas (8/22). Se preparó una solución de un material de recubrimiento que incluía zeína F4000 más un aceite vegetal parcialmente hidrogenado (Durkex® 500, Van den Bergh Foods Co., Lasle, Illinois EE.UU.) equivalente a 20% de zeína, como una solución al 23,5% en peso de etanol/agua en una proporción peso/peso de 90/10. Se aplicó la solución de recubrimiento sobre 50 kg de goma guar a una velocidad inicial de 175 g/min y se aumentó gradualmente a 215 g/min durante un período de 30 minutos. Periódicamente, se niveló la línea del líquido con etanol/agua 90/10, cuando aumentó la presión de la línea de líquido. La presión del aire de atomización para la tobera de pulverización fue 551,5808 kPa (80 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización varió entre 45,6 y 46,7ºC con una temperatura de descarga de aire correspondiente comprendida entre 25 y 33,3ºC. Después de que se hubo aplicado un 10% de zeína en peso en función del peso de la goma guar, se detuvo el proceso para extraer la muestra. Se retornó la goma guar (35 kg) a la inserción de la columna Wurster y se recubrió en las mismas condiciones de proceso. Después de haber aplicado un nivel de zeína de 15%, se volvió a detener el sistema y se extrajo la muestra. Se detuvo el proceso de encapsulación después de haber aplicado un 20% de zeína en función del peso de guar. Se secó el producto durante 5 minutos y después se extrajo de la columna. Se tamizó el producto para separar el producto sobre 40 mallas (420 \mum). Un 84% del producto fue inferior a 40 mallas.

Se determinó que el aumento a escala del proceso de recubrimiento es viable y que el aceite vegetal hidrogenado es un buen plastificante que no produjo ningún efecto sustancial sobre el gusto del producto. La goma guar microencapsulada producida en este experimento se empleó en un "Segundo Estudio Animal" tal como se describe más adelante.

Experimento de encapsulación 13 (comparativo)

El objetivo de este experimento consistió en refinar aún más el proceso de recubrimiento.

Se encapsuló goma guar en 25% de zeína añadida utilizando un aparato de recubrimiento de 45,72 cm (18''). Se preparó una solución del material de recubrimiento que consistió en zeína F4000 más Durkex® 500 equivalente a 20% de zeína, como una solución al 23,5% en peso de etanol/agua en una proporción peso/peso de 90/10. Se aplicó la solución de recubrimiento a 35 kg de partículas de goma guar grandes (8/22A) a una velocidad de 240 g/min. La presión del aire de atomización para la tobera de pulverización fue 551,5808 kPa (80 psig). La temperatura de aire de entrada de fluidización varió entre 45 y 47,2ºC con una temperatura de descarga del aire correspondiente comprendida entre 28,9 a 37,8ºC. Después de haber aplicado un 25% de zeína en peso en función del peso de la goma guar, se detuvo el proceso. Se secó el producto durante 5 minutos y después se separó de la columna. Se tamizó el producto para separar el producto de más de 40 mallas y de menos de 140 mallas. Un 89,8% del producto tuvo el intervalo correcto.

La goma guar microencapsulada fabricada en este procedimiento fue empleada en un prototipo de barrita de alimento número 4 en el "Estudio clínico humano de barrita de alimento", tal como se describe más adelante.

Experimento de encapsulación 14 (comparativo)

El objetivo de este experimento fue mejorar el proceso de recubrimiento y producir una goma guar microencapsulada mejor para su uso en un producto alimenticio.

Se encapsularon partículas de goma guar grandes (8/22A) en un 25% de zeína utilizando un aparato de recubrimiento Wurster de 45,72 cm (18''). Se preparó una solución de un material de recubrimiento que incluía zeína F4000 más Durkex® 500 equivalente a 20% de zeína, como una solución al 15% en peso de etanol/agua en una proporción peso/peso de 90/10. Se aplicó la solución de recubrimiento a 35 kg de las partículas de goma guar a una velocidad de 240 g/min. La presión del aire de atomización para la tobera de pulverización fue 551,5808 kPa (80 psig). La temperatura del aire de entrada de fluidización estuvo comprendida entre 38,9 y 47,2ºC, con una temperatura de descarga del aire correspondiente comprendida entre 24,4 y 35,6ºC. Después de haber aplicado un 25% de zeína en peso en función del peso de goma guar, se detuvo el proceso. Se secó el producto durante 5 minutos y después se extrajo de la columna. Se tamizó el producto para separar el producto de más de 40 mallas. Un 97,2% del producto era de menos de 40 mallas.

Se incorporó la goma guar encapsulada fabricada en este experimento en prototipos de barrita de alimento 5, 6, 7 y 8 que se describen a continuación.

La encapsulación (es decir microencapsulación) de guar con proteína de zeína representa una significativa modificación de las propiedades físicas de guar, que puede modificar los efectos fisiológicos de guar. Para verificar que la goma encapsulada con zeína retuvo el efecto de reducción de colesterol de la goma guar encapsulada nativa, se llevó a cabo un segundo estudio animal y un estudio con seres humanos.

Estudio animal secundario

El presente estudio fue diseñado para determinar, en un modelo animal con buenas perspectivas para el ser humano, los cambios en el colesterol en suero que se pueden esperar como respuesta a una dieta en la que se añaden aceite de salvado de arroz, proteína de soja y goma guar microencapsulada con zeína a un nivel que se aproxima, en función del peso por caloría, a la dosis que se administraría a seres humanos para obtener un efecto de reducción del colesterol. Se añadieron aceite de salvado de arroz y proteína de soja a dietas en estos experimentos ya que se ha observado que el aceite de salvado de arroz y la proteína de soja, al igual que la goma guar, reducen el colesterol en experimentos anteriores.

El aceite de salvado de arroz contiene niveles inusualmente altos de componentes no saponificables (es decir componentes que contienen ácido no graso). Las anteriores investigaciones con hámsters han demostrado que el aceite de salvado de arroz reduce el colesterol en plasma y previene la formación de vetas de grasa, el primer episodio de la aterosclerosis. (Nicolosi y cols., "Comparative effects of rice bran oil, soybean oil and coconut oil on lipoprotein levels, low density lipoprotein oxidixability and fatty streak formation in hypercholesterolemic hamsters". ARTERIOSCLEROSIS, 11:163a, 1991). En monos cinomolgos, cuando se sustituyó con aceite de salvado de arroz a varios niveles la grasa de dieta de una dieta norteamericana estándar, se produjo una reducción del 1% en el colesterol de lipoproteína de baja densidad por cada 1% de calorías, cuando se añadió aceite de salvado de arroz a la dieta (Nicolosi y cols., "Rice bran oil lowers serum total and low density lipoproteín cholesterol and apoB levels in nonhuman primates", ARTERIOSCLEROSSIS, 88(2-3):133-142, 1991). Cuando se añadió un 20% de calorías como aceite de salvado de arroz a las dietas para un ser humano, se produjo una disminución de 19,7% en el colesterol LDL al cabo de 5 semanas de dieta. (Lichenstein y cols., "Rice bran oil consumption and plasma lipid levels in moderately hypercholesterolemic humans", ARTERIOSCLER-THROMBOSIS, 14(4):549-56; 1991). Los triglicéridos del aceite de salvado de arroz contienen hasta un 20% de ácidos grasos saturados y aproximadamente cantidades equivalentes de ácidos grasos poliinsaturados (40%) y monoinsaturados (40%). Dado que el aceite de salvado de arroz no es particularmente bajo en saturados, su acción de reducción del colesterol ha sido atribuida a sus componentes no saponificables escasamente caracterizados.

Modelo de estudio

En un mono cinomolgo femenino, un modelo animal que es altamente predictivo de cambios en los niveles de colesterol como respuesta a la dieta de seres humanos, se compararon cinco dietas en un modelo de ensayo cruzado al azar. La primera dieta (A) fue una dieta norteamericana media que contenía 36% de calorías como grasa, con un contenido en grasas saturadas de aproximadamente 15% de las calorías. Las cuatro siguientes dietas (B, C, D y E) fueron dietas de etapa 1 de la American Heart Association que contenían un 30% de calorías como grasa, en la que los saturados componían casi un 10% de las calorías. No obstante, estas cuatro dietas fueron modificadas por adición de goma guar microencapsulada (para conseguir un 3,5% en peso de goma guar) y proteína de soja (9% en peso). Por otra parte, las dietas C, D y E contenían respectivamente 5, 10 y 20% de calorías como aceite de salvado de arroz físicamente refinado. El refinado físico es un método para procesar aceite comestible que permite la retención de componentes no saponificables. Se administró una sexta dieta, una dieta de Etapa 1 de la American Heart Association sin modificar (F) al final del estudio después de haber completado todas las demás dietas. Se codificaron con colores las dietas De los 20 monos, 19 acabaron los 5 períodos del estudio. La dieta F no formó parte del protocolo original. Cuando los animales hubieron completado las dietas A-E, se alimentó a los 19 monos con la dieta F durante un período de 6 semanas. En la tabla 10 se presenta la composición de las dietas A- F.

Dietas experimentales

A. Dieta media norteamericana (AAD) (rojo)

B. Dieta de Etapa 1 modificada. Se añadieron una fibra de reducción de colesterol y proteína de soja (azul/sin color)

C. Dieta de etapa 1 modificada, con un 5% de calorías como aceite de salvado de arroz físicamente refinado (amarillo).

D. Dieta de Etapa 1 modificada con un 10% de calorías como PR-RBO (verde)

E. Dieta de Etapa 1 modificada con un 20% de calorías como PR-RBO (naranja)

F. Dieta de etapa 1 estándar (sin color).

TABLA 10 Composiciones de dieta en gr por cada 100 g de peso seco

	Dieta A	Dieta B	Dieta C	Dieta D	Dieta E	Dieta F
Caseína	7,96	5,7	5,7	5,7	5,7	15,5
Proteína de soja	7,96	9,0	9,0	9,0	9,0	0
Proteína de ZMG*	0	0,8	0,8	0,8	0,8	0
Cistina	0,19	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18
Dextrina	31,42	34,0	34,0	34,0	34,0	34,0
Sacarosa	22,61	24,5	24,5	24,5	24,5	24,5
Aceite de coco	5,53	3,53	2,95	2,36	1,18	3,53
Aceite de oliva	8,94	3,42	2,85	2,28	1,14	3,42
Aceite de maíz	3,07	7,18	5,98	4,78	2,39	7,18
Aceite de salvado de arroz	0	0	2,35	4,71	7,43	0

TABLA 10 (continuación) Composiciones de dieta en gr por cada 100 g de peso seco

	Dieta A	Dieta B	Dieta C	Dieta D	Dieta E	Dieta F
Colesterol	0,0782	0,0377	0,0377	0,0377	0,0377	0,0377
Mezcla vitaminas	0,57	0,55	0,55	0,55	0,55	0,55
Colina	0,34	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33
Mezcla de sales	5,55	5,36	5,36	5,36	5,36	5,36
Celulosa	5,27	1,6	1,6	1,6	1,6	5,1
Fibra de ZMG*	0	3,5	3,5	3,5	3,5	0
Aroma plátano	0,52	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Total (peso seco)	100,00	100,19	100,19	100,19	100,14	100,2
Agua	20,00	120,5	120,5	120,5	120,5	120,5
Total (húmedo)	20,00	20,00	20,00	20,00	20,00	20,00
Kcal/g (húmedo)	3,65	3,58	3,58	3,58	3,58	3,58
Gramos/día (húmedo)	200	200	200	200	200	200
Kcal/día	731	716	716	716	716	716
Colesterol (mg/kcal)	0,19	0,09	0,09	0,09	0,09	0,09
mg/día	139	65	65	65	65	65
% KCAL: GRASA	36,0	30,4	30,4	30,4	30,4	30,4
CHO	49,3	55,0	55,0	55,0	55,0	55,0
PRO	14,7	14,6	14,6	14,6	14,6	14,6
Fibra de dieta insoluble	5,27	1,8	1,8	1,8	1,8	5,1
Fibra de dieta soluble	0	3,5	3,5	3,5	3,5	0
* Guar encapsulada en zeína

Se hidrataron las dietas en seco añadiendo un 20% (p/p) de agua y se vertieron en contenedores de plástico cuadrados (100 g de dieta en húmedo por contenedor) que fueron sellados y almacenados a -20ºC. Se alimentó a los monos con 2 cuadrados de la dieta al día, suministrándose con cada 100 g 358 kcal para un total de 716 kcal al día. Para evitar errores, se tiñó cada una de las dietas y se colocó una tarjeta de color en la jaula.

Se obtuvieron muestras de sangre en ayuno al cabo de 4, 5 y 6 semanas de cada dieta. Se analizó la sangre para determinar los lípidos, incluyendo el colesterol total y el colesterol HDL. Se extrajo la sangre de la vena ilíaca de los monos en tubos que contenían EDTA y se recogió el plasma por centrifugado a baja velocidad. Se determinó cuantitativamente el colesterol total (TC) y los triglicéridos (TG) en plasma utilizando los métodos enzimáticos que se describen en Allain y cols., "Enzimatic determination of total serum cholesterol", CLINICAL CHEMISTRY, 20:470-481, 1974; Bucolo, "Quantitative determination of serum triglyceride by the use of enzimes" , CLINICAL CHEMISTRY, 19:476-482, 1973). Se midió HDL-C tras la precipitación con cloruro de magnesio de fosfotungstato de VLDL y LDL. Se determinó la fracción LDL-C por la diferencia entre TC y HDL-C (según se midió, la fracción LDL-C incluyó menos de un 15% de VLDL-C cuando se consumieron estas dietas). Se realizaron todos los análisis con un autoanalizador.

\newpage

Resultados

Los monos se adaptaron bien a las dietas. 19 animales completaron los 5 períodos de dieta (A-E) en el orden apropiado, analizándose el total de colesterol total y colesterol HDL a las semanas 4, 5 y 6 en los 19 monos. Se administró la dieta F tras las dietas A-E. Se midió el colesterol total y el colesterol HDL a las semanas 4 y 6 en los 19 monos.

Al cabo de 6 semanas con una dieta norteamericana media (dieta A), la media del nivel de colesterol total en los 19 monos que completaron el estudio fue 242,6 mg/dl. Cuando se alimentó a los animales con las dietas suplementadas con goma guar microencapsulada con zeína y proteína de soja, los niveles de colesterol en suero medios oscilaron entre 132,5 mg/dl y 144,1 mg/dl. Estos representan disminuciones medias comprendidas entre 98,5 y 110 mg/dl, aproximadamente un 40 a un 45% menos que con la dieta norteamericana estándar (dieta A) (p<0,001). Los niveles de colesterol no estaban influidos por la cantidad de aceite de salvado de arroz en las dietas. En la tabla 11 se muestran los resultados.

Las disminuciones en el total de colesterol en plasma se debieron completamente a los descensos del colesterol LDL. El colesterol LDL disminuyó desde una media de 171,3 mg/dl tras 6 semanas con la dieta norteamericana estándar (dieta A) a entre 62,8 mg/dl y 72,4 mg/dl al cabo de 6 semanas con las dietas de guar microencapsulada con zeína. Esto representa disminuciones de 58-63%. El colesterol HDL no cambio.

La ausencia del efecto de aceite de salvado de arroz "físicamente refinado" incluso a un nivel de hasta 20% de calorías, fue un resultado inesperado. En los estudios anteriores, se añadió aceite de salvado de arroz a una dieta a un 20% de calorías en monos y seres humanos, los niveles de colesterol en suero disminuyeron en un 20% en relación con la dieta norteamericana estándar. En este estudio, el gran efecto de disminución de colesterol de guar microencapsulada con zeína y/o proteína de soja enmascaró el efecto de disminución del colesterol de aceite de salvado de arroz "físicamente refinado". Es posible que la presencia de grasa a un nivel de aproximadamente 30% de las calorías sea importante para potenciar el efecto de reducción del colesterol de goma guar microencapsulada con zeína y/o proteína de soja, pero no existe una diferencia clara entre el aceite de salvado de arroz "físicamente refinado" y una mezcla de aceite de maíz, aceite de oliva y aceite de coco en las condiciones de alimentación de la invención en este modelo animal.

Es probable que otros tipos de aceite de salvado de arroz sean igual de eficaces que el aceite de salvado de arroz "físicamente refinado" cuando se añaden a la dieta junto con otros componentes de reducción del colesterol como goma guar microencapsuladas con zeína y proteína de soja.

Nivel de lípidos en animales alimentados con una dieta de etapa 1 sin modificar (dieta F)

Tal como se indica en la sección de los métodos, se analizaron estos resultados por separado de las dietas A-E. Cuando se alimentó a los mismos 19 monos que completaron las dietas A-E con la dieta de la etapa 1 microencapsulada con zeína sin modificar durante 6 semanas (es decir la dieta de la etapa 1 sin goma guar, proteína de soja o aceite de salvado de arroz, sus niveles de colesterol fueron 23,8% inferiores a los de la dieta norteamericana media (Dieta A) y los niveles de colesterol LDL medios fueron 32,2% más bajos que los resultantes con la dieta norteamericana media (tabla 11). Esto significa que la dieta de la etapa 1 sin modificar (dieta F) fue únicamente aproximadamente 50-60% de eficaz en relación con las dietas de etapa 1 modificadas (dietas B, C, D y E) en reducir el el colesterol y el colesterol LDL: mientras que la dieta de la etapa 1 sin modificar (Dieta F) redujo los niveles de colesterol medios de 243 a 185 mg/dl, la dieta de la etapa 1 modificada (dietas B, C, D y E) redujo el colesterol otros 40 + mg/dl en un intervalo de 132-144 mg/dl.

Cambios de lípidos a lo largo del tiempo

Los niveles de lípidos en plasma variaron en función del tiempo en cada una de las dietas con la excepción de la dieta D (tabla 12). Cuando se alimentó con la dieta norteamericana media, continuaron aumentando los niveles de colesterol a lo largo del período de 6 semanas que duró el estudio (los niveles de colesterol fueron significativamente más altos a las 6 semanas que a las 4 semanas). En contraste, los niveles de colesterol disminuyeron durante la administración de las dietas B, C, D y E que contenía guar microencapsuladas con zeína y proteína de soja (los niveles de colesterol fueron más bajos a las 6 semanas que a las 4 semanas con las dietas C y E, y más bajos a las 6 semanas que a las 5 semanas con la dieta B). Por lo tanto, a medida que progresó el estudio, se acentuaron más las diferencias entre las dietas B, C; D y E que contenían guar microencapsulada con zeína y proteína de soja, y la dieta norteamericana media (dieta A).

Aunque los cambios en LDL a lo largo del tiempo no fueron estadísticamente significativos (con la excepción de la dieta E para la que el colesterol medio fue más bajo a las 6 semanas que a las 4 semanas), hubo claras tendencias de que iban paralelas a los cambios observados para el colesterol total: la tendencia es ascendente para la dieta A (dieta norteamericana media) y descendente en 3 de las 4 dietas que contienen guar microencapsulada (no se muestran los datos). En contraste, no se observó ninguna tendencia de ningún tipo de HDL a lo largo del tiempo. Por lo tanto, es razonable concluir que los cambios en el colesterol total a lo largo del tiempo fue resultado completamente de los cambios en la fracción LDL.

TABLA 11 Niveles medios de colesterol total y lipoproteínas en plasma a las seis semanas^{1}

Dietas^{3}	A	B	C	D	E	F
	Dieta	Etapa 1	Etapa 1	Etapa 1	Etapa 1	Dieta de
	norteamericana	modificada	modificada	modificada	modificada	etapa 1
	media		con 5% de	con 10%	con 20% de	estándar
			RBO	de RBO	RBO
colesterol total^{2}	242,6 \pm 16,4	140,8 \pm 6,1	139,6 \pm 9,1	144,1 \pm 8,3	132,5 \pm 7,1	184,8 \pm 10,3
Colesterol LDL^{2}	171,3 \pm 19,0	70,0 \pm 6,5	69,4 \pm 9,8	72,4 \pm 9,6	62,8 \pm 6,7	116,1 \pm 12,7
Colesterol HDL	71,3 \pm 5,9	70,8 \pm 4,4	70,2 \pm 3,7	71,7 \pm 4,2	69,7 \pm 3,6	68,7 \pm 5,7^{4}
^{1} Los resultados son la medida \pm SEM para 19 animales en mg/100 mL
^{2} A >B-E (P<0,001) y B-E<F(P<0,05)
^{3} Las composiciones de dieta se presentan en la tabla 10
^{4} F<D (P<0,05)

TABLA 12 Niveles medios de colesterol total en plasma al cabo de 4, 5 y 6 semanas^{1}

Dietas^{6}	A	B	C	D	E	F
4 Semanas	22,9,5 \pm 18,4	150,0 \pm 6,5	156,0 \pm 15,9	145,6 \pm 8,1	153 \pm 11,9	202,2 \pm 1 7,5
5 Semanas	230,6 \pm 15,9	152,1 \pm 6,7	146,7 \pm 13,0	138,1 \pm 6,3	141,4 \pm 9,0	N/D
6 Semanas	242,6 \pm 16,4^{2}	140,8 \pm 6,1^{3}	139,6 \pm 9,1^{4}	144,1 \pm 8,3	132,5 \pm 7,1^{5}	184,8 \pm 10,3
^{1} Los resultados son la media \pm SEM para 19 animales en mg/100 mL
^{2} Semana 6 > Semana 4, p = 0,03
^{3} Semana 6 < Semana 5, p = 0,04
^{4} Semana 6 < Semana 4, p = 0,02
^{5} Semana 6 < Semana 4, p = 0,03
^{6} Las composiciones de dieta se presentan en la tabla 10
N/D = Datos no disponibles

Estudio en seres humanos

Se llevó a cabo este estudio para determinar si el aceite de salvado de arroz, la proteína de soja y guar microencapsulada con zeína, la combinación de ingredientes que eran eficaces para reducir el colesterol en monos, tal como se ha descrito, en el segundo estudio con animales, podía reducir el colesterol en seres humanos, cuando se incoporaraban en un producto nutricional con arreglo a la presente invención. En este estudio, dicho producto nutricional con arreglo a la invención es una barrita de alimento denominada aquí "barrita activa". Se comparó la barrita activa con una "barrita de control" que contenía ingredientes carentes de actividad de reducción del colesterol.

Productos clínicos

En las tablas 13 a 16 se presentan las composiciones de las barritas activas y de control. Cada 203 kcal, 57,6 gramos (g) de barrita activa proporcionaba una media de 11,9 g de fibra de dieta medida según la Association of Official Analytical Chemists (AOAC), incluyendo 9,2 g de fibra de dieta de goma guar, 5,60 g de aceite de salvado de arroz físicamente refinada y 5,60 gramos de proteína de soja. Se microencapsuló la goma guar con proteína de zeína, lo que llevó a un contenido en proteína total de la barrita activa de 8,9 g. Cada 215 kcal, 62 g de la barrita de control contenía los siguientes ingredientes de control: aproximadamente 12,4 g de cáscara de guisante y fibra de avena Snowite (ambas fuentes de fibra contienen 80-90% de fibra celulósica insoluble), 6,1 g de aceite de cacahuete, y un total de 9,3 g de proteína de caseinato cálcico y proteína de leche completa. Se conjuntaron las barritas activas y de control en lo que se refiere a los macronutrientes que aportaban calorías (hidratos de carbono, grasa y proteínas), total de calorías y el contenido total en minerales en el que las cenizas constituye una indicación (incluyendo calcio).

TABLA 13 Receta para prototipo de barrita de alimento número 4 "barrita activa"

Ingrediente	Concentración	gramos/barrita
	en % en peso
	de la barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	30,28	17,44
Salvado de avena^{1}	8,52	4,91
Guar encapsulado con zeína^{2}	24,45	14,08
Proteína de soja	9,72	5,60
Aceite de salvado de arroz^{3}	9,72	5,60
Glicerina	6,13	3,53
Polidextrosa	4,76	2,74
Arroz inflado	4,42	2,55
Fosfato dicálcico	0,96	0,55
Lecitina	0,58	0,33
Ácido cítrico	0,39	0,22
Sabor (frambuesa)	0,07	0,04
^{1} El "salvado de avena" utilizado fue realmente una mezcla compuesta por 26,25% en peso
de fibra de avena, 62,128% en peso de harina de avena y 11,622% de roteína de soja.
^{2} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito en el Experimento de encapsulación 13.
^{3} Aceite de salvado de arroz físicamente refinado de Tsuno Rice Fine
Chemical Co., Wakayama, Japón.

TABLA 14 Nutrición proporcionada por la "barrita activa"

34,7 g de hidratos de carbono (incluye fibra de dieta)
11,9 g de la fibra de dieta total (9,2 g de fibra guar)
6,5 g de grasa:
Ácidos grasos saturados	20,4%
Ácidos grasos monoinsaturados	44,5%
Ácidos grasos poliinsaturados	35,1%
8,9 g de proteína
1,0 g de cenizas (191 mg de calcio)
6,1 g de agua
203 kcal

Procedimiento de fabricación

El prototipo de barrita de alimento número 4 fue fabricado en tamaños de lote comerciales en el intervalo de 390 kg. El tipo de mezcladora utilizada fue una mezcladora de brazo doble. Se añadieron todos los ingredientes a la mezcladora y se llevó a cabo el mezclado a temperatura ambiente (24º \pm 91ºC). Los primeros ingredientes introducidos en la mezcladora fueron proteína de soja, fosfato dicálcico y ácido cítrico y se mezclaron hasta quedar combinados. A continuación se añadieron el aceite de salvado de arroz, lecitina y el aroma y se mezclaron hasta quedar completamente combinados. A continuación, se añadió guar microencapsulada con zeína y se mezcló hasta combinarlos. Se añadieron polidextrosa, salvado de avena, arroz inflado y se mezclaron hasta combinarlos. Los últimos ingredientes que se colocaron en la mezcladora fueron sirope de maíz con alto contenido en fructosa y glicerina y se mezcló el producto hasta su combinación. A continuación se vertió el lote en una extrusora de doble rodillo y se extruyó a temperatura ambiente (24º \pm 10ºC) y se cortó en un tamaño específico con una barra de cortado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla varios grados. A continuación, se enfriaron las barras a través de un túnel de enfriado entre 0ºC y 15ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperatura elevada para su horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado y la extrusión pudo elevar la temperatura de la mezcla varios grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

\newpage

Se determinó la textura de este prototipo únicamente en el momento de la fabricación aplicando el método que se ha descrito antes en el ejemplo 1 de Barrita de Alimento. En el momento de la fabricación de la barrita de alimento la dureza fue 97. No se determinó la textura de estas barritas de alimento en momentos posteriores.

TABLA 15 Receta para barritas de alimento de "control"

Ingrediente	Concentración	Gramos/barrita
	en % en peso
	de barrita
Sirope de maíz con alto contenido fructosa	35,71	22,14
Fibra de cáscara de guisante	13,45	8,34
Caseinato cálcico	13,30	8,25
Lodex	10,12	6,28
Aceite de cacahuete	9,85	6,11
Fibra de avena Snowite	6,95	4,06
Arroz inflado	4,15	2,57
Proteína láctea completa	3,65	2,26
Glicerina	2,07	1,28
Lecitina de soja	0,60	0,37
Ácido cítrico	0,49	0,30
Aroma de frambuesa	0,06	0,04

TABLA 16 Nutrición proporcionada por la "barrita de control"

38,3 g de hidratos de carbono (incluye fibra de dieta)
8,59 (analítico frente a 11,5 g de fibra de dieta total esperada)
6,6 g de grasa:
ácidos grasos saturados	20,4%
ácidos grasos monoinsaturados	48,1%
ácidos grasos poliinsaturados	31,5%
9,3 g de proteína
0,97 g de cenizas (192 mg de calcio)
6,8 g de agua
215 kcal

Selección de sujetos

Los sujetos fueron seres humanos seleccionados en función del interés en el estudio y la voluntad de llevar a cabo las acciones requeridas. En general debían gozar de buena salud, en particular, en lo que se refiere a la función gastrointestinal.

Diseño

El estudio fue un estudio cruzado al azar de 43 sujetos independientes (18 mujeres y 25 hombres) con una edad media de 35 años (intervalo de 23 a 59) en los que se comparó la barrita activa frente a la barrita de control. De los 43 sujetos normales que acabaron el estudio, 22 consumieron 1 (una) barrita activa al día durante 7 días y 2 (dos) barritas activas durante 14-16 días (Período I = 21-23 días en total). El período I fue seguido de un período de descanso de 12-14 días, seguido del consumo de 1 (una) barrita de control al día durante 7 días y 2 (dos) barritas de control al día durante 14-16 días (Período II = 21-23 días en total). Tal como se utiliza aquí, el período durante el cual el sujeto consumió la barrita activa se denomina "período de barrita activa" y el período durante el cual el sujeto consumió la barrita de control se denomina "período de barrita de control". Los otros 21 sujetos siguieron el mismo esquema en orden inverso, comenzando con las barritas de control durante el período I, seguido de un período de lavado, y seguido del consumo de las barritas activas durante el período II. Para equilibrar el número de días de cada barrita, los sujetos a los que se les extrajo sangre inicialmente un lunes durante el primer periodo fueron cambiados a la extracción un miércoles para el segundo período y vice versa.

Métodos

Después de un ayuno completo durante toda la noche, se extrajo sangre entre las 7:30 y las 9 de la mañana antes del estudio (línea de referencia) y al final de los períodos de barrita de control y de barrita activa, y se analizó el plasma sanguíneo a través de un método químico de análisis de sangre estándar de Roche Laboratories, Dublín, Ohio, EE.UU.

Para valorar si el consumo de 2 barritas al día cambiaba la dieta típica de estos sujetos, se solicitó un registro de dieta de 3 días durante los siguientes períodos del tiempo:

1. Jueves, viernes y sábado antes del comienzo del estudio (línea de referencia)

2. Jueves, viernes y sábado antes del final del período de estudio I.

3. Jueves, viernes y sábado antes del final del período del estudio II.

Se registraron los expedientes de dieta en libros de registro que contenían instrucciones detalladas sobre los tamaños de porción y la descripción de los alimentos anotados. Se entregaron los libros de registro a un especialista en dietética que podía ponerse en contacto con los sujetos directamente cuando los artículos de alimento de cantidad estaban poco claros y traducir los datos en consumo diario utilizando un programa informático normal (Nutricionist IV, San Bruno, CA).

Análisis estadístico

Para variables continuas/distribuidas normalmente, se realizó el análisis estadístico a través de ANOVA de primera convergencia en dos períodos. Se incluyeron en este análisis los efectos de secuencia (dieta x interacción de período), período (dieta x interacción de secuencia) y efecto directo de la dieta. Siempre que se produjo un efecto de secuencia (p <0,10), se compararon los tratamientos utilizando datos del primer período únicamente. Todos los demás resultados fueron considerados significativos si p<0,05.

Resultados Lípidos en sangre

Los niveles de colesterol LDL y HDL en suero medios no fueron significativamente diferentes en la línea de referencia y después del período de control, lo que indica que la barrita de control fue neutra en lo que se refiere a los lípidos en suero (Tabla 17). Durante el período de la barrita activa, disminuyeron los niveles de colesterol LDL y colesterol en suero medios en 25 mg/dL y 23 mg/dL, respectivamente, en comparación con el período de la barrita de control (disminuyó el colesterol en suero en un 13,2% y el colesterol LDL disminuyó en un 18,6%). También disminuyeron los niveles de colesterol HDL significativamente durante el período de barrita activa, en relación con el período de barrita de control, pero no en relación con las medidas de la línea de referencia. A medida que disminuye la proporción de colesterol total, las disminuciones del colesterol LDL corresponden sólidamente a más de un 90% de la disminución de colesterol total.

TABLA 17

Niveles de colesterol LDL y HDL en suero (medias \pm SEM, mg/dl)
	Colesterol total	Colesterol LDL	Colesterol HDL
Línea de referencia	193 \pm 5	127 \pm 5	43 \pm 2
Control	191 \pm 4	125 \pm 4	45 \pm 2
Activo	166 \pm 4*	101 \pm 3*	42 \pm 2**
* p = <0,001, comparado con control
** P = 0,002, comparado con control

Niveles de potasio y bilirrubina en suero

Los niveles de potasio en suero fueron significativamente inferiores en el grupo de barrita activa (Medias \pm SEM: 4,11 \pm 0,05 en la barrita activa en comparación con 4,32 \pm 0,08 en la barrita de control) (p = 0,01). La ingestión de potasio media disminuyó de aproximadamente 3000 mg/día en la línea de referencia a 2500 mg/día tanto en la barrita de control como la activa, lo que indica que la adición de cada una de las barritas a la dieta puede desplazar parte de los alimentos con alto contenido en potasio de la dieta. Esto indica el suplemento de barritas con potasio.

Los niveles de bilirrubina en suero fueron significativamente más altos cuando los sujetos consumieron la barrita activa que cuando consumieron la barrita de control (p = 0,047). No obstante, la bilirrubina estuvo por encima de 1,2 mg/dL, el límite superior de lo normal, solamente en 2 muestras de estas muestras y se hemolizaron estas muestras (se sabe que la hemólisis interfiere con la determinación de bilirrubina).

Efecto del suplemento de barrita en la composición de dieta total

Tal como se ha indicado antes, la adición de la barrita activa a la dieta redujo el nivel de colesterol LDL en suero. Se analizaron las dietas con el fin de determinar si el efecto de reducción del colesterol era un resultado directo de la barra activa o era resultado de la alteración de toda la dieta, y para determinar si cada una de las barras tenía como resultado un aumento neto de calorías en la dieta en relación con la dieta de la línea de referencia.

No se produjo ningún cambio estadísticamente significativo en los componentes de la dieta con mayor probabilidad de influir en los niveles de colesterol en suero independientemente del suplemento de la barra activa. Tal como se indica en la tabla 18, el consumo medio de grasa saturada, grasa poliinsaturada y colesterol no cambió significativamente de un período a otro. Los cambios de lípidos en sangre fueron causados directamente con mayor probabilidad por la barrita activa, no por un cambio en la dieta total como respuesta a la adición de la barra activa a la dieta.

TABLA 18

Componentes de dieta con probabilidad de afectar a los niveles de colesterol en suero (medias \pm SEM)
	Grasas saturadas	Colesterol (mg por día)	Grasa poliinsaturada
	(% de calorías)		(% de calorías)
Línea de referencia	11,6 \pm 0,4	227 \pm 20	6,5 \pm 0,3
Control	11,5 \pm 0,4	261 \pm 19	7,2 \pm 0,3
Activa	11,9 \pm 0,4	242 \pm 23	7,0 \pm 0,3

Gracias a su alto contenido en fibra de dieta y calcio, las barritas activas contribuyeron de forma positiva al consumo total de fibra de dieta y calcio. El consumo medio de fibra de dieta casi se dobló desde el consumo de la línea de referencia de menos de 15 g/día a niveles de 27 g/día durante el período de control y 31 g/día durante el período de la barrita activa (tabla 19). El consumo de fibra total fue significativamente más alto durante el consumo de la barrita activa que durante el consumo de la barrita de control como resultado de niveles ligeramente más altos de fibra en la barrita activa con respecto a la barrita de control (véase tabla). Aumentó el consumo medio de calcio desde el consumo de la línea de referencia de 933 mg/día a un consumo medio de 1085 mg/día durante el período de control y 1,181 mg/día durante el período de barra activa. El consumo de calcio fue significativamente más alto durante el período de barrita activa que durante el período de barrita de control, incluso aunque los niveles de calcio en las 2 barritas fueran prácticamente idénticos. Las pequeñas diferencias en la fibra de dieta total y el consumo de calcio entre los períodos de la barrita de activa y de control no pueden explicar la sustancial diferencia en los niveles de colesterol en suero entre ambos períodos.

El efecto de suplementar la dieta con dos barritas (activa o de control) al día en el consumo total de calorías no fue estadísticamente significativo. A pesar de que las dos barras contribuyeron con más de 400 kcal al día en sus dietas, los sujetos compensaron su consumo calórico, de manera que el consumo calórico total, al igual que el consumo de grasa y colesterol, no fueron sensiblemente diferentes durante la intervención de dieta tanto con las barritas de control como con las barritas activas (tabla 20). Esto se verificó además por la ausencia de cambios en el peso estadísticamente significativos transcurridas 3 semanas de la intervención de la dieta (Tabla 20).

TABLA 19 Fibra de dieta y consumo de calcio

	Fibra de dieta (g/día)	Calcio (mg/día)
Línea de referencia	14,6 \pm 1,1	933 \pm 76
Control	27,3 \pm 0,9	1085 \pm 43
Activa	31,3 \pm 10*	1182 \pm 51**
* p = 0,003 (activa frente a control)
** p = 0,01 (activa frente a control)

TABLA 20 Consumo de calorías y cambio de peso

	Total de calorías (kcal/día)	Peso (kg)	Peso (libras)
Línea de referencia	2333 \pm 103	75,658812 \pm 2,177232	166,8 \pm 4,8
Control	2360 \pm 87	76,20312 \pm 2,177232	168,0 \pm 4,8
Activa	2319 \pm 88	76,20312 \pm 2,131873	168,0 \pm 4,7

Evaluación apetito/saciedad

En este estudio se registró el apetito antes de la comida y lasaciedad después de la comida una vez a la semana durante el estudio con arreglo al método de Haber y cols., "Depletion and disruption of dietary fiber: effects on satiety, plasma glucose and serum insulin", LANCET, Oct. 1, 1977. Los resultados indican que las valoraciones del apetito y la saciedad no dependían de qué barra estaban consumiendo los sujetos en el momento de la evaluación. Por otra parte, los sujetos de este estudio presentaron el mismo consumo calórico total con cada una de las barras, tal como se determinó según los registros de comida y se mantuvieron su peso exactamente, lo que parece indicar una falta global de efecto de guar en el control del apetito y el consumo de alimento. Por lo tanto, la información anecdótica que apoya el concepto de que el consumo de fibras viscosas como guar causa una sensación de saciedad que se traduce en una menor ingestión calórica, no queda corroborada con estos resultados.

Efecto gastrointestinal de la barrita activa

Se anotaron diversos efectos gastrointestinales con el consumo de 2 barritas activas al día. Los parámetros gastrointestinales más evidentemente afectados por el consumo de las barritas activas fueron la mayor producción de gases (flatulencia), el mayor número de heces, y una consistencia de las heces más blanda. Los autores de la invención no pudieron determinar a partir de estos datos hasta qué punto los efectos gastrointestinales pudieron resolverse a lo largo de un período de consumo más prolongado de una dieta con alto contenido en fibra. No obstante, está claro que los efectos gastrointestinales se resuelven rápidamente (en el curso de 1 a 2 días) disminuyendo o cesando el consumo de barritas activas.

Hubo dos sujetos que se salieron del estudio, uno como resultado de una acedía y reflujo y el otro como resultado de diarrea (la barrita activa afectó de forma significativa en la producción de heces blandas tal como se ha explicado antes).

Modos de realización adicionales

Se llevaron a cabo diversos modos de realización adicionales de los productos nutricionales según la invención, en forma de barritas de alimento, que se fabricaron con el fin de mejorar la textura del producto, su gusto y otros aspectos.

Un producto nutricional de acuerdo con la presente invención contiene preferiblemente una fuente de grasa seleccionada del grupo que consiste en aceites vegetales que contienen en peso menos de 25% de ácidos grasos saturados. Entre los ejemplos de dichos aceites vegetales se incluyen aceite de salvado de arroz, aceite de canola y aceite de maíz.

Un producto nutricional de acuerdo con la presente invención contiene preferiblemente proteína de soja y puede contener alternativamente una o más fuentes de proteína seleccionadas del grupo que consiste en proteína de soja, proteína de avena y caseinato de calcio.

Un producto nutricional según la presente invención puede contener alternativamente un acidulante en la matriz sólida para estimular la salivación (o facilidad para tragar) o para mejorar el sabor. Preferiblemente, el acidulante se selecciona del grupo que consiste en ácido cítrico, ácido málico y ácido fumérico. El ácido cítrico se ha utilizado en diversos prototipos de barrita de alimento.

Ejemplo de barrita de alimento 5

El prototipo de barrita de alimento Número 5 fue una evaluación del efecto de utilizar guar que había sido encapsulada más densamente en combinación con un sistema de proteína de soja.

TABLA 21 Receta para el prototipo de barrita de alimento número 5

Ingrediente	Concentración en % en peso de barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	25,71
Salvado de avena^{1}	17,06
Guar microencapsulada^{2}	16,46
Proteína de soja	11,44
Aceite de salvado de arroz^{3}	10,13
Polidextrosa	6,62
Glicerina	6,18
Arroz inflado	4,45
Fosfato dicálcico	0,97
Lecitina	0,59
Ácido cítrico	0,39
^{1} El "salvado de avena" utilizado consistió realmente en una mezcla compuesta por 26,25% en peso de
fibra de avena, 62,128% en peso de harina de avena y 11,622% de proteína de soja.
^{2} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito antes en el Experimento de encapsulación 14
^{3} Aceite de salvado de arroz físicamente refinado de Tsuno Rice Fine Chemical Co., Wakayama, Japón.

Procedimiento de fabricación

Se preparó un prototipo de barrita de alimento número 5 en una mezcladora Hobart. Se introdujeron todos los ingredientes en la mezcladora y se mezclaron a temperatura ambiente (24ºC \pm 10ºC). Los primeros ingredientes colocados en la mezcladora fueron proteína de soja, fosfato dicálcico y ácido cítrico que se mezclaron hasta combinarse completamente. A continuación, se añadieron el aceite de salvado de arroz y la lecitina y se mezclaron hasta que se combinaron completamente. A continuación, se añadió goma guar microencpasulada con zeína y se mezcló hasta su completa combinación. A continuación, se añadió polidextrosa, salvado de avena y arroz inflado y se mezclaron hasta combinarse completamente. Los últimos ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron el sirope de maíz con alto contenido en fructosa y glicerina y se mezclaron con los demás ingredientes hasta quedar completamente combinados. A continuación se vertió el lote sobre una superficie de trabajado y se aplicó el rodillo utilizando un rodillo de pastelero convencional para conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote en barritas con una espátula y después se enfrió en un refrigerador a entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para el horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla varios grados. Se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de las barras de alimento prototipo varias veces durante un período de semanas aplicando el método descrito anteriormente en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 22 se muestran los resultados.

TABLA 22 Ensayo de textura para prototipo de barrita de alimento número 5

Semana	Dureza de la barra de alimento
0	44
2	164
4	227
6	262
8	349
16	516

Los resultados del ensayo indicaron que incluso con una mejor encapsulación de guar, la textura de la barrita de alimento (dureza) se podía seguir mejorando empleando un sistema de proteína diferente.

Ejemplo de barrita de alimento 6

Se fabricó el prototipo de barrita de alimento número 6 para evaluar el uso de caseinato cálcico como sistema de proteína ya que los resultados del ejemplo de barrita de alimento 5 indicaron que la proteína de soja podía contribuir a una textura de barrita dura.

TABLA 23 Receta para el prototipo de barrita de alimento número 6

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de la barra
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	23,23
Salvado de avena^{1}	18,32
Guar microencapsulada^{2}	16,70
Caseinato cálcico	11,61
Aceite de salvado de arroz^{3}	10,28
Polidextrosa	6,72
Glicerina	6,57
Arroz inflado	4,52
Fosfato dicálcico	0,99
Lecitina	0,60
Ácido cítrico	0,40
Aroma (frambuesa)	0,06
^{1} El "salvado de avena" utilizado fue realmente una mezcla que consistió en 26,26% en peso de fibra
de avena, 52,128% en peso de harina de avena y 11,622% de proteína de soja.
^{2} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito antes en Experimento de encapsulación 14.
^{3} Aceite de salvado de arroz físicamente refinado de Tsuno Rice Fine Chemical Co., Wakayama, Japón.

Procedimiento de fabricación

Se preparó el prototipo de barrita de alimento 6 en una mezcladora Hobart. Se introdujeron todos los ingredientes en la mezcladora y se mezclaron a temperatura ambiente (24º \pm 10ºC). Los primeros ingredientes que se introdujeron en la mezcladora fueron caseinato cálcico, fosfato dicálcico y ácido cítrico y se mezclaron hasta combinarse completamente. A continuación, se añadieron aceite de salvado de arroz, aroma y lecitina y se mezclaron hasta combinarse completamente. A continuación, se añadió guar microencapsulada y se mezcló hasta combinarse completamente. A continuación se añadieron polidextrosa, salvado de avena, arroz inflado y se mezclaron hasta combinarse completamente. Después, se añadieron sirope de maíz con alto contenido en fructosa y glicerina y se mezclaron hasta combinarse completamente. A continuación, se vertió el lote sobre una superficie de trabajo y se aplicó rodillo con un rodillo de pastelero convencional para conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote en barras con una espátula y después se enfrió en un refrigerador a entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para el horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla varios grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de estas barritas de alimento prototipo varias veces durante un período de semanas empleando el método descrito anteriormente en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 24 se muestran los resultados.

TABLA 24 Ensayo de textura para prototipo de barrita de alimento número 6

Semana	Dureza de la barra de alimento
0	17
2	57
4	98
6	142
8	169
10	157
16	225
24	253

Los resultados de ensayo indicaron que el sistema de proteína de caseinato cálcico es beneficioso para mejorar la textura de la barrita de alimento (dureza).

Ejemplo de barrita de alimento 7

Se fabricó el prototipo de barrita de alimento número 7 para evaluar un sistema de proteína que incluía 60% en peso de proteína de soja y 40% en peso de caseinato cálcico. Se cree que es deseable tener proteína de soja en el sistema de proteína, ya que se teoriza que la proteína de soja puede contribuir a reducir el colesterol en suero.

TABLA 25 Receta para el prototipo de barrita de alimento número 7

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	25,71
Salvado de avena^{1}	17,06
Guar microencapsulada^{2}	16,46
Aceite de salvado de arroz^{3}	10,13
Proteína de soja	6,86
Polidextrosa	6,62
Glicerina	6,18
Caseinato cálcico	4,58
Arroz inflado	4,45
Fosfato dicálcico	0,97
Lecitina	0,59
Ácido cítrico	0,39
^{1} El "salvado de avena" utilizado consistió realmente en una mezcla de 26,25% en peso de fibra
de avena, 62,128% en peso de harina de avena y 11,622% en peso de proteína de soja.
^{2} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito anteriormente en el Experimento de
encapsulación 14.
^{3} Aceite de salvado de arroz físicamente refinado de Tsuno Rice Fine Chemical Col. Wakayama, Japón.

Procedimiento de fabricación

Se preparó el prototipo de barrita de alimento número 7 en una mezcladora Hobart. Se introdujeron todos los ingredientes en la mezcla y se mezclaron a temperatura ambiente (24ºC \pm 10ºC). Los primeros ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron proteína de soja, caseinato cálcico, fosfato dicálcico y ácido cítrico y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación, se añadieron aceite de salvado de arroz y lecitina y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación, se añadió guar microencapsulada con zeína y se mezcló hasta combinarlo completamente. A continuación, se añadieron polidextrosa, salvado de avena y arroz inflado y se mezclaron con los demás ingredientes hasta combinarlos completamente. Los últimos ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron sirope de maíz con alto contenido en fructosa y glicerina y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación, se vertió el lote sobre una superficie de trabajado y se aplicó el rodillo con un rodillo de pastelero convencional para conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote en barras con una espátula y después se enfrió en un refrigerador entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para su horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de las barritas de alimento prototipo varias veces durante un período de varias semanas aplicando el método descrito anteriormente en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 26 se muestran los resultados.

TABLA 26 Ensayo de textura para barrita de alimento prototipo número 7

Semana	Dureza de la barrita de alimento
0	30
2	86
4	163
6	187
8	190
16	305
24	343

Estos resultados de ensayo indicaron que el sistema de proteína que es una mezcla de proteína de soja y caseinato de calcio tiene un efecto positivo sobre la textura (dureza) de la barrita de alimento en comparación con el sistema de proteína que es 100% proteína de soja.

Ejemplo de barrita de alimento 8

Se fabricó el prototipo de barrita de alimento número 8 para evaluar un sistema de proteína que consistió en 60% en peso de proteína de soja y 40% en peso de aislado de proteína de suero.

TABLA 27 Receta para el prototipo de barrita de alimento número 8

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	25,71
Salvado de avena^{1}	17,06
Guar microencapsulada^{2}	16,46
Aceite de salvado de arroz^{3}	10,13
Proteína de soja	6,86
Polidextrosa	6,62
Glicerina	6,18
Aislado de proteína de suero	4,58
Arroz inflado	4,45
Fosfato dicálcico	0,97
Lecitina	0,59
Ácido cítrico	0,39
^{1} El "salvado de avena" utilizado consistió realmente en una mezcla de 26,25% en peso de fibra de
avena, 62,128% en peso de harina de avena y 11,622% en peso de proteína de soja.
^{2} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito antes en el Experimento de encapsulación 14.
^{3} Aceite de salvado de arroz físicamente refinado de Tsuno Rice Fine Chemical Co., Wakayama, Japón.

Procedimiento de fabricación

Se preparó el prototipo de barrita de alimento número 8 en una mezclador Hobart. Se introdujeron todos los ingredientes en la mezcla y se mezclaron a temperatura ambiente (24ºC \pm 10ºC). Los primeros ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron aislado de proteína de suero, proteína de soja, fosfato dicálcico y ácido cítrico que se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación, se añadieron aceite de salvado de arroz y lecitina y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación se añadió guar microencapsulada con zeína y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación se añadieron polidextrosa, salvado de avena y arroz inflado y se mezclaron hasta combinarlos completamente. Los últimos ingredientes en añadirse a la mezcladora fueron el sirope de maíz con alto contenido en fructosa y glicerina que se mezclaron con los demás ingredientes hasta combinarlos completamente. Se vertió el lote sobre una superficie de trabajo y se aplicó rodillo con un rodillo de pastelero convencional hasta conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote con una espátula y después se enfrió en un refrigerador a entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para el horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de las barritas de alimento prototipo durante un período de semanas aplicando el método descrito en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 28 se presentan los resultados.

TABLA 28 Ensayo de textura para el prototipo de barrita de alimento Número 8

Semana	Dureza de barrita de alimento
0	27
2	174
4	160
6	152
8	250
16	312

Estos resultados indican que el sistema de proteína que es una mezcla de proteína de soja y aislado de proteína de suero tienen un efecto positivo en la textura (dureza) de la barrita de alimento en comparación con el sistema de proteína que es 100% de proteína de soja.

Ejemplo de barrita de alimento 9

Para reducir el endurecimiento de la barrita de alimento y el secado, se desarrolló la barrita de alimento prototipo número 9. Una significativa reducción de la cantidad de salvado de avena y la adición de maltodextrina y miel parece haber mejorado las características físicas.

TABLA 29 Receta para elprototipo de barrita de alimento número 9

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de la barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	23,64
Guar microencapsulada^{1}	16,62
Aceite de salvado de arroz^{2}	10,24
Salvado de avena^{3}	8,62
Maltodextrina	8,62
Proteína de soja	6,93

TABLA 29 (continuación) Receta para elprototipo de barrita de alimento número 9

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de la barrita
Polidextrosa	6,69
Glicerina	6,24
Caseinato cálcico	4,62
Arroz inflado	4,50
Miel	1,30
Fosfato dicálcico	0,98
Lecitina	0,60
Ácido cítrico	0,40
^{1} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito antes en el Experimento de encapsulación 14.
^{2} Aceite de salvado de arroz físicamente refinado de Tsuno Rice Fine Chemical Co., Wakayama, Japón.
^{3} El "salvado de avena" utilizado consistió realmente en 26,25% en peso de fibra de avena, 62,128%
en peso de harina de avena y 11,622% en peso de proteína de soja.

Procedimiento de fabricación

Se preparó el prototipo de barrita de alimento número 9 en una mezcladora Hobart. Los primeros ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron proteína de soja, caseinato cálcico, fosfato dicálcico y ácido cítrico, y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación, se introdujo aceite de salvado de arroz y lecitina a la mezcladora y se mezclaron hasta combinarlos completamente. Se añadió guar microencapsulada con zeína y se mezcló hasta combinarlo completamente. Se añadió a continuación polidextrosa, maltodextrina, salvado de avena y arroz inflado y se mezclaron hasta combinarlos completamente. Los últimos ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron el sirope de maíz con alto contenido en dextrosa, miel y glicerina y se mezclaron con los demás ingredientes hasta combinarlo completamente. A continuación se vertió el lote en una superficie de trabajo y se aplicó el rodillo empleando un rodillo de pastelero típico para conseguir un grosor uniforme. Se cortó el lote en barras con una espátula y después se enfriaron en un refrigerador a entre 0 y 10ºC. En ningún momento, se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para su horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de estas barritas de alimento prototipo varias veces durante un período de semanas aplicando el método descrito en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 30 se presentan los resultados.

TABLA 30 Ensayo de textura para prototipo de barrita de alimento número 9

Semana	Dureza de la barrita de alimento
0	12
2	13
4	15
6	22
8	29
16	30
No más de aproximadamente 0,83% de grasa hidrogenada.

Ejemplo de barrita de alimento 10

Para mejorar el aspecto de la barrita, se aplicó un recubrimiento de repostería con bajo contenido en grasa. Menos de un 30 por ciento de las calorías de este prototipo de barrita provenía de las grasas.

TABLA 31 Receta para el prototipo de barrita de alimento número 10

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de la barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	23,12
Guar microencapsulada^{1}	16,69
Recubrimiento de repostería	15,30
Salvado de avena^{2}	6,01
Maltodextrina	5,59
Proteína de soja	5,51
Glicerina	5,00
Polidextrosa	4,49
Aceite de salvado de arroz^{3}	4,74
Premezcla de minerales	4,32
Caseinato cálcico	3,64
Arroz inflado	3,56
Miel	1,02
Lecitina	0,51
Sabor Graham Cracker	0,25
Sabor Graham	0,17
Sabor vainilla de crema	0,08
^{1} La goma guar fue encapsulada tal como se ha descrito antes en el Experimento de encapsulación 14.
^{2} El "salvado de avena" utilizado consistió realmente en una mezcla de 26,25% en peso de fibra de
avena, 62,128% en peso de harina de avena y 1,622% en peso de proteína de soja.
^{3} Aceite de salvado de arroz refinado químicamente de Riceland Foods, Inc., Stuttgart, Arkansas.

Procedimiento de fabricación

Se preparó el prototipo de barrita de alimento número 10 en una amasadora. Los primeros ingredientes que se introdujeron en la amasadora fueron la proteína de soja, caseinato cálcico y la premezcla de minerales y se mezclaron hasta combinarlos completamente. A continuación, se introdujeron en la amasadora aceite de salvado de arroz, lecitina, sabor de Graham Cracker, sabor de Graham y sabor de vainilla de crema y se mezclaron hasta combinarlos completamente. Después, se introdujo guar microencapsulada con zeína y se mezcló hasta combinarlo completamente. A continuación, se añadieron la polidextrosa, maltodextrina, salvado de avena y arroz inflado y se mezclaron hasta combinarlos completamente. Los ingredientes finales añadidos a la mezcladora fueron sirope de maíz con alto contenido en fructosa, miel y glicerina y se mezclaron hasta combinarlos completamente. Se extruyó el lote y se cortó en barritas con la extrusora/cortadora. A continuación, se recubrieron las barritas con un recubrimiento de repostería utilizando un sistema de recubrimiento. En ningún momento se sometieron las barritas a temperaturas elevadas para su horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grados. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de estas barritas de alimento prototipo varias veces durante un período de semanas aplicando el método descrito en el ejemplo de barrita de alimento 1. En la tabla 32 se muestran los resultados.

TABLA 32 Ensayo de textura para el prototipo de barrita de alimento número 10

Semana	Dureza de la barrita de alimento
0	61
2	181

Ejemplo de barrita de alimento 11

Se fabricó un prototipo de barrita de alimento número 11 con el fin de mejorar la tolerancia gastrointestinal reduciendo la cantidad de guar encapsulado. Para mantener al menos 7 gramos de fibra en la barrita de alimento, se añadieron harina de cebada y polisacárido de soja.

TABLA 33 Receta para prototipo de barrita de alimento número 11

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de la barrita
Sirope de maíz con alto contenido en fructosa	23,72
Guar microencapsulada^{1}	11,17
Harina de cebada^{2}	10,17
Aceite de salvado de arroz^{3}	9,48
Proteína de soja	6,78
Glicerina	6,10
Polidextrosa	5,49
Premezcla mineral	5,19
Maltodextrina	4,99
Caseinato cálcico	4,48
Arroz inflado	4,39
Salvado de avena^{4}	3,79
Polisacárido de soja	1,70
Miel	1,30

TABLA 33 (continuación) Receta para prototipo de barrita de alimento número 11

Ingrediente	Concentración en porcentaje en peso de la barrita
Lecitina	0,60
Sabor Graham Cracker	0,32
Sabor Graham	0,21
Sabor vainilla de crema	0,12
^{1} Se encapsuló la goma guar tal como se ha descrito antes en Experimento de encapsulación 14.
^{2} Harina de cebada de grano completo Prowashnupana.
^{3} Aceite de salvado de arroz refinado químicamente de Riceland Foods Inc. Stuttgart, Arkansas.
^{4} Salvado de avena de Quaker Oats Chicago, IL.

Procedimiento de fabricación

Se preparó un prototipo de barrita de alimento número 11 en una mezcladora Hobart. Los primeros ingredientes que se introdujeron en la mezcladora fueron proteína de soja, caseinato cálcico y premezcla mineral y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se añadieron aceite de salvado de arroz, lecitina, sabor Graham Cracker, sabor Graham y sabor a vainilla cremosa y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se introdujo guar microencapsulada con zeína y se mezcló hasta su completa combinación. Después se añadieron polidextrosa, maltodextrina, salvado de avena, harina de cebada, polisacárido de soja y arroz inflado y se mezclaron hasta su completa combinación. Los últimos ingredientes que se añadieron a la mezcladora fueron el sirope de maíz con alto contenido en fructosa, la miel y la glicerina y se mezclaron hasta su completa combinación. A continuación, se vertió el lote sobre una superficie de trabajo y se aplicó rodillo utilizando un rodillo de pastelero convencional para lograr un grosor uniforme. A continuación, se cortó el lote en barritas con una espátula, después se enfrió en un refrigerador a entre 0 y 10ºC. En ningún momento se sometieron las barritas de alimento a temperaturas elevadas para su horneado. Naturalmente, la fricción producida por el mezclado pudo elevar la temperatura de la mezcla unos grasos. A continuación, se envasaron las barritas en una envoltura de hoja de polietileno de baja densidad.

Se determinó la textura de esta barrita de alimento prototipo únicamente en el momento de la fabricación, aplicando el método descrito en el ejemplo de barrita de alimento 1. En el momento de la fabricación, la dureza de la barrita de alimento fue 37.

Fuentes de proteína de soja alternativas

La proteína de soja utilizada en cada uno de los prototipos de barrita de alimento descritos fue SUPRO® 1610 (anteriormente llamado PP 1610) que es un aislado de proteína de soja comercial fabricado por Protein Technology International que es una división de Ralston Purina, 835 South 8™ Street, St. Louis, Missouri 63012, EE.UU. En tentativas para evaluar el efecto de la proteína de soja sobre la textura del producto, se sustituyó SUPRO® 1610 por otras fuentes de proteína de soja comerciales. Se ha observado que SUPRO® 661, también fabricado por Protein Technology International, es una fuente de proteína de soja superior en lo que se refiere a la textura del producto. Las personas especializadas en este campo podrán seleccionar la fuente de proteína que imparte las calidades de textura y nutriticionales deseadas, para obtener un producto nutricional con arreglo a la presente invención.

En la tabla 34 se presenta el perfil nutricional de una barrita de alimento según los modos de realización preferibles de la presente invención.

TABLA 34 Perfil nutricional de una barrita de alimento con arreglo a los modos de realización preferibles

Total de calorías	130-170 kcal/barrita
Distribución calórica
(como % de total de calorías)
Proteínas	15-20%
Hidratos de carbono	52-61%
Grasas	24-28%
Antioxidantes
\beta-caroteno	mínimo de 1,338 IU
(2,5 mg)
Tocoferoles (todos RRR-\alpha-	mínimo de 250 IU
tocoferol natural)
Selenio	mínimo de 30 \mug
Ascorbato	mínimo de 300 mg
Otros nutrientes	Minimo	Objetivo
Vitamina D, IU	50	60
Vitamina K, mcg	10	12
Ácido fólico, mcg	50	60
Tiamina, mg	0,19	0,23
Rivoflavina, mg	0,22	0,26
Otros nutrientes	Mínimo	Objetivo
Vitamina B_{6}, mg	0,25	0,30
Vitamina B_{12}, mcg	0,75	0,90
Niacina, mg	2,50	3,00
Biotina, mcg	37,5	45
Ácido pantoténico, mg	1,25	1,5
Sodio, mg	145	174
Potasio, mg	250	300
Cloruro, mg	190	228
Calcio, mg	125	150
Fósforo, mg	125	150
Magnesio, mg	50	60
Yodo, mcg	19	22,8

TABLA 34 (comntinuación)

Total de calorías	130-170 kcal/barrita
Distribución calórica
(como % de total de calorías)
Manganeso, mg	0,65	0,78
Cobre, mg	0,25	0,30
Zinc, mg	2,82	3,38
Hierro, mg	2,25	2,70
Cromo, mcg	12,5	15
Molibdeno, mcg	19	22,8
Carnitina, mg	25	25
Taurina, mg	25	25

Claims

1. Un producto nutricional que incluye una matriz sólida que incluye proteína, grasa e hidratos de carbono, teniendo dicha matriz sólida dispersada en ella partículas encapsuladas en zeína, incluyendo dichas partículas guar encapsulado en aproximadamente un 20% de zeína añadida.

2. Un producto nutricional según la reivindicación 1, en el que las partículas se encuentran en una cantidad suficiente para reducir el colesterol del suero.

3. Un producto nutricional según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la fuente de proteína es proteína de soja.

4. Un producto nutricional según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la fuente de grasa se selecciona del grupo que consiste en aceites vegetales que contienen menos de un 25% en peso de ácidos grasos saturados.

5. Un producto nutricional según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la fuente de proteína es proteína de soja y la fuente de grasa se selecciona del grupo que consiste en aceites vegetales que contienen menos de un 25% en peso de ácidos grasos saturados.

6. Un producto nutricional según las reivindicaciones 1 ó 2 que contiene proteína de soja y proteína de avena.

7. Un producto nutricional según la reivindicación 1 ó 2, que contiene proteína de soja y caseinato cálcico.

8. Un producto nutricional según las reivindicaciones 1 ó 2, que contiene proteína de soja, proteína de avena y caseinato cálcico.

9. Un producto nutricional según la reivindicación 1 ó 2, en el que la matriz sólida incluye proteína de soja, aceite de salvado de arroz e hidratos de carbono.

10. Un producto nutricional según la reivindicación 9, en el que dicha matriz sólida incluye además proteína de avena.

11. Un producto nutricional según la reivindicación 9 en el que dicha matriz sólida incluye además caseinato cálcico.

12. Un producto nutricional según la reivindicación 9 en el que dicha matriz sólida incluye además caseinato cálcico y proteína de avena.

13. Un producto nutricional según la reivindicación 9 en el que la matriz sólida incluye además un acidulante seleccionado del grupo que consiste en ácido cítrico, ácido málico y ácido fumérico.