ES2280512T3

ES2280512T3 - Aroma encapsulado y/o composicion perfumante.

Info

Publication number: ES2280512T3
Application number: ES02710248T
Authority: ES
Inventors: Robert C. Mciver; Florin Vlad; Robert A. Golding Jr.; Travis D. Leichssenring; Daniel Benczedi
Original assignee: Firmenich SA
Current assignee: Firmenich SA
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2022-02-08
Also published as: US6932982B2; DE60218430T2; EP1361803B1; DE60218430D1; ATE354970T1; WO2002065858A1; CN100508787C; EP1361803A1; BR0207005A; US20020187223A1; CA2438516A1; CN1491084A

Abstract

Un sistema de liberación granular que comprende un ingrediente o composición aromático o perfumante distribuido en forma de gotitas a través de una matriz de portadores poliméricos, en donde dichos portadores comprenden al menos un material carbohidrato y de 1 a 7% de Agar-agar prehidratado, en relación con el peso en seco del sistema granular.

Description

Aroma encapsulado y/o composición perfumante.

Campo de la técnica

La presente invención se refiere a la industria del aroma y del perfume. La misma concierne más particularmente a un sistema encapsulado que está compuesto de un producto extruido, particularmente estable en un medio acuoso y el cual es capaz de desprender un ingrediente o composición aromatizante o perfumante de una manera controlada, bajo condiciones específicas tales como por ejemplo fuerza de corte o térmicas.

Antecedentes de la invención

Los sistemas encapsulados representan una tecnología importante para la industria del aroma y del perfume.

Los sistemas encapsulados se diseñan de manera que consigan dos tipos de objetivos. El primer objetivo buscado normalmente se refiere a la función de protección de los ingredientes cubiertos por dichos sistemas. De hecho, estos sistemas deben ser capaces de proteger un material activo encapsulado en los mismos de diferentes tipos de "agresiones" tales como oxidación o humedad. Por lo tanto, la estabilización de estos sistemas constituye un problema crítico en este campo.

Otro objetivo propuesto siempre para un sistema encapsulado consiste en controlar de una manera apropiada (dependiendo de la aplicación final) la liberación del ingrediente activo o composición encapsulada. En particular, en el caso en el que el ingrediente activo sea volátil, puede ser de mucha importancia mantener y controlar su liberación durante un período de tiempo prolongado.

La complejidad de tales sistemas, así como la variedad de aplicaciones relacionadas con los mismos, justifica una necesidad constante de mejorar los sistemas encapsulados y los procesos para llevarlos a cabo de manera que se obtengan productos que cumplan todas las exigencias requeridas, tales como una buena estabilidad bajo ciertas condiciones de uso o una liberación optimizada controlada del producto encapsulado.

El estado de la técnica y en particular la literatura de patentes describen un gran número de sistemas encapsulados preparados mediante métodos de extrusión. Los métodos de extrusión normalmente se basan en el uso de materiales de matriz carbohidrato los cuales son calentados hasta un estado de fundidos combinados con un ingrediente activo, antes de extruir y enfriar la masa extruída para formar un vidrio que proteja dicho ingrediente. Los productos típicos derivados de estos métodos y empleados en la industria del aroma son sistemas de entrega granulares, secos en los cuales el ingrediente activo es un aroma distribuido uniformemente en forma de gotitas por todo un vidrio carbohidrato.

Un ejemplo significativo del estado de la técnica revelado en este campo es la US 3,704,137 la cual describe una composición de aceite esencial formada mezclando un aceite con un antioxidante, mezclando por separado agua, sólidos de sacarosa y cereales hidrolizados con DE por debajo de 20, emulsionando las dos mezclas juntas, extruyendo la mezcla resultante en forma de varillas en un disolvente, eliminando el disolvente en exceso y añadiendo finalmente un agente anti-aglutinante.

Otro ejemplo pertinente es el descrito en la US 4,610,890 y US 4,707,367 las cuales divulgan un proceso para formar una composición aromática estable, de aceite esencial, sólido, que tiene como base una masa fundida y extruida, así como un producto de este proceso. La masa fundida a extruir, en este caso particular, consiste en una matriz formada de una mezcla acuosa de un azúcar y un almidón hidrolizados junto con un emulsionante, siendo además dicha mezcla acuosa mezclada con una cantidad seleccionada de aroma de aceite esencial. Las patentes mencionadas más arriba, y todo el resto del estado de la técnica citado en las mismas, son simplemente ilustrativos del considerable volumen de literatura de patentes relacionada con la fijación de ingredientes aromáticos en diversas matrices y la cual, en esencia, divulga el encapsulado de materiales aromáticos en materiales poliméricos parecidos al vidrio, en particular matrices de hidratos de carbono.

En este estado de la técnica se divulga una gran variedad de componentes de matrices y juegan una parte en el proceso de liberación de estos sistemas. En el caso de sistemas basados en el uso de materiales carbohidratos, dichos carbohidratos se disuelven casi instantáneamente en presencia de agua, liberando de ese modo el aroma en el medio acuoso. La disolución y liberación de aroma completa tiene lugar en menos de 1 minuto y puede tardar hasta 2 minutos, dependiendo de la composición exacta de la matriz.

Actualmente, en aplicaciones en las que esté presente el agua, puede requerirse una mejor retención de un aroma dentro de una partícula. De manera similar, el campo de la perfumería abarca muchas aplicaciones en las que puede desearse una difusión prolongada de los ingredientes o composiciones perfumantes a través de las partículas que los encapsulan.

Se conocen algunos métodos para lograr esos efectos y generalmente consisten en producir partículas con una superficie insoluble (coacervación, recubrimiento con una capa de grasa). No obstante, dichas técnicas requieren una etapa adicional (recubrimiento) y no proporcionan resultados óptimos.

Ahora, la presente invención ofrece un producto con una liberación en agua de aroma o perfume retardada, y la cual es una mejora de la tecnología de extrusión estándar tal como la divulgada en la literatura de patentes citada más arriba así como en otros documentos citados más abajo. De hecho, ahora hemos sido capaces de producir un nuevo granular, es decir, un sistema extruído capaz de controlar la liberación de un ingrediente activo, en particular en un medio acuoso. Dicho sistema esta basado en el uso de Agar-agar en su composición de matriz.

Entre el gran número de materiales divulgados en el estado de la técnica como que son potencialmente útiles en composiciones de matrices de sistemas encapsulados, el Agar-agar es citado a menudo y utilizado ya sea como un material de recubrimiento, o como un agente aglutinante o granulante.

El Agar-agar es parte de la familia de los hidrocoloides, aludidos también como gomas. Los hidrocoloides son polímeros de cadenas largas de peso molecular elevado que se dispersan e hidratan en agua para proporcionar un efecto espesante y algunas veces gelificante.

Una gran cantidad de literatura de patentes relacionada con sistemas encapsulados cita el Agar-agar como parte de los materiales posibles de encapsulación. Por ejemplo, La WO 99/27798, la cual describe formulaciones de gomas de mascar mejoradas que incluyen bicarbonato sódico y Aspartame® en una forma encapsulada, divulga el Agar-agar de una lista de ingredientes de recubrimiento, comprendiendo además dicha lista en particular dextrina, almidón modificado, acacia o maltodextrina. Por una parte, el Agar-agar se cita también el algunos documentos como que es usado como un agente granulante. En particular, la US 4,911,934, la cual describe también una composición de goma de mascar que incluye edulcorantes encapsulados y que tiene una liberación de aroma prolongada, divulga el empleo de Agar-agar
como un agente granulante, capaz de producir aglomeración o agregación de las partículas de agentes edulcorantes.

Por lo tanto, el Agar-agar tiene un uso extendido en alimentos como estabilizador, espesante, humectante y acabador de superficies. Al igual que otros muchos coloides, el Agar-agar tiene además propiedades para formar películas y propiedades bioadhesivas. No obstante, aunque en ejemplos específicos de la literatura de patentes se citan frecuentemente otros hidrocoloides, el Agar-agar solamente aparece como parte de todos los que engloban la lista de gomas, hidrocoloides, agentes que forman películas y bioadhesivos y en general se divulga como un material útil posible, pero no ejemplificado de manera específica.

Sin embargo, ahora hemos sido capaces de establecer que, en combinación con un material carbohidrato y al ser usado en cantidades mucho más pequeñas que las divulgadas en el estado de la técnica, el Agar-agar es un material de matriz muy útil y proporciona efectos particularmente ventajosos sobre los sistemas extruidos, estabilizándolos en un medio acuoso y mejorando la retención del ingrediente activo o composición encapsulada en el mismo.

Breve resumen de la invención

Así, la presente invención se refiere a un sistema de suministro granular que comprende un ingrediente o composición aromático o de perfume distribuido en forma de gotitas a través de una matriz de portadores políméricos, en donde dichos portadores comprenden al menos un material carbohidrato y de 1 a 7% de Agar-agar prehidratado basado en el peso en seco del sistema granular, es decir, del producto extruído.

El sistema de la presente invención presenta muchas ventajas. En particular, la incorporación de Agar-agar en dichas proporciones específicas impide la liberación del ingrediente o composición aromático o de perfume, en lo sucesivo aludido como el ingrediente "activo" en un medio acuoso. De hecho, en presencia de agua, el sistema de entrega de la invención, en forma de partículas, se rehidrata y forma rápidamente una estructura de gel Agar-agar-carbohidrato la cual atrapa físicamente al ingrecdiente activo, normalmente en forma de gotitas de aceite. En el caso en el que un ingrediente aromático sea encapsulado, el sistema de la presente invención permite la retención del aroma dentro de las partículas en aplicaciones en las que esté presente el agua, hasta que sean aplicados el esfuerzo de corte o calor para causar la liberación del ingrediente activo. Así, el sistema resulta muy ventajoso en aplicaciones tales como gomas de mascar y confituras masticables blandas o helados por ejemplo. En particular, los caramelos masticables constituyen el ejemplo más típico en el cual se espera que el portador libere el ingrediente activo solamente al masticar, proporcionando de ese modo puntos calientes aromáticos y evitando además una pronta exposición del aroma a las grasas contenidas en estos productos.

En el caso de perfumes, la difusión del ingrediente activo de las partículas puede llevar varias horas dependiendo del medio externo y la invención proporciona así un interesante sistema de liberación controlado en aplicaciones relacionadas con la perfumería funcional.

Por otra parte, la composición de la matriz según la presente invención es adaptada desde un punto de vista del proceso para ser extruída según las técnicas habituales. Por "técnicas de extrusión habituales", queremos decir aquí métodos según los cuales, habitualmente, a una masa fundida carbohidrato acuosa, al material activo y a un emulsionante opcional se les permite formar una emulsión homogénea, la cual es extruída bajo presión a través de una placa matriz y
enfriada después para formar un producto sólido que contiene el material activo, dispersado en forma de gotitas finas.

En la diversa literatura de patentes relacionada con las técnicas de extrusión se describen un gran número de realizaciones particulares de este método general y pueden emplearse para procesar una matriz según la invención. Algunos de estos procesos se describirán más abajo de una manera más detallada.

Los materiales activos ventajosamente encapsulados según la invención pueden seleccionarse entre todos los materiales aromáticos y perfumantes actuales, los cuales son preferentemente hidrofóbicos. También pueden emplearse componentes hidrófilos, pero su liberación puede ser menos retardada en función de su división en el medio acuoso exterior. Los ejemplos propuestos de aquí en adelante van dirigidos a ilustrar una diversidad de realizaciones de la invención pero no deben interpretarse como limitativos de las mismas.

Más objetos, aspectos y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción detallada de aquí en adelante.

Descripción detallada de la invención

Se ha descubierto de forma imprevista que el Agar-agar puede emplearse ventajosamente en cantidades muy pequeñas, en combinación con un material carbohidrato, en la composición de la matriz de un sistema extruído, siendo por consiguiente dicho sistema estable durante un período prolongado en agua, y liberando de una forma controlada el ingrediente activo encapsulado en el mismo.

Tal como se ha citado con anterioridad, un objeto de la presente invención el es de proporcionar un sistema de entrega que comprende un ingrediente o composición aromático o perfumante dispersado en forma de gotitas en toda una matriz de portadores poliméricos, en donde dichos portadores comprenden al menos un material carbohidrato y de 1 a 7% de Agar-agar. El porcentaje de Agar-agar así como todas las proporciones mencionadas más abajo se dan en peso con respecto al peso en seco del producto extruido. El Agar-agar empleado en la invención está en forma de prehidratado.

El sistema de la invención resulta particularmente ventajoso cuando se emplea en un medio acuoso. De hecho, la combinación específica de un material carbohidrato con Agar-agar en la gama de concentraciones citada con anterioridad permite inesperadamente la formación de una barrera de gel la cual evita una disolución intermedia de los gránulos en agua como era el caso en el estado de la técnica, proporcionando de ese modo una liberación lenta de las gotitas aromáticas o perfumantes. La invención proporciona ventajosamente un sistema que muestra un porcentaje elevado de retención del ingrediente activo encapsulado en el mismo tras la rehidratación de las partículas, a la vez que resulta fácil de fabricar con equipos estándar de fabricación.

Resulta particularmente sorprendente observar la efectividad del Agar-gar a dicha concentración baja y al mismo tiempo sus ventajas desde el punto de visa del proceso, dado que hasta ahora, en procesos de extrusión por ejemplo, la viscosidad constituye un factor limitativo de la cantidad de goma que puede incorporarse. La gama de concentración de Agar-agar es totalmente inesperada y representa una característica esencial de la invención.

La matriz del sistema de entrega según la presente invención comprende al menos la combinación mencionada con anterioridad, concretamente un material carbohidrato y de 1 a 7% de Agar-agar. Preferentemente la misma contiene de 1 a 3% y más preferentemente de 1 a 1,5% de Agar-agar. Las proporciones de material carbohidrato normalmente están comprendidas entre 0 y 95% con respecto al producto extruído seco, y preferentemente entre 40 y 90%.

Según el material carbohidrato empleado en combinación con Agar-agar en el sistema de liberación de la invención, puede emplearse cualquier azúcar o derivado del azúcar el cual puede ser procesado fácilmente a través de técnicas de extrusión para formar un sólido extruido seco. Ejemplos particulares de materiales apropiados incluyen aquellos seleccionados del grupo compuesto de sacarosa, glucosa, lactosa, fructosa, maltosa, ribosa, dextrosa, isomalt, sorbitol, mannitol, xilitol, lactitol, maltitol, pentatol, arabinosa, pentosa, xilosa, galactosa, almidón hidrogenado o succinilado, almidón modificado químicamente, sirope de maiz, maltodextrina, polidextrosa y derivados y mezclas de los mismos.

En una realización particular de la invención, el material carbohidrato se selecciona del grupo compuesto de maltodextrina o sirope de maiz, un almidón modificado químicamente, un almidón hidrogenado hidrolizado o un succinilado o almidón hidrolizado. Preferentemente, la maltodextrina empleada tiene un equivalente de dextrosa (DE) de al menos 18.

En las siguientes realizaciones específicas se emplearán potadores poliméricos los cuales incluyen maltodextrina. El último puede ser el material carbohidrato principal de la matriz, e incluso, mezclado con cualquiera de los azúcares mencionados con anterioridad, preferente con sacarosa.

En otra realización, el portador polimérico compuesto de maltodextrina en forma de un corte estrecho de las cadena polimérica (Glucidex® C1872; origen: Roquete America, Inc. Keokuk, Iowa, USA) y de 1 a 7% de Agar-agar.

El ingrediente activo encapsulado en el sistema según la invención será preferiblemente un ingrediente o composición aromático o perfumante hidrofóbico de uso corriente. No obstante, la polaridad o solubilidad acuosa del ingrediente activo puede elegirse en función del retardo deseado de la liberación en el caso de una aplicación dada. De hecho, más componentes hidrófilos serán liberados más rápidamente dado que los mismos son capaces de dividirse en el medio acuoso externo.

Los términos ingrediente o composición aromático o perfumante tal como se emplean aquí se considera que definen una diversidad de materiales aromáticos y perfumantes tanto de origen natural como de origen sintético. Los mismos incluyen compuestos simples y mezclas. El sistema de la invención puede encapsular componentes volátiles o lábiles los cuales pueden estar en forma líquida o sólida, preferentemente hidrofóbicos. Ejemplos específicos de dichos componentes pueden encontrarse en la literatura actual, por ejemplo, en Perfume and Flavor Chemicals por S. Arctander, 1969, Montclair N.J. (USA); Fenaroli's Handbook of Flavour Ingredients, 1975, CRC Press or Synthetic Food Adjuncts, 1947, por M.B. Jacobs, van Nostrand Co., y son bien conocidos para el técnico en la materia de los productos de consumo perfumantes, saborizantes/o aromatizantes, es decir, de transmisión de un olor y/o un aroma o sabor a un producto de consumo tradicionalmente perfumado o aromatizado, o de modificación del olor y/o el sabor de dichos productos de consumo.

Los extractos naturales también pueden ser encapsulados en el sistema de la invención; estos incluyen, por ejemplo, extractos cítricos tales como limón, naranja, Lima, pomelo o aceites de mandarinas, o café, te, cacao, menta, vainilla o aceites esenciales de hierbas y especias, entre otros.

La proporción de ingrediente activo en la matriz está comprendida entre 0,1 y 25% en peso con relación al producto extruido seco, y preferentemente entre 5 y 16%.

Aparte de ingredientes o composiciones aromáticos y perfumantes, el sistema de la presente invención puede adaptar la encapsulación de otros ingredientes activos que se desee encapsular tales como productos farmacéuticos por ejemplo.

A la mezcla constituida por los componentes de la matriz y el ingrediente activo se le puede añadir un agente emulsionante, en proporciones que normalmente varían de 0,1 a 10%, y preferentemente de 0,4 a 2%, con respecto al producto sólido. Ejemplos típicos incluyen lecitina de soja y ésteres de ácido cítrico de ácidos grasos, aunque se citen otros emulsionantes apropiados en textos de referencia tales como Food Emulsifiers and Their Applications, 1977, editado por G.L. Hasenhuettl y R.W. Hartel, USA.

Pueden añadirse a la matriz otros ingredientes adicionales de uso corriente del estado de la técnica de productos extruidos tales como agentes de flujo libre, o materiales colorantes, ambos naturales o artificiales.

Normalmente, los productos finales tienen un contenido de humedad comprendido entre 2 y 8%.

El sistema de la presente invención muestra un comportamiento inesperado y beneficioso en un medio acuoso, el cual puede ser expuesto durante el proceso de rehidratación. De hecho, mientras un sistema de encapsulación clásico tal como el divulgado en el estado de la técnica, representado por ejemplo por la US 4,610,890 o US 4,707,367 se disolvería instantáneamente o rápidamente en agua, liberando de ese modo inmediatamente las gotitas de aceite del ingrediente activo, Los gránulos según la invención, debido a la formación de un gel más o menos fuerte, impide la liberación instantánea del aceite. Durante el proceso de rehidratación, en la superficie del producto se forma rápidamente una capa de gel. Una vez formada la capa inicial, en el agua circundante no puede producirse pérdida alguna de gotitas del aceite aromático o perfumante. Allí no parece haber coalescencia de las gotitas de aceite. Tras la rehidratación total normalmente en 4 a 5 min., la partícula es un gel flexible. La gran presión aplicada a las partículas se traduce en una
rotura en partes gelificadas más pequeñas. Solamente se libera aceite aromático o perfumante en el punto de fractura.

Otro objeto de la presente invención es un proceso para la preparación de un sistema de entrega según se ha definido más arriba, que comprende las etapas básicas de a) combinar y mezclar un ingrediente o composición aromático o perfumante con una matriz que comprende una solución acuosa de al menos un material carbohidrato, de 1 a 7% de Agar-agar prehidratado y opcionalmente un emulsionante, bajo condiciones de temperatura y agitación beneficiosas para producir una masa fundida uniforme de los mismos;

b) extruir la masa fundida uniforme a través de un útil de extruir;

c) picar, cortar, moler o pulverizar el material obtenido a su salida del útil de extruir o tras el enfriamiento de la masa fundida; y

d) secar, opcionalmente.

En el proceso de la invención, el Agar-agar se utiliza en una forma prehidratada.

El proceso descrito más arriba abarca una diversidad de técnicas de extrusión, dependiendo en particular de los materiales empleados de la cantidad de agua añadida en la primera etapa del proceso, la cual puede tener que reducirse durante una etapa de secado con objeto de tener un producto final que tenga una temperatura de transición del estado vítreo crítica (Tg). De hecho, la temperatura de transición del estado vítreo crítica puede estar al menos por encima de 20°C y preferentemente por encima de 40°C en la mayor parte de las aplicaciones. No obstante, en algunos casos, puede ser útil preparar sistemas de entrega que tengan temperaturas de transición del estado vítreo por debajo de la temperatura ambiente tal como se divulga en la WO 96/11589, cuyo contenido se incluye por la presente mediante referencia. Por lo tanto, las proporciones en las cuales se emplea agua en la presente invención varían en una amplia gama de valore que la persona experta en la materia es capaz de ajustar o elegir en función del vidrio carbohidrato empleado en la matriz y la Tg requerida del producto final.

Según una realización particular, las condiciones habituales de este proceso son similares a la descrita por ejemplo en la US 3,704,137, cuyo contenido se incluye por la presente mediante referencia. Más particularmente, en la etapa a), el material carbohidrato se mezcla con una cantidad suficiente de agua y se calienta para formar una solución. Por separado, el Agar-agar se mezcla con aproximadamente 11 veces su peso en agua y se deja que se rehidrate. Entonces la suspensión de Agar-agar se añade a la solución carbohidrato cuya solución es calentada después para eliminar el agua suficiente para formar una masa fundida viscosa que contenga de un 3 a un 12% de agua. A continuación el ingrediente activo y un emulsionante opcional se mezclan con la masa fundida bajo gran fragmentación para dispersar uniformemente el ingrediente activo por toda la masa fundida. En otra realización, la suspensión de Agar-agar se añade a la emulsión preformada compuesta de ingrediente activo dispersado en forma de gotitas en la matriz carbohidrato. A continuación ésta es extruida bajo presión a través de la placa matriz (etapa b) y cae en un disolvente refrigerado donde el material es enfriado en un vidrio, y picado y la superficie lavada de activos (etapa c). Entonces las partículas son secadas para eliminar el disolvente residual y reducir el contenido de humedad de 2 a 8%. La forma y tamaño del sólido extraído puede ajustarse en función de los parámetros de extrusión. Las condiciones de temperatura y presión bajo las cuales se lleva a cabo este proceso son habituales y están descrita en su totalidad en el documento US citado más arriba, cuya enseñanza se incluye por la presente mediante referencia y forma una parte integral de la presente memoria descriptiva. Por consiguiente, dichos parámetros pueden ajustarse por la persona experta en la materia sin esfuerzo especial y en función de la naturaleza del ingrediente presente en la masa fundida y de la calidad del producto que se desea obtener, es decir, su granulometría y forma. El tipo y diseño del equipo empleado no requiere descripción detallada aquí, estando bien familiarizado el experto en este campo con los aparatos habituales, sus especificaciones técnicas y la elección del equipo apropiado para una forma y tamaño específicos deseados del sólido extruido. Además. Es bien conocido, que tales sólidos extruidos puede ser producidos de muchas formas, es decir, polvos de granulometría variada, varillas, escamas, filamentos, etc. molido (o criomolido), pulverización o tamizado también son conocidos para prever una reducción ulterior del tamaño del sólido extruido, concretamente en el caso de sólidos de partículas extruidas, para reducirlas al estado de polvos micronizados finos, si se desea.

Otro tipo de técnica de extrusión apropiado según la presente invención, concretamente la granulación en húmedo, se describe en la EP 202409, cuyo contenido se incluye por la presente mediante referencia. Este método también comprende la etapa d) del proceso mencionado con anterioridad, esto es, una etapa de secado. Más particularmente, este documento divulga un método para la producción de partículas estables, esféricas de micro-organismos viables que comprende la etapa de mezclar un concentrado de cultivo con un agente de carga para formar un granulado húmedo homogéneo, extruir el granulado húmedo a través de un útil de extruir para producir filamentos que tengan un diámetro de aproximadamente el tamaño de las esferas deseadas y utilizando a continuación un dispositivo esferoidizador el cual comprende una placa que gira a una velocidad tangencial suficiente para hacer que los filamentos se conformen en partículas esféricas discretas, y finalmente secar las partículas. Antes de la etapa de secado, la temperatura de transición del estado vítreo de la masa extraída es relativamente baja debido a la gran proporción de agua empleada como plastificante. Así, la etapa de secado adicional es necesaria para evaporar parte del agua del sistema, aumentando de ese modo la Tg a un valor suficiente para proporcionar un producto capaz de ser almacenado a temperatura ambiente.

Según otro método de extrusión apropiado de la presente invención, la etapa de secado puede evitarse. En ese caso, no hay necesidad de mezclar primero el material activo hidrofílico y los materiales de la matriz con una gran cantidad de agua para obtener una masa fundida homogénea. De hecho es posible calentar una mezcla esencialmente sólida de estos ingredientes, que contenga solamente una pequeña cantidad de plastificante, a su temperatura de transición del estado vítreo, y alimentar a presión el extrusor con dicha masa esencialmente sólida, sometida a una operación de mezclado suficiente, para asegurar la formación de una masa fundida homogénea y obtener un producto extruido estable. Las denominadas técnicas de extrusión con "mezcla en seco" siguen este principio, y las mismas habitualmente requieren el uso de presiones más elevadas para alimentar la masa líquida del material esencialmente sólido en origen a través del extrusor de los métodos citados más arriba los cuales recurren a la extrusión de mezclas de ingredientes esencialmente líquidos o fluidos.

Así, en los procesos descritos en la literatura mencionada con anterioridad y en el estado de la técnica en general, los cuales son adaptados a la presente invención, la mezcla homogénea de ingrediente activo y matriz carbohidrato preparada en la primera etapa del proceso es calentada en un extrusor de husillo de tal modo que la temperatura de la mezcla esté por encima de la temperatura de transición del estado vítreo de la matriz con objeto de formar una masa fundida. Después, la masa fundida es extraída a través de un útil de extruir.

La etapa c) del proceso depende de la técnica empleada. En la primera técnica descrita aquí, más arriba (en particular divulgada en la US 3,704,137), la masa fundida puede ser enfriada al salir del útil de extruir a una temperatura por debajo de la temperatura de transición del estado vítreo de la matriz. Los gránulos extruidos pueden ser fabricados rompiendo el material extruido enfriado por debajo de su temperatura de transición del estado vítreo. Esta etapa de rotura pierde inevitablemente una cierta cantidad de materia debido a la dureza del material y también puede ocurrir que el compuesto volátil encapsulado sea dañado y parcialmente perdido durante esta etapa.

En otros casos, la granulación en húmedo o granulación líquida se emplea para picar el producto extruido cuando todavía está en un estado plástico por encima de su temperatura de transición del estado vítreo.

Según la última técnica de extrusión descrita más arriba, en donde la matriz contiene una pequeña cantidad de agua, se han provisto sistemas de entrega sólidos los cuales son preparados a través de un proceso según el cual la masa líquida uniforme producida en la etapa a) se obtiene calentando la mezcla de material carbohidrato de matriz, Agar-agar e ingrediente activo a una temperatura comprendida entre 90 y 130ºC, siendo la mezcla ulteriormente extraída a través de un útil de extruir y siendo la masa líquida picada al salir de la matriz de extruir y antes de que se enfríe hasta solidificarse.

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Según esta realización particular, se añade un contenido bajo de agua a la mezcla a fundir para garantizar que la temperatura de transición del estado vítreo Tg de la masa fundida resultante se corresponde con, y es esencialmente la misma que, la del valor de Tg deseado del producto final. En otras palabras, contrariamente a otros métodos tales como el de granulación en húmedo, la temperatura de transición del estado vítreo de la mezcla antes de la extrusión tiene ya el valor requerido para el producto final, cuya temperatura está por encima de 20ºC y preferentemente por encima de los 40ºC de manera que el producto pueda ser almacenado a temperatura ambiente en la forma de gránulos de flujo libre. Por consiguiente, esta realización de la invención puede prescindir de la etapa de secado adicional que sigue a la extrusión, destinada a eliminar agua con objeto de aumentar la Tg a un valor aceptable. Además, la etapa de extrusión del proceso requiere un aparato de extrusión. un aparato de extrusión comercialmente aceptable es el extrusor con dos husillos bajo el nombre comercial de Clextral BC 21 equipado con una cuchilla de corte que permita cortar la masa líquida a la salida del útil de extruir, cuando todavía es plástica. No obstante, los aparatos de extrusión no se limitan a la variedad con dos husillos y se pueden incluir también, por ejemplo, los de husillo único, los de carro porta herramientas u otros métodos de extrusión similares. El aparato de extrusión va equipado con un mecanismo de regulación de temperatura que permite aumentar progresivamente la temperatura de la mezcla hasta un valor comprendido habitualmente entre 90 y 130ºC en cuyo momento puede ser extruida a través de un útil de extruir.

Los presentes sólidos extruidos que resultan de cualquier realización del proceso según la invención pueden ser empleados ventajosamente para transmitir o modificar las propiedades organolépticas de una gran variedad de productos finales comestibles o perfumados. En el campo de los sabores, estos productos de consumo pueden incluir alimentos, bebidas, productos farmacéuticos y similares. La incorporación de gránulos según la invención en gomas de mascar o confituras masticables blandas, pastas dentífricas y helados es sencilla y proporciona efectos mejorados. Por una parte, en el campo de la perfumería, los sólidos granulares según la invención pueden ser incorporados ventajosamente en una composición perfumante añadidos a productos funcionales tales como jabones, gels de baño o ducha, desodorantes, lociones corporales, preparados cosméticos, champús u otros productos para el cuidado del cabello, productos de limpieza. Naturalmente estos ejemplos no son exhaustivos y no son restrictivos de la invención.

Las concentraciones en las cuales los sólidos extruidos pueden incorporarse en dichos productos de consumo varía en una amplia gama de valores, los cuales dependen de la naturaleza del producto a aromatizar o perfumar. Las concentraciones típicas, a ser tomadas estrictamente a modo de ejemplo, están comprendidas en una gama de valores tan amplia como desde algunas ppm hasta 5 o incluso 10% del peso de la composición aromática o perfumante o del producto de consumo terminado en el cual son incluidas las mismas.

Adyuvantes tales como por ejemplo colorantes de calidad apropiada para alimentos pueden añadirse también de una manera generalmente conocida, a las mezclas extruibles de la invención, de manera que proporcionen sistemas y granulados aromáticos o perfumantes de color.

A continuación se ilustrará la invención a propósito de los ejemplos siguientes pero no está limitada a estos ejemplos. Las temperaturas se dan en grados centígrados y las abreviaturas tienen el significado común del el estado de la técnica.

Realizaciones de la invención Ejemplo 1 Preparación de un sistema de liberación granular según la invención

Se preparó una formulación de matriz con los ingredientes siguientes.

1

El agar agar fue mezclado con 400 g de agua para formar una pasta. Este fue añadido a un sirope hecho de sacarosa, maltodextrina y 400 g de agua. Esta mezcla fue calentada a 123ºC para reducir el contenido de humedad del sirope. El aldehido cinámico y el emulsionante fueron mezclados con el sirope concentrados con gran fracturación para formar una masa líquida uniforme la cual fue extruida a continuación bajo presión Pa de 2x10^{5} a través de una placa matriz con agujeros de 0,8 mm de diámetro en un disolvente frío para enfriamiento y rotura de las hebras. Tras el secado, fue añadido un 0,5% de dióxido de silicona como agente de flujo libre. El producto resultante contenía 13,6% en peso de aldehído cinámico, 5,7% de humedad y tenía una temperatura de transición del estado vítreo de
34ºC.

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En cuanto se pusieron 50 g de partículas en 500 ml de agua, las partículas se hincharon hasta aproximadamente 3 veces su volumen original. Después de 4 días en agua, se averiguó que las partículas gelificadas blandas contenían un 13,1% de aldehído cinámico en peso (basado en el peso en seco original de las partículas).

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Ejemplo 2 Preparación de un sistema de liberación granular según la invención

Se preparó una formulación de matriz mezclando los ingredientes siguientes.

2

\hskip0,2cm3

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El Agar-agar fue mezclado con 400 g de agua para formar un lodo el cual fue mezclado a continuación con el sirope de maltodextrina. Las etapas restantes del proceso fueron las mismas que las descritas en el Ejemplo 1.

Se averiguó que los gránulos finales contenían un 14,5% de perfume, 6,3% de humedad y tenían una temperatura de transición del estado vítreo de 66ºC.

En cuanto se pusieron 50 g de partículas en 500 ml de agua, las partículas se hincharon hasta aproximadamente 2 veces su volumen original. Después de 5 días en agua, se averiguó que las partículas gelificadas blandas contenían un 14,1% de perfume en peso (basado en el peso en seco original de las partículas).

Ejemplo 3 Preparación de un sistema de liberación granular según la invención

Se preparó una formulación de matriz mezclando los ingredientes siguientes.

4

Las partículas fueron preparadas según el método descrito en el Ejemplo 2. El producto final contenía 9,7% de aceite de naranja en base al peso y 7,5% de humedad.

En cuanto se pusieron 50 gramos de partículas en 500 ml de agua, las partículas se hincharon hasta aproximadamente 1,5 veces su volumen original. Después de 5 días en agua, se averiguó que las partículas gelificadas blandas contenían 9,1% de aceite de naranja en peso (basado en el peso en seco original de las partículas).

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Ejemplo 4 Preparación de un sistema de liberación granular según la invención

Se preparó una formulación de matriz mezclando los ingredientes siguientes.

5

6

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Las partículas fueron preparadas según el método descrito en el Ejemplo 1. El producto final contenía 10,50% de mentol en base al peso y 5,4% de humedad.

En cuanto se pusieron 50 gramos de las partículas en 500 ml de agua, las partículas se hincharon hasta aproximadamente 3 veces su volumen original.

En el caso de todos los sistemas preparados según los Ejemplos 1 a 4, la determinación de la humedad de los productos acabados se hizo mediante la valoración Kart Fisher. El contenido aromático de los productos fue ensayado mediante destilación de vapor o cromatografía en fase gaseosa. La retención de aroma tras 5 días en agua se determinó rehidratando 50 g de gránulos de un tamaño de 250-850 \mum en 500 ml de agua, en agua de un plato llano tapado. Tras 5 días en agua, las partículas de gel fueron filtradas con un tamiz de malla de 250 \mum y lavadas con 200 ml de agua. Para el contenido de aceite tanto las partículas lavadas como las filtradas fueron destiladas en corriente de vapor de agua.

Las propiedades de rehidratación de las partículas fueron examinadas mediante microscopia óptica.

Las partículas gelificadas parecen ser estables a lo largo del tiempo según se ha indicado por el hecho de que más del 90% del aceite de la partículas permaneció tras posarse durante 5 días en agua.

Ejemplo 5 Ejemplo comparativo en un ensayo de rehidratación

Se prepararon cuatro lotes según los Ejemplos 1, 2, 3, y 4, respectivamente, de aquí en adelante aludidos como B1, B2, B3, y B4, respectivamente. Para la comparación, se preparó un quinto lote sin Agar-agar según el proceso descrito en el Ejemplo 1, mezclando los ingredientes siguientes:

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\hskip0,2cm7

8

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La determinación de la humedad de los productos acabados fue llevada a cabo mediante valoración Karl Fisher. El contenido aromático de los productos se ensayó mediante destilación de vapor o cromatografía en fase gaseosa. La retención de aroma tras 5 días en agua se determinó rehidratando 50 g de gránulos de un tamaño de 250-850 \mum en 500 ml de agua, en agua en un plato llano tapado. Tras 5 días en agua, las partículas de gel fueron filtradas con un tamiz de malla de 250 \mum y lavadas con 200 ml de agua. Para el contenido de aceite, tanto las partículas lavadas como filtradas fueron destiladas en corriente de vapor de agua.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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Tabla I informa de los resultados de estas mediciones:

TABLA I

9

Claims

1. Un sistema de liberación granular que comprende un ingrediente o composición aromático o perfumante distribuido en forma de gotitas a través de una matriz de portadores poliméricos, en donde dichos portadores comprenden al menos un material carbohidrato y de 1 a 7% de Agar-agar prehidratado, en relación con el peso en seco del sistema granular.

2. Un sistema de liberación según la reivindicación 1, en el que, los portadores comprenden de 1 a 3% de Agar-agar.

3. Un sistema de liberación según la reivindicación 1, en el que, los portadores comprenden de 1 a 1,5% de Agar-agar.

4. Un sistema de liberación según la reivindicación 1, en el que, el ingrediente o composición aromático o perfumante es hidrofóbico.

5. Un sistema de liberación según la reivindicación 1, en el que, el material carbohidrato se selecciona del grupo compuesto de una maltodextrina o sirope de maiz, un almidón modificado químicamente, un almidón hidrogenado hidrolizado y un almidón succinilado o hidrolizado.

6. Un sistema de liberación según la reivindicación 1, en el que, los portadores se componen de maltodextrina en forma de un corte estrecho de cadenas poliméricas y de 1 a 7% de Agar-agar.

7. Un sistema de liberación según la reivindicación 6, en el que, los portadores se componen de maltodextrina en forma de un corte estrecho de cadenas poliméricas y de 1 a 3% de Agar-agar.

8. Un sistema de liberación según la reivindicación 5, en el que, los portadores poliméricos comprenden además un azúcar seleccionado del grupo que se compone de sacarosa, glucosa, lactosa, maltosa, fructosa, isomalt, sorbitol, mannitol silitol, lactitol, maltitol, y sirope de maiz hidrogenado.

9. Un sistema de liberación según la reivindicación 5, en el que, la maltodextrina tiene un equivalente de destrosa igual o superior a 18.

10. Un sistema de liberación según la reivindicación 1, en el que, el ingrediente o composición aromático o perfumante representa del 0,1 al 25% en peso con relación al sistema granular en seco.

11. Un sistema de liberación según la reivindicación 10, en el que, el ingrediente o composición aromático o perfumante representa del 5 al 16% en peso con relación al sistema granular en seco.

12. Proceso para la preparación de un sistema de entrega según se ha definido en la reivindicación 1, que comprende las siguientes etapas:

a) combinar o y mezclar un ingrediente o composición aromático o perfumante con una matriz que comprende una solución acuosa de al menos un material carbohidrato, de 1 a 7% de Agar-agar prehidratado, y opcionalmente un emulsionante, bajo condiciones de temperatura y agitación beneficiosos para producir una masa líquida uniforme de los mismos;

b) extruir la masa líquida uniforme a través de un útil de extruir;

c) picar, cortar, moler o pulverizar el material obtenido al salir del útil de extruir o después de enfriar la masa líquida, y

d) secar opcionalmente.

13. Proceso según la reivindicación 12, en el que, la matriz se compone de una masa líquida carbohidrato caliente con 3 a 12% de humedad.

14. Proceso según la reivindicación 12, en el que, la etapa d) va seguida por la mezcla de las partículas obtenidas con un agente de flujo libre.

15. Uso de un sistema de entrega según la reivindicación 1, para la liberación de un ingrediente o composición aromático o perfumante.

16. Producto o composición aromático el cual comprende como ingrediente activo, un sistema de entrega según la reivindicación 1.

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17. Producto o composición aromático según la reivindicación 16, en la forma de una goma de mascar o una confitura masticable blanda, un helado, un bizcocho, un preparado farmacéutico o una pasta dentífrica.

18. Producto o composición perfumado el cual comprende como ingrediente activo, un sistema de entrega según la reivindicación 1.

19. Producto o composición perfumado según la reivindicación 18, en la forma de un jabón, un gel de ducha o de baño, un champú u otro producto para el cuidado del cabello, una loción corporal, un preparado cosmético, un desodorante y un producto de limpieza.