ES2298071B1 - Hidrolizado enzimatico de colageno y procedimiento de obtencion. - Google Patents
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Abstract
Hidrolizado enzimático de colágeno y
procedimiento de obtención.
La invención se refiere a un hidrolizado
enzimático de colágeno con un peso molecular comprendido entre
1.000 y 50.000 Daltons, de baja acidez y con una conductividad en
solución al 1% en peso no superior a 500 microS/cm.
También se refiere a un procedimiento de
obtención de un hidrolizado de colágeno de baja acidez total a
partir de tejido dérmico de origen animal, obtenido en condiciones
higiénicas, de especies animales aptas para el consumo humano
(bovino, porcino, aves y pescado), especialmente apto para la
elaboración de productos lácteos que lo contengan. El procedimiento
comprende, entre otras, las etapas de: extracción acuosa del
subproducto residual; filtración, desmineralización y
ultrafiltración de la solución filtrada; hidrólisis enzimática;
concentración de la solución de hidrolizado enzimático de colágeno
y secado del hidrolizado enzimático de colágeno.
La invención también se refiere a suplementos
nutricionales y alimentos funcionales que comprenden el hidrolizado
enzimático de colágeno de baja acidez.
Description
Hidrolizado enzimático de colágeno y
procedimiento de obtención.
La presente invención se refiere a un
hidrolizado enzimático de colágeno con un peso molecular
comprendido entre 1.000 y 50.000 Daltons. Por sus especiales
características y condiciones de obtención es especialmente apto
para su utilización en la elaboración de productos lácteos.
También tiene por objeto un procedimiento de
obtención de un hidrolizado de colágeno a partir de tejido dérmico
de origen animal, obtenido en condiciones higiénicas, de especies
animales aptas para el consumo humano (bovino, porcino, aves y
pescado), especialmente apto para la elaboración de productos
lácteos que lo contengan. Dichos tejidos pueden ser procesados en
su forma nativa, o proceder, como subproductos, de procesos de
elaboración de
gelatina.
gelatina.
El colágeno es una molécula de naturaleza
proteica, de conformación fibrilar y presente en cantidad variable
en todos los tipos de tejido conjuntivo, ya sea piel, músculo,
tendones, cartílagos, vasos sanguíneos, ligamentos u otros. El
colágeno está compuesto de aminoácidos unidos mediante el enlace
peptídico (HN-C=O) formando secuencias de los
mismos que definen péptidos de distinto peso molecular y con
distintas funciones estructurales en el organismo. En estas
secuencias se encuentran todos los aminoácidos esenciales, excepto
el triptófano, siendo especialmente abundantes la glicina, la
prolina y la hidroxiprolina.
Durante mucho tiempo el modo habitual de
obtención de colágeno se ha llevado a cabo por dos vías. La primera
vía consiste en la extracción directa de tejidos ricos en colágeno,
tal como piel, huesos y cartílagos mediante la hidrólisis directa
con enzimas proteolíticos, seguida de múltiples etapas de
purificación, hasta llegar a un producto final que se somete a
secado. Mediante esta primera vía se obtienen productos de color
claro y con olor y sabor suaves. Sin embargo, el coste de obtención
del hidrolizado de colágeno obtenible por esta vía resulta muy
elevado, lo que limita mucho sus aplicaciones.
Según otra vía alternativa, el hidrolizado de
colágeno se obtiene a partir de métodos de extracción en ausencia
de enzimas mediante hidrólisis en medios ácido o básico partiendo
de piel, huesos y/o cartílagos de los que previamente ya se han
extraído en medio acuoso las gelatinas (productos de valor más
elevado en el mercado, empleados en alimentación e industria
farmacéutica principalmente). Los hidrolizados de colágeno así
obtenidos presentan pesos moleculares irregulares, sabor y olor
desagradables, color oscuro y niveles apreciables de aminas biógenas
como cadaverina o putrescina. El coste de obtención de hidrolizado
de colágeno por esta segunda vía es más bajo, pero lamentablemente,
debido a las deficientes características organolépticas del
hidrolizado obtenido, el campo de aplicación del mismo es bastante
limitado.
Otro de los inconvenientes de las vías
habituales de obtención de hidrolizado de colágeno es que, en ambos
casos, la riqueza en colágeno del producto obtenido es inferior al
98% sobre producto seco, lo que las hace en general poco rentables.
Además, tomando en consideración las fuentes de suministro
utilizadas, preferentemente pieles de bóvidos y de pescado, resulta
muy habitual que el hidrolizado quede contaminado con impurezas y
agentes no convencionales o contaminantes.
Sin embargo, los hidrolizados de colágeno se
emplean ampliamente en muchos y variados campos, por ejemplo en el
campo de la cosmética, en la industria del papel, en la industria
alimentaria o en la industria farmacéutica. En el caso de la
industria farmacéutica y de la alimentaria se requiere que el
hidrolizado de colágeno sea lo más puro posible, lo que, como ya se
ha comentado antes, encarece notablemente el proceso de obtención.
En el caso particular de la utilización de hidrolizado de colágeno
en la industria láctea, la situación es más desfavorable, debido a
la sensibilidad de la estabilidad de la leche a cambios de
salinidad, pH, acidez y otros parámetros.
Los investigadores han desarrollado con
anterioridad un procedimiento según el cual, a partir de
subproductos de procesos de obtención de gelatina, se obtiene un
hidrolizado enzimático de colágeno muy puro y aplicable tanto en la
fabricación de alimentos funcionales como en suplementos
nutricionales, permitiendo una mejora de la capacidad funcional y/o
la calidad de vida de un mamífero con dificultades funcionales
derivadas de alteraciones de los cartílagos articulares. Sin
embargo, cuando dichos hidrolizados enzimáticos de colágeno deben
emplearse en la fabricación de productos lácteos (leche, yogures,
quesos, etc.), debido a la acidez y/o salinidad de los mismos,
aparecen problemas para obtener productos con la consistencia
adecuada, por ejemplo problemas de precipitación en medio ácido de
las proteínas de la leche, o problemas de incompatibilidad con los
otros ingredientes del suplemento nutricional o alimento
funcional.
Hasta la fecha, si se quería obtener un
hidrolizado enzimático de colágeno con baja acidez, los mismos
quedaban supeditados a unos pesos moleculares muy elevados, que no
los hacían adecuados para la preparación de estos productos
lácteos, principalmente debido a su gran viscosidad.
Concretamente, los hidrolizados de colágeno
habituales, por el propio procedimiento de obtención de los mismos
en que se van hidrolizando las moléculas proteicas, liberándose los
extremos ácidos de los aminoácidos que las integran, presentan
niveles de acidez tan altos que resultan incompatibles con la
pasteurización de mezclas de éstos con leche o derivados lácteos, a
las concentraciones que deben emplearse para la fabricación de
dichas mezclas, estando dichas concentraciones comprendidas entre
el 2% y el 15% en peso de hidrolizado respecto del peso total de
la
mezcla.
mezcla.
En anteriores investigaciones, y de acuerdo con
la patente US 6,211,143, ya se había conseguido demostrar con
hidrolizados de gelatina de menor pureza en colágeno y con pesos
moleculares mayores (hasta 100.0000 daltons) que la ingesta del
mismo por deportistas y personas con un esfuerzo especial en sus
actividades normales conseguían mantener o mejorar la integridad de
los cartílagos articulares.
De la patente ES 2087030 se deduce que el
hidrolizado de gelatina también es útil como coadyuvante en los
tratamientos destinados a compensar el déficit de calcio.
También se deduce otra aplicación de la patente
ES 2104507, donde se describen composiciones para la preparación de
medicamentos para el tratamiento y prevención de la displasia de
cadera en perros.
Varios estudios realizados recientemente han
demostrado que el hidrolizado enzimático de colágeno es bien
absorbido cuando se administra por vía oral y se distribuye con
gran afinidad, preferentemente en los tejidos de los cartílagos
articulares (Oesser S, et al. "Oral administration of
^{14}C Labelled Gelatin hydrolysate leads to an accumulation of
radioactivity in cartilage of mice (C57/BL)". J Nutr 1999;
129: 1891-1895.). Este espectro de
distribución provoca un incremento del volumen de la masa
cartilaginosa, la cual puede desarrollar su acción, con la
consecuente disminución del dolor y de la inflamación y con la
mejoría de la motilidad de las citadas articulaciones. En este
aspecto se remite el lector a las siguientes publicaciones: Adam M.
"Therapie der osteoarthrosis. Welche Wirkung haben
gelatinepräparate" Therapiewoche 1991, 41:
2458-2461; Arquer A, et al. "Physical
exercise in the elderly people". Selección 1996; 5
(3):121-128; Ribas J, et al. "Effects
of gelatine hydrolysatesin the prevention of sportsmen and woman
injuries". Arch Med Deport 1998; XV nº 66:
277-282; y Trentham et al. "Effects of oral
administration of type II collagen on rheumatoid arthritis".
Science 1993; 261: 1727-1730.
Los investigadores de la presente invención han
desarrollado un procedimiento de obtención de un hidrolizado de
colágeno con elevadas ventajas respecto a los procedimientos
actuales, a la vez que resulta más económico, y han descubierto una
aplicación del hidrolizado obtenido que resulta también altamente
beneficiosa para la población.
Cada vez más, la población se preocupa por la
dietética y la nutrición, tanto animal como humana. Con ello han
aparecido en el mercado múltiples preparados conocidos como
suplementos nutricionales, que aportan a los animales o las personas
la cantidad necesaria de vitaminas, sales minerales o aminoácidos
esenciales. También en el campo de los suplementos nutricionales se
ha empleado el colágeno para obtener preparaciones que favorezcan
la recuperación de los cartílagos en animales que sufren
enfermedades vinculadas a este tipo de tejido.
Como suplemento nutricional debe entenderse todo
aquel aporte adicional dietético que se consume por vía oral y que
contiene un "ingrediente alimenticio" destinado a complementar
la alimentación. Algunos ejemplos de suplementos dietéticos o
nutricionales son las vitaminas, los minerales, los productos
vegetales (una sola especie o una mezcla de varias), otros
productos botánicos, aminoácidos y componentes de los alimentos,
como las enzimas. Generalmente, los suplementos nutricionales se
distribuyen en forma de diferentes presentaciones, como comprimidos,
cápsulas, cápsulas blandas, líquidos y polvos.
También en el campo de la nutrición se están
dando a conocer últimamente los denominados alimentos funcionales.
Los alimentos funcionales se considera que son aquellos alimentos
que se consumen como parte de una dieta normal y contienen
componentes biológicamente activos, que ofrecen beneficios para la
salud y reducen el riesgo de sufrir enfermedades. Entre algunos
ejemplos de alimentos funcionales destacan los alimentos que
contienen determinados minerales, vitaminas, ácidos grasos o fibra
alimenticia, los alimentos a los que se han añadido sustancias
biológicamente activas, como los fitoquímicos u otros antioxidantes,
y los probióticos, que tienen cultivos vivos de microorganismos
beneficiosos. Son ejemplos de alimentos funcionales algunos yogures
con probióticos, algunas margarinas enriquecidas con ésteres de
esteroles y los huevos ricos en ácidos grasos del tipo
omega-3.
Tanto los alimentos funcionales como los
suplementos nutricionales se asocian científicamente a la mejora de
la calidad de vida de las personas o animales que los ingieren.
También se han asociado a la sensación de bienestar general que
provocan, tomados solos o como complemento a determinados
tratamientos terapéuticos.
Aunque resulta un término difícil de definir,
por calidad de vida se entiende toda aquella evaluación de la
experiencia que de su propia vida tienen los sujetos. Así, la
mayoría de autores conciben la calidad de vida como una construcción
compleja y multifactorial, sobre la que pueden desarrollarse
algunas formas de medida objetiva a través de una serie de
indicadores, pero donde tiene un importante peso específico la
vivencia que el sujeto pueda tener de sí mismo. Algunos de los
indicadores para determinar o valorar la calida de vida de un
sujeto son la función y rol físicos, el dolor corporal, la salud en
general, la vitalidad, etc.
A modo de ejemplo y para ilustrar mejor el
objeto de la presente invención, se adjuntan dos figuras, en las
que:
La Fig. 1 muestra el gráfico de un cromatograma
correspondiente a la distribución de los pesos moleculares de un
hidrolizado de colágeno según el estado de la técnica; y
La Fig. 2 representa un cromatograma
correspondiente a la distribución de los pesos moleculares de un
hidrolizado de colágeno según la invención y obtenible por el
procedimiento descrito.
El hidrolizado de colágeno objeto de la presente
invención, con una acidez total muy baja y con un perfil de pesos
moleculares adecuado, comprendidos entre los 1.000 Daltons y los
50.000 Daltons, en su esencia se caracteriza porque tiene una acidez
total, expresada en grados Dornic, inferior a 25ºD; y una
conductividad en solución al 1% en peso no superior a 500
\muS/cm.
Se entiende por grado Dornic el hidróxido sódico
a una concentración de 0,111 N consumido en una valoración de 10 g
de hidrolizado enzimático de colágeno, donde el punto final lo
marca el viraje de la fenolftaleína.
Según otra característica de la invención, la
acidez total, expresada en grados Dornic, es inferior o igual a
20ºD.
El hidrolizado enzimático de colágeno según la
invención se caracteriza también porque tiene un peso molecular
comprendido entre 5.000 y 20.000 Daltons.
Según otra característica de la invención, el
hidrolizado enzimático de colágeno comprende un 99% en peso de
hidrolizado sobre producto seco.
El hidrolizado enzimático de colágeno según la
invención se obtiene por una combinación de reacciones de
hidrólisis enzimática y filtración con membranas que permiten la
consecución de un producto final con una acidez total muy baja sin
modificar el perfil de pesos moleculares del producto.
Así, es también objeto de la presente invención,
un procedimiento de obtención de un hidrolizado de colágeno de baja
acidez total según la invención que, partiendo de tejido dérmico de
origen animal, procesado en su forma nativa, o previamente sometido
a extracción acuosa, a diferentes temperaturas, una o repetidas
veces, y a posterior hidrólisis ácida o básica, se caracteriza
porque comprende las etapas de:
a) extracción acuosa del tejido dérmico de
partida a una temperatura comprendida entre 40ºC y 140ºC, durante
un tiempo comprendido entre 2 y 8 horas;
b) ajuste del pH entre 6,0 y 8,0 mediante
soluciones de ácidos o bases minerales;
c) filtración de la solución obtenida en la
etapa b);
d) desmineralización de la solución filtrada por
paso de la misma a través de resinas de intercambio iónico y/o
equipos de diálisis por membranas;
e) ultrafiltración de la solución
desmineralizada a través de membranas con un diámetro de poro de
1.000 a 50.000 Daltons;
f) hidrólisis enzimática de la solución
ultrafiltrada, con una cantidad de enzima comprendida entre 1.000
UI y 4.000 UI por kilogramo de producto seco a hidrolizar y a un pH
comprendido entre el pH óptimo de la enzima \pm 0,5 unidades de
pH;
g) filtración de la solución de colágeno
hidrolizado enzimáticamente;
h) ultrafiltración a través de membranas con un
diámetro de poro de 10.000 a 40.000 Daltons;
i) concentración de la solución de hidrolizado
enzimático de colágeno mediante calefacción, a temperaturas
inferiores o iguales a 70ºC, a una presión comprendida entre 10 y
0,0001 mm de Hg, hasta una concentración final de hidrolizado
enzimático de colágeno del 15% al 45% en peso;
j) secado del hidrolizado enzimático de colágeno
hasta obtener un producto seco con una humedad inferior o igual al
8% y una densidad entre 0,3 y 0,8 g/ml.
El procedimiento según la invención se
caracteriza también porque en la etapa f) se realiza la hidrólisis
enzimática de la solución ultrafiltrada con una cantidad de enzima
comprendida entre 1.500 UI y 2.500 UI por kilogramo de producto
seco a hidrolizar y a un pH comprendido entre el pH óptimo de la
enzima \pm 0,5 unidades de pH.
Según otra característica del procedimiento de
obtención de hidrolizado enzimático de colágeno de baja acidez
total, la etapa a) de extracción acuosa de la materia prima se
realiza a una temperatura comprendida entre 45ºC y 100ºC,
concretamente entre 50ºC y 80ºC y preferentemente durante un tiempo
comprendido entre 4 y 6 horas.
El procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno de baja acidez total según la invención, se caracteriza
también porque después de la extracción acuosa se ajusta el pH de
la solución entre 7,4 y 7,6.
En el caso particular del hidrolizado de
colágeno objeto de la presente invención, la etapa de
desmineralización mediante sistemas de diálisis se prolonga hasta
conseguir una conductividad absoluta inferior a 1000 \muS/cm.
El procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno está caracterizado porque la etapa de ultrafiltración e)
de la solución de colágeno hidrolizado enzimáticamente se lleva a
cabo a través de membranas con un diámetro de poro de 5.000 a
20.000 Daltons.
Según otra característica del procedimiento de
obtención de hidrolizado de colágeno según la invención, la etapa
de concentración i) de la solución de hidrolizado enzimático de
colágeno se realiza a una temperatura inferior o igual a 60ºC.
Dicha etapa de concentración i) se realiza, de un modo preferido, a
una presión comprendida entre 1,0 y 0,01 mm de Hg.
Otro objeto de la presente invención es un
alimento funcional que comprende el hidrolizado enzimático de
colágeno anteriormente descrito Dicho hidrolizado tiene un peso
molecular comprendido entre 1.000 y 50.000 Daltons, preferentemente
entre 5.000 y 20.000 Daltons, una acidez total expresada en grados
Dornic, inferior a 25ºD, una conductividad en solución al 1% en
peso no superior a 500 \muS/cm y un 99% en peso de hidrolizado de
colágeno sobre producto seco.
El alimento funcional, según la invención se
caracteriza porque comprende leche cruda o tratada
térmicamente.
Además, el alimento funcional según la invención
también se caracteriza por contener un compuesto seleccionado
independientemente de entre: compuestos antioxidantes, sales
minerales, vitaminas y/o coenzimas, extractos vegetales, extractos
de origen animal y compuestos coadyuvantes del hidrolizado
enzimático de colágeno, o una mezcla de todos ellos.
Otro objeto de la presente invención es un
preparado a base de leche, o un suplemento nutricional, que
comprende un hidrolizado enzimático de colágeno, que tiene un peso
molecular comprendido entre 1.000 y 50.000 Daltons, preferentemente
entre 5.000 y 20.000 Daltons, comprende un 99% en peso de
hidrolizado de colágeno sobre producto seco, tiene una acidez total
expresada en grados Dornic, inferior a 25ºD, y una conductividad en
solución al 1% no superior a 500 \muS/cm.
El suplemento nutricional según la invención se
caracteriza también porque además comprende un compuesto
seleccionado independientemente de entre: compuestos antioxidantes,
sales minerales, vitaminas y/o coenzimas, extractos vegetales,
extractos de origen animal y compuestos coadyuvantes del hidrolizado
enzimático de colágeno, o una mezcla de todos ellos.
Es también objeto de la presente invención el
uso de un hidrolizado enzimático de colágeno que tiene un peso
molecular comprendido entre 1.000 y 50.000 Daltons, preferentemente
entre 5.000 y 20.000 Daltons, con un 99% en peso de hidrolizado de
colágeno sobre producto seco, y con una acidez total expresada en
grados Dornic, inferior a 25ºD, y una conductividad en solución al
1% en peso no superior a 500 \muS/cm, para la preparación de un
producto lácteo, suplemento nutricional o alimento funcional para
mejorar la capacidad funcional y/o la calidad de vida de un
mamífero con dificultades funcionales derivadas de alteraciones de
los cartílagos articulares.
La presente invención también tiene por objeto
el uso del hidrolizado enzimático de colágeno para la preparación
de un producto lácteo, suplemento nutricional o alimento funcional
para mejorar la función física.
Por producto lácteo debe entenderse la propia
leche en todas sus formas (entera, desnatada, semidesnatada, etc.)
y cualquier derivado de la leche tal como quesos, margarinas,
natas, etc.
Otro objeto de la presente invención es el uso
del hidrolizado enzimático de colágeno para la preparación de un
producto lácteo, suplemento nutricional o alimento funcional para
atenuar la sensación de dolor corporal.
La presente invención también tiene por objeto
el uso del hidrolizado enzimático de colágeno para preparar un
producto lácteo, suplemento nutricional o alimento funcional para
mejorar la salud general.
Otro objeto de la presente invención es el uso
del hidrolizado enzimático de colágeno para preparar un producto
lácteo, suplemento nutricional o alimento funcional para mejorar la
vitalidad.
La invención también se refiere al uso del
hidrolizado enzimático de colágeno para la preparación de un
producto lácteo, suplemento nutricional o alimento funcional para
mejorar la función social, el rol emocional y/o la salud mental.
El uso según la invención se caracteriza además
porque la dosis diaria de hidrolizado enzimático de colágeno está
comprendida entre 0,1 y 0,25 g/Kg de peso corporal.
El uso según la invención se caracteriza también
porque es para una preparación en forma de solución o suspensión
oral.
Según otra característica del uso del
hidrolizado enzimático de colágeno según la invención, el mismo es
para una preparación en forma de comprimidos o polvos dispersables
en agua o leche.
El uso del hidrolizado enzimático de colágeno
según la invención, se caracteriza porque el mamífero con
dificultades funcionales derivadas de alteraciones de los
cartílagos articulares es un humano.
A continuación se detallan las características
esenciales de un hidrolizado enzimático de colágeno de baja acidez
de acuerdo con la invención, en base a un posible procedimiento de
obtención del mismo, también objeto de la invención, resaltando las
ventajas tanto del hidrolizado como de su procedimiento de
obtención.
En el citado procedimiento se parte de tejido
dérmico de origen animal, obtenido en condiciones higiénicas, de
especies animales aptas para el consumo humano (bovino, porcino,
aves y pescado). Dichos tejidos pueden ser procesados en su forma
nativa, o previamente sometidos a extracción acuosa, a diferentes
temperaturas, una o repetidas veces, y a posterior hidrólisis ácida
o básica. En este punto, los tejidos contienen cantidades de
colágeno que oscilan entre el 2% y 12%, resultando especialmente
válidos aquéllos con un contenido residual superior al 5%.
En el caso particular de tejidos sometidos a
extracción previa, se tratará de subproductos de procesos de
obtención de gelatinas. Los procesos de extracción de gelatina
clásicos se basan, a grandes rasgos, en la maceración del tejido
dérmico en condiciones de extrema acidez o alcalinidad,durante un
tiempo total de 4 a 24 horas, seguido de un lavado con agua
desmineralizada, una decantación de la grasa liberada y una
neutralización con soluciones ácidas o básicas inorgánicas.
Posteriormente se procede a la solubilización de la gelatina,
mediante extracción del tejido sólido con disolventes acuosos, en
nuestro caso particular, el disolvente es agua desmineralizada. En
este punto se separa la solución de gelatina del resto sólido. La
fracción acuosa se somete a precipitación selectiva de las proteínas
no colagénicas, eliminación de éstas por filtración,
desmineralización, secado y molturación. La fracción sólida, que en
condiciones normales representaría un importante problema, debido a
su elevada carga de materia orgánica, se convierte, según esta
invención, en materia prima de un proceso de obtención de
hidrolizado de colágeno de baja acidez total.
Con la finalidad de obtener un hidrolizado de
colágeno con unas características que lo hagan apto para la
elaboración de productos lácteos, la materia prima descrita
anteriormente es sometida a una pluralidad de etapas hasta obtener
un hidrolizado enzimático de colágeno de alta pureza, de peso
molecular controlado y con unas características
físico-químicas particulares y especiales que lo
hacen apto para su uso en la elaboración de productos lácteos,
especialmente aquellos que son sometidos a tratamientos
térmicos.
En la primera de las etapas, la materia prima de
partida, tanto el tejido dérmico en forma nativa, como el
subproducto de procesos de obtención de gelatina anteriormente
descritos, se someten a una extracción acuosa a una temperatura
comprendida entre 40ºC y 140ºC y durante un tiempo comprendido entre
2 y 8 horas. De un modo preferido, la extracción acuosa se realiza
entre los 45ºC y los 100ºC; y más preferiblemente entre los 50ºC y
80ºC. El tiempo de la extracción también puede variar y de un modo
preferente suele tener una duración de 2 a 6 horas.
Seguidamente, el pH de la solución extraída se
ajusta entre 6,5 y 8,0, empleándose soluciones de ácidos o bases
minerales. A tal fin, pueden emplearse por ejemplo soluciones de
ácido clorhídrico. De un modo preferido y más preciso el pH se
ajusta entre 7,4 y 7,6.
Una vez ajustado el pH, la solución es filtrada
por ejemplo mediante el empleo de filtros de vidrio poroso,
membranas de acetato de polivinilo, fibras de nylon, carbón
activado o filtros rotativos de tierras de diatomeas. Evidentemente,
pueden emplearse combinaciones de todos estos filtros hasta obtener
un producto transparente.
Dicha solución filtrada es sometida a una
posterior etapa de desmineralización haciéndose pasar a través de
resinas de intercambio fónico o equipos de diálisis. Para ello, se
emplean, resinas mixtas, por ejemplo, de intercambio aniónico
seguidas de intercambio catiónico o viceversa. Con esta etapa se
consigue desmineralizar la solución filtrada hasta obtener una
nueva solución con una conductividad absoluta inferior a 1.000
\muS/cm y un contenido total inferior al 0,5% de sales minerales,
o al menos un contenido en peso de sales minerales inferior al 1,0%,
de modo que la riqueza en colágeno sobre extracto seco esté
comprendida entre el 99% y el 99,5% en peso.
Los parámetros a controlar en esta etapa de
desmineralización son la cantidad de solución a desmineralizar, que
debe estar comprendida entre los 20 y los 300 litros por kilogramo
de resina, siendo preferente el intervalo de 80 a 120 litros de
solución por kilogramo de resina. Otro parámetro importante es la
velocidad de paso de la solución a desmineralizar, la cual debe
estar comprendida entre los 5 litros/minuto/Kg de resina y los 100
litros/minuto/Kg de resina. Preferentemente la velocidad empleada
es de 20 a 40 litros/minuto/Kg de resina. En el caso particular del
uso de equipos de diálisis, la solución de colágeno, previamente
filtrada, será sometida a sucesivos pasos a través de las membranas
de diálisis, en configuración de recirculación con purga, hasta
alcanzar un régimen estacionario en el que la conductividad
absoluta de la solución no supere los 1.000 \muS/cm.
Después de la etapa de desmineralización, la
solución es ultrafiltrada mediante el paso por membranas con un
diámetro de poro de 1.000 a 40.000 Daltons. Con esta etapa se
pretenden eliminar todas las fracciones de restos proteicos de bajo
peso molecular, así como todas aquellas sales minerales y aminas
biógenas que son las causantes de males olores y mal sabor, tal
como la putrescina o la cadaverina. De un modo preferente, las
membranas utilizadas para la etapa de ultrafiltración tienen un
tamaño de poro de 20.000 Daltons.
Tras la ultrafiltración, la solución resultante
es sometida a hidrólisis enzimática con enzimas proteolíticos bajo
unas condiciones de temperatura y pH adecuados para que dichas
enzimas puedan actuar.
A modo de ejemplo pueden emplearse enzimas como
la papaína, la ficina o la bromelaína solas o en combinación.
Son también objeto de la presente invención las
especiales condiciones de la hidrólisis enzimática. Para la
obtención de un hidrolizado de colágeno de baja acidez y peso
molecular entre 1.000 y 50.000 Daltons, preferentemente entre 5.000
y 20.000 Daltons, se emplean dosis controladas de enzimas
proteolíticos, a temperatura y tiempo controlados y pH constante.
Las cantidades de enzima serán del orden de 1.000 UI a 4.000 UI por
kilogramo de producto seco a hidrolizar. Se ha observado que
concentraciones de enzima comprendidas entre 1.500 UI y 2.500 UI
por kilogramo de producto seco son preferidas para la obtención de
hidrolizados de colágeno de baja acidez total.
Las temperaturas de trabajo, así como los
tiempos de hidrólisis preferidos dependerán de la enzima, o
combinación de enzimas, utilizada. A su vez, el pH se controlará
durante toda la hidrólisis para evitar una deriva superior a 2
unidades respecto al pH óptimo de actuación de la enzima, o
combinación de enzimas, preferentemente se mantendrá un pH, durante
toda la hidrólisis, dentro de un rango de \pm0,5 unidades
respecto al pH óptimo.
El rango de temperaturas a las que se realiza la
etapa de hidrólisis enzimática suele estar comprendido entre los
15ºC y los 80ºC, en función del rango óptimo de trabajo de la o las
enzimas. Se obtienen resultados muy satisfactorios en un rango de
temperaturas de los 40ºC a los 70ºC. Las enzimas se dejan actuar
sobre la solución ultrafiltrada durante 30 a 200 minutos,
preferentemente de 90 a 120 minutos y a un pH de la solución de
reacción entre 5 y 9, más concretamente entre 6,8 y 7,8, aunque
este valor dependerá de las enzimas utilizadas.
Para una correcta evolución de la hidrólisis, se
realiza un control continuo del pH y se compensa la deriva natural
de este parámetro mediante la adición de soluciones diluidas de
álcali, por ejemplo solución de hidróxido sódico.
Una vez transcurrido el tiempo fijado para la
hidrólisis enzimática deben desactivarse las enzimas, que al
tratarse generalmente de enzimas termolábiles es factible mediante
el solo hecho de aumentar la temperatura del producto a temperaturas
de 90ºC entre 5 y 30 minutos.
La solución de hidrolizado enzimático de
colágeno obtenida es sometida a una nueva etapa de filtración con
la finalidad de asegurar la ausencia de cualquier tipo de
partículas que pudieran inestabilizar el producto, así como dar una
transparencia total al mismo. A modo de ejemplo, el filtro a
emplear puede ser de marcos y placas, de filtración en profundidad
o bien filtros de vidrio poroso.
En cualquier caso, esta etapa de filtración de
la solución de hidrolizado enzimático de colágeno va seguida de una
etapa de ultrafiltración a través de membranas con un diámetro de
poro de 1.000 a 40.000 Daltons. De hecho, el objetivo de esta
ultrafiltración es el de eliminar todas aquellas fracciones de
péptidos superiores a 20.000 Daltons, así como las fracciones de
muy bajo peso molecular (< 1.000 Daltons). En realidad, esta
etapa de ultrafiltración consiste en una filtración o exclusión
molecular para seleccionar todas aquellas fracciones de hidrolizado
enzimático de colágeno, especialmente las de peso molecular
comprendido entre los 5.000 Daltons y los 20.000 Daltons.
Llegados a este punto, la solución de
hidrolizado enzimático de colágeno es concentrada mediante
calefacción a temperaturas inferiores o iguales a 70ºC con el
objetivo de obtener un producto concentrado que pueda ser secado,
por ejemplo por atomización.
De un modo preferente, la etapa de concentración
se lleva a cabo a una temperatura inferior o igual a 60ºC y
mediante la aplicación de vacío, a fin de evaporar el agua a
temperaturas por debajo de la temperatura de ebullición de esta
última. Así, se suelen emplear presiones que oscilan entre los 10 y
los 0,0001 mm de Hg, preferentemente de 1,0 a 0,01 mm de Hg.
Dicha etapa de concentración se da por
finalizada cuando se alcanzan concentraciones finales de
hidrolizado enzimático de colágeno en solución del 15% al 45% en
peso. Concretamente, es preferido un rango de concentraciones del
30% al 45% en peso de hidrolizado enzimático de colágeno en
solución.
Finalmente, la solución de hidrolizado
enzimático de colágeno con un porcentaje en peso del mismo del 30%
al 45% es secada hasta obtener un producto seco con una humedad
inferior o igual al 8% y una densidad comprendida entre los 0,3
g/ml y 0,8 g/ml, preferentemente entre 0,4 g/ml y 0,6 g/ml.
Esta etapa final de secado del producto se
realiza por liofilización o bien por atomización.
El procedimiento según se ha descrito permite
obtener de un modo económico un hidrolizado enzimático de colágeno
con parámetros constantes de lote a lote y altamente estable. Los
estudios de estabilidad realizados han revelado que el citado
hidrolizado tiene un periodo de validez de unos 4 años almacenado a
una temperatura controlada de 25ºC y a una humedad relativa del
ambiente inferior al 60%.
El hidrolizado enzimático de colágeno obtenible
de acuerdo con el procedimiento anteriormente descrito se
caracteriza por su gran pureza y por sus características
organolépticas idóneas para ser administrado en preparaciones
orales. Concretamente, el hidrolizado enzimático de colágeno
comprende un 99% en peso de hidrolizado sobre producto seco.
Dicho hidrolizado enzimático de colágeno,
también objeto de la invención, tiene un peso molecular comprendido
entre los 1.000 Daltons y los 50.000 Daltons, siendo el rango
preferido de pesos moleculares de 5.000 a 20.000 Daltons.
\vskip1.000000\baselineskip
Los parámetros controlados en el producto final
y sus límites se exponen a continuación:
Riqueza: Debe ser superior al 99% sobre producto
seco.
Humedad: Debe ser inferior al 8%.
Densidad aparente: Debe estar comprendida entre
0,3 y 0,8 g/ml, de preferencia 0,4 y 0,6 g/ml.
pH (sol. al 20%): Debe estar entre 6,0 y
7,0.
Acidez (grados Dornic): Inferior a 25ºD.
Viscosidad (sol. al 20%): Debe estar comprendida
entre 15 y 25 mps.
Turbidez (sol. al 20%): Debe ser inferior a 25
NTU.
Conductividad relativa (sol. al 1%): Debe ser
inferior a 500 \muS/cm.
Cenizas: Deben ser inferiores al 1%.
\vskip1.000000\baselineskip
Las características de salinidad, baja acidez y
pesos moleculares del hidrolizado enzimático de acuerdo con la
invención lo hacen adecuado y óptimo para su aplicación en productos
lácteos o que contengan leche, sin que por ello se produzca la
degradación de dicho producto lácteo o se vean modificadas sus
características físicas y/o organolépticas.
A continuación se detallan, a modo de ejemplos
no limitativos, variantes del procedimiento de obtención de
hidrolizado de colágeno según la invención. También se detallan los
parámetros controlados en el hidrolizado enzimático obtenible por
el procedimiento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
7.500 Kg de tejido dérmico de origen porcino,
obtenido directamente, y en condiciones higiénicas, de sala de
despiece, y conservado a una temperatura inferior a 5ºC, se someten
a las siguientes etapas:
1.- Maceración en solución de ácido clorhídrico
durante 4 horas.
2.- Neutralización a pH superior a 4 e inferior
a 6 con hidróxido sódico.
3.- Extracción a 60ºC durante 4 horas.
4.- Ajuste de pH a 7,5 empleando hidróxido
sódico.
5.- Filtración con filtro rotativo de tierra de
diatomeas.
6.- Desmineralización mediante membranas de
diálisis, en configuración de recirculación y purga, hasta un
régimen estacionario en el que la conductividad absoluta no supere
los 1.000 \muS/cm.
7.- Ultrafiltración a través de una membrana de
20.000 Daltons.
8.- Hidrólisis controlada enzimáticamente
añadiendo 1.350.000 U.I. de endopeptidasa de origen bacteriano
sobre el producto, a pH 7,2, a 60ºC durante 110 minutos.
9.- Desactivación de los enzimas mediante
tratamiento térmico a 90ºC durante 20 minutos.
10.- Filtración a través de filtro de marcos y
placas de 25 \mum.
11.- Ultrafiltración a través de membrana de
5.000 Daltons.
12.- Concentración a 45ºC con un vacío de 0,15
mm de Hg hasta una concentración de sólidos del 40 0/0
13.- Secado por atomización (spray drying)
\vskip1.000000\baselineskip
El producto (hidrolizado enzimático de colágeno)
obtenido con este proceso (805 Kg) presentó las siguientes
características físico químicas:
Riqueza (sobre producto seco): 99,5%.
Humedad: 4,5%.
Densidad aparente: 0,483 g/ml.
pH (sol. al 20%): 6,08.
Acidez (10 g): 19,8ºD. (Según la escala
Dornic).
Viscosidad (sol. al 20%): 20,9 mps.
Turbidez (sol. al 20%): 24,6 NTU.
Conductividad relativa (0,5%): 315
\muS/cm.
Cenizas: 0,5%.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
7.500 Kg de tejido dérmico de origen porcino,
obtenido directamente, y en condiciones higiénicas, de sala de
despiece, y conservado a una temperatura inferior a 5ºC, se someten
a las siguientes etapas:
1.- Maceración en solución de ácido clorhídrico
durante 4 horas.
2.- Neutralización a pH superior a 4 e inferior
a 6 con hidróxido sódico.
3.- Extracción a 65ºC durante 4 horas.
4.- Ajuste de pH a 7,5 empleando hidróxido
sódico.
5.- Filtración con filtro rotativo de tierra de
diatomeas.
6.- Desmineralización mediante membranas de
diálisis, en configuración de recirculación y purga, hasta un
régimen estacionario en el que la conductividad absoluta no supere
los 1.000 \muS/cm.
7.- Ultrafiltración a través de una membrana de
20.000 Daltons.
8.- Hidrólisis controlada enzimáticamente
añadiendo 2.000.000 U.I. de endopeptidasa de origen bacteriano
sobre el producto a pH 7,8 a 60ºC durante 110 minutos.
9.- Desactivación de los enzimas mediante
tratamiento térmico a 90ºC durante 20 minutos.
10.- Filtración a través de filtro de marcos y
placas de 10 \mum.
11.- Ultrafiltración a través de membrana de
5.000 Daltons.
12.- Concentración a 40ºC con un vacío de 0,1 mm
de Hg hasta una concentración de sólidos del 45%.
13.- Secado por atomización (spray drying)
\newpage
El producto obtenido (hidrolizado enzimático de
colágeno) con este proceso (950 Kg) presentó las siguientes
características físico químicas:
Riqueza (sobre producto seco): 99,6.
Humedad: 4,9 0/0.
Densidad aparente: 0,495 g/ml.
pH (sol. al 20%): 6,12.
Acidez (10 g): 16,9ºD. (Según la escala
Dornic).
Viscosidad (sol. al 20%): 21,1 mps.
Turbidez (sol. al 20%): 18,5 NTU.
Conductividad relativa (0,5%): 210
\muS/cm.
Cenizas: 0,4 0/0.
\vskip1.000000\baselineskip
Evidentemente, el hidrolizado enzimático de
colágeno de acuerdo con la invención, con una acidez total,
expresada en grados Dornic, inferior a 25ºD; y una conductividad en
solución al 1% no superior a 500 \muS/cm, puede obtenerse mediante
otros procedimientos, tal como procedimientos biotecnológico, en
los cuales puede pensarse en la inmovilización de las enzimas en
soportes extraíbles y fácilmente recuperables, o mediante el aporte
de las enzimas de interés trabajando "in situ" dentro
de unidades celulares por ejemplo bacterias.
\vskip1.000000\baselineskip
En las condiciones anteriormente detalladas se
obtiene un hidrolizado de colágeno de baja acidez, siendo así
compatible con la fabricación de suplementos nutricionales en los
que se comprende como ingrediente principal la leche, o derivados
lácteos, y en los que el hidrolizado de colágeno está presente en
concentraciones comprendidas entre el 2% y el 15% en peso, sin
superar una acidez total de 50º en la escala Dornic. En estas
condiciones, las mezclas de hidrolizado de colágeno y leche, o
derivados lácteos, en las dosis detalladas anteriormente, son
estables a los procesos de pasteurización y esterilización, y a la
fermentación posterior, en la producción de suplementos
alimenticios basados en leche, o derivados lácteos, enriquecidos
con hidrolizado enzimático de colágeno.
A modo de ejemplo se presentan en las Figs. 1 y
2 dos cromatogramas correspondientes a la distribución de pesos
moleculares de sendos hidrolizados de colágeno, el primero (Fig. 1)
corresponde a un hidrolizado de colágeno preparado según el proceso
clásico, el segundo (Fig. 2) corresponde al preparado según las
condiciones de proceso detalladas anteriormente. También se citan
los valores de acidez correspondientes, expresados en grados de la
escala Dornic. Se puede observar que se ha conseguido una acidez
compatible con la utilización del hidrolizado de colágeno en la
formulación de productos lácteos pasteurizados y fermentados, a la
vez que se conserva el perfil original de pesos moleculares. La
reducción de la acidez es del 38%, mientras se observa que el
perfil de pesos moleculares es equivalente.
Así, en la Fig. 1 aparece representado el
cromatograma de un hidrolizado enzimático de colágeno, preparado
por el procedimiento según el estado de la técnica, con una acidez
total de 36,37ºDornic.
Alternativamente, en la Fig. 2, que corresponde
a un hidrolizado de colágeno según la invención y obtenido por el
procedimiento de acuerdo con la invención, cuya acidez total es de
22,56ºDornic.
De acuerdo con otro de los objetos de la
presente invención, a continuación se detallan ejemplos de
alimentos funcionales y suplementos nutricionales que comprenden el
hidrolizado enzimático de colágeno de baja acidez según la
invención, obtenible de acuerdo con el procedimiento anteriormente
descrito.
Estos alimentos funcionales o suplementos
nutricionales pueden comprender además un compuesto seleccionado
independientemente de entre: compuestos antioxidantes, sales
minerales, vitaminas y/o coenzimas, extractos vegetales, extractos
de origen animal y compuestos coadyuvantes del hidrolizado
enzimático de colágeno. También puede emplearse una mezcla de todos
ellos.
\newpage
Ejemplo
1
Se ha preparado con buenos resultados un yogurt
con la siguiente composición:
El sabor del yogurt es agradable, así como su
aspecto y textura.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
2
Se ha preparado un postre de chocolate con la
siguiente composición:
Tanto la extensibilidad como la viscosidad, la
textura y el sabor no se ven alterados, mientras mejoramos la
capacidad nutricional del alimento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Se ha preparado un yogurt bebible con la
siguiente composición:
Esta preparación admite distintas saborizaciones
para obtener una gama de yogures bebibles con propiedades
funcionales.
Ejemplo
4
Se ha preparado un batido de leche y chocolate
sin que la adición del hidrolizado enzimático de colágeno modifique
las características organolépticas del mismo.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
5
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La adición del hidrolizado de colágeno no
modifica de manera apreciable el sabor, la extensibilidad ni la
cremosidad del producto.
\newpage
Ejemplo
6
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Modificando algunos de los componentes es
factible preparar barritas para ayudar al control del peso.
En todos estos ejemplos se observa que para la
elaboración de suplementos nutricionales o alimentos funcionales en
los que se incluye la leche, o un derivado lácteo, la acidez total
del producto, expresada como la cantidad de hidróxido sódico
consumido para la neutralización de 10 gramos de hidrolizado de
colágeno, según la escala de unidades Dornic, debe ser inferior a
50. Preferiblemente inferior o igual a 40.
\vskip1.000000\baselineskip
De acuerdo con otro de los objetos de la
presente invención, los inventores han determinado un nuevo uso del
hidrolizado enzimático de colágeno obtenible por el procedimiento
anteriormente descrito. Concretamente, el hidrolizado enzimático de
colágeno se emplea para la preparación de un suplemento nutricional
o alimento funcional para mejorar la capacidad funcional y/o la
calidad de vida de un mamífero, concretamente un humano, con
dificultades funcionales derivadas de alteraciones de los
cartílagos articulares.
Así, con el fin de estudiar la posible
aplicación del nuevo hidrolizado enzimático de colágeno de elevada
pureza y de mejor biodisponiblidad (peso molecular inferior, entre
5.000 y 20.000 Daltons) como alimento funcional o como componente
de alimentos funcionales o suplementos nutricionales, se decidió
llevar a cabo un estudio en 100 voluntarios, a los que a 50 de
ellos se administraría este hidrolizado enzimático de colágeno, en
una dosis de 10 g diarios, equivalente a una dosis de entre 0,1 y
0,25 g por Kg de peso corporal de hidrolizado enzimático de colágeno
y a los otros 50 una dosis diaria de 1,5 g de sulfato de
glucosamina, equivalente a una dosis entre 0,015 y 0,0375 g por Kg
de peso corporal. El sulfato de glucosamina es ampliamente
utilizado, tanto en Europa como en Estados Unidos, a estas dosis
para el tratamiento de alteraciones articulares en general y varios
estudios validan que la administración de glucosamina es un medio
eficaz para mejorar el dolor y la movilidad de las articulaciones
con disfunciones consecutivas a alteraciones de los cartílagos
articulares.
Con este ensayo se pretendía valorar el efecto
del nuevo hidrolizado enzimático de colágeno en aquellas afecciones
donde habitualmente se emplean los conocidos antiinflamatorios no
esteroideos (AINES), concretamente en aquellos trastornos de la
capacidad funcional o calidad de vida derivados de alteraciones de
los cartílagos arti-
culares.
culares.
Por otra parte, el sulfato de glucosamina es
también ampliamente utilizado en Europa, y sobre todo en Estados
Unidos, como alimento funcional o como integrante de alimentos
funcionales y suplementos nutricionales (la monografía de la USP 24
lo incluye en suplementos nutricionales) a estas mismas dosis (1,5 g
diarios) y se asegura que mejoran en general las funciones
corporales, principalmente las mecánicas (movilidad, agilidad,....)
y que mejoran el estado general y la calidad de vida.
El ensayo clínico consistió en un estudio
multicéntrico, doble ciego, paralelo y comparativo entre el nuevo
hidrolizado enzimático de colágeno y el sulfato de glucosamina. La
finalidad era comparar la mejoría en la calidad de vida (según el
cuestionario genérico SF-36 (The MOS
36-item short-form health survey
(SF-36). I. Conceptual framework and item
selection. Med care 1992 Jun; 30 (6): 473-483), así
como la eficacia, la seguridad y la tolerabilidad de ambos
tratamientos administrados por vía oral durante 90 días
consecutivos.
El estudio se llevó a cabo en 100 voluntarios
(de los que fueron evaluables 93) afectos de alteraciones
articulares que inducían dolor, disminución de la movilidad y
alteración y pérdida notables de la calidad de vida.
Los sujetos fueron distribuidos en dos grupos de
50 individuos, de los que fueron evaluables 47 (hidrolizado
enzimático de colágeno) y 46 (sulfato de glucosamina) que, tras una
semana de lavado, recibieron o bien 10 g de hidrolizado enzimático
de colágeno o bien 1.5 g de sulfato de glucosamina diarios durante
90 días consecutivos, siendo por lo tanto la duración del estudio
de 3 meses para cada sujeto.
La calidad de vida se midió al inicio y al
finalizar ambos tratamientos, de modo específico, mediante el
cuestionario genérico SF-36, validado en multitud de
estudios y revisiones bibliográficas y habiendo sido utilizado en
más de 4000 artículos científicos a lo largo de los últimos 20
años, siendo originario del Health Institute, New England Medical
Center, Boston (Massachussets, USA). En España, dicho cuestionario
ha sido validado por Alonso y cols. (11) en el IMIM (Instituto
Municipal de Investigaciones Médicas) en Barcelona.
El SF-36 representa para todos
los autores que han llevado a cabo diversas validaciones del
cuestionario, un instrumento adecuado, veraz y eficaz muy útil en
la investigación y en la práctica clínicas.
Con el término "calidad de vida", con el
SF-36, se pretendía valorar aspectos de las
disfunciones articulares consecutivas a alteraciones de los
cartílagos articulares que no son estrictamente clínicos, sino
también aspectos relacionados con la vida diaria del paciente.
También se pretendía valorar en qué modo se veía afectada la vida
del paciente por la presencia de estas disfunciones articulares,
siempre desde el punto de vista del propio paciente. Esta
valoración fue multidimensional y se aceptó generalmente incluir,
al menos, ocho apartados o parámetros que actúan de indicadores de
la capacidad funcional y/o calidad de vida.
Los parámetros evaluados corresponden a las
facetas de la vida cotidiana más comúnmente afectadas por las
dificultades funcionales derivadas de alteraciones de los
cartílagos articulares. La división de dichos parámetros nos permite
diferenciar con claridad actividades y momentos de la vida de las
personas en los que el dolor derivado de una alteración articular
afecta, o puede afectar, al correcto de desarrollo de actividades y
tareas. También se distingue entre la afectación de la calidad de
vida individual, la relación con otras personas, o el desempeño de
una
profesión.
profesión.
Los parámetros evaluados son, y se definen, como
sigue.
1. Función física: Se entiende por función
física la capacidad para realizar actividades básicas de la vida
cotidiana como el cuidado personal, la movilidad básica y la
capacidad para realizar esfuerzos pequeños o moderados. Este
parámetro nos permite valorar el grado en que la alteración de los
cartílagos articulares nos limita a título indivi-
dual.
dual.
2. Rol físico: Por su parte, el rol físico se
define como el parámetro que nos evalúa la capacidad para
desempeñar las actividades propias de nuestro puesto de trabajo.
Nos permite identificar si nuestra falta de salud afecta a nuestro
rendimiento laboral, o nos limita o impide realizar con normalidad
las tareas asociadas a nuestro trabajo. Este parámetro nos permite
valorar como la falta de salud afecta a las actividades físicas
relacionadas con nuestro entorno y en el desempeño del trabajo.
3. Dolor corporal: Este parámetro nos da la
medida del dolor percibido y su efecto, tanto en el trabajo y en la
relación con nuestro entorno, como en las actividades individuales
básicas de la vida cotidiana.
4. Salud general: Parámetro que valora, por
parte del evaluado, la percepción del estado de salud que se tiene
de uno mismo. Así como las perspectivas futuras y la percepción
individual de la resistencia a enfermar.
5. Vitalidad: Se define, para la interpretación
de este estudio, como el sentimiento de energía y vitalidad que se
tiene de uno mismo. Engloba también la percepción individual de la
resistencia al cansancio y al desánimo.
6. Función social: Parámetro gracias al cual
podemos valorar cómo la alteración de los cartílagos de las
articulaciones, y los problemas derivados de dichas alteraciones,
afectan al desarrollo de una vida social satisfactoria. Este
parámetro engloba tanto problemas físicos como emocionales. Nos
permite valorar como estos problemas interfieren en la vida social
habitual.
7. Rol emocional: Se entiende por rol emocional,
y así se define para este estudio, el grado en que los problemas
emocionales derivados del dolor y la afectación a la capacidad
física afectan al desempeño del trabajo, así como a la realización
satisfactoria de otras actividades diarias. La valoración del rol
emocional nos da información muy valiosa sobre factores tan
importantes como el rendimiento o el esmero en el trabajo.
8. Salud mental: Parámetro que nos permite
valorar la salud mental general, considerando la depresión, la
ansiedad, el autocontrol y el bienestar general.
A continuación, y a modo de resumen, se
describen los ocho apartados o parámetros que actúan de indicadores
de la capacidad funcional y/o calidad de vida. (Tabla 1)
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Los resultados obtenidos pueden verse en la
Tabla 2.
De la Tabla 2 puede extraerse que tanto el
hidrolizado enzimático de colágeno como el sulfato de glucosamina,
administrados durante 90 días consecutivos a dosis de 10 g y de 1.5
g /día respectivamente, mejoran notablemente la calidad de vida en
sus diferentes aspectos.
Pero se puede comprobar que, inesperadamente,
los valores de las diferencias absolutas entre la visita inicial y
final siempre son más amplias con el hidrolizado enzimático de
colágeno que con el sulfato de glucosamina.
En aspectos tan importantes como la salud
general, la vitalidad, la función social, la función física, el
trabajo físico, la función emocional y la salud mental podemos
comprobar que el hidrolizado enzimático de colágeno siempre es más
eficaz en inducir la mejoría de los distintos parámetros
investigados que el sulfato de glucosamina.
Del análisis de los resultados globales
obtenidos en este estudio clínico se ponen de manifiesto las
ventajas de utilizar el hidrolizado enzimático de colágeno objeto
de la invención para la preparación de un alimento funcional o
suplemento nutricional, para mejorar la capacidad funcional y/o la
calidad de vida de las personas con dificultades funcionales
derivadas de alteraciones de los cartílagos articulares.
Con el hidrolizado enzimático de colágeno de
alta pureza objeto de la invención dentro de las dosis por Kg de
peso corporal empleadas en el estudio clínico (0,1 - 0,25 g/Kg peso
corporal/día) pueden pues prepararse, debido a su buen sabor y sus
buenas características organolépticas, distintos tipos de
complementos o suplementos nutricionales, como soluciones o
suspensiones bebibles, mezclas de polvos dispersables en agua,
comprimidos, cápsulas. Del mismo modo pueden prepararse alimentos
funcionales, tales como zumos, yogures, yogures líquidos, natillas,
barritas energéticas, barritas adelgazantes, etc, a la vez que el
mismo hidrolizado enzimático de colágeno, por su buen sabor, puede
ser en sí mismo el propio alimento funcional.
Como conclusión, queda firmemente demostrado
que, además, el procedimiento de obtención de un hidrolizado de
colágeno objeto de la invención, que valoriza los subproductos
residuales contaminantes procedentes de la obtención de gelatinas,
no únicamente permite rentabilizar los costes derivados del
tratamiento de estos subproductos nocivos para el medio ambiente,
sino que también permite obtener un nuevo hidrolizado enzimático de
colágeno de alta pureza y bajo peso molecular que, debido a su buen
sabor y características organolépticas, puede emplearse tanto en
alimentos funcionales, tales como yogures, zumos, postres, barritas
energéticas, etc., como en suplementos nutricionales del tipo
complejos multivitamínicos, en forma de comprimidos, soluciones,
suspensiones, etc.
Además, los inventores han descubierto un nuevo
uso para este hidrolizado enzimático de colágeno, que permite que
la calidad de vida de las personas o animales afectos de
disfunciones derivadas de alteraciones en los cartílagos de las
articulaciones, pueda verse notablemente mejorada de una manera
equivalente y más agradable a la administración de
antiinflamatorios, eliminándose los indeseados efectos secundarios
de estos últimos.
Claims (29)
1. Hidrolizado enzimático de colágeno, con un
peso molecular comprendido entre 1.000 y 50.000 Daltons,
caracterizado porque tiene una acidez total, expresada en
grados Dornic, inferior a 25ºD; y una conductividad en solución al
1% en peso no superior a 500 \muS/cm.
2. Hidrolizado enzimático de colágeno según la
reivindicación 1, caracterizado porque la acidez total,
expresada en grados Dornic, es inferior a 25ºD, preferiblemente
inferior o igual a 20ºD.
3. Hidrolizado enzimático de colágeno según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque tiene un peso molecular comprendido entre 5.000 y 20.000
Daltons.
4. Hidrolizado enzimático de colágeno según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque comprende un 99% en peso de hidrolizado sobre producto
seco.
5. Procedimiento de obtención de un hidrolizado
de colágeno de baja acidez total a partir de tejido dérmico de
origen animal, en su forma nativa, o a partir de subproductos de
procesos de obtención de gelatina, en los que después de la
extracción en medio acuoso de las gelatinas, los tejidos descritos,
ricos en colágeno, son sometidos a sucesivas etapas de extracción
acuosa y posterior hidrólisis ácida, básica o enzimática,
obteniéndose finalmente un subproducto residual,
caracterizado porque comprende las etapas de:
a) extracción acuosa del subproducto residual a
una temperatura comprendida entre 40ºC y 140ºC durante un tiempo
comprendido entre 2 y 8 horas;
b) ajuste del pH entre 6,5 y 8,0 mediante
soluciones de ácidos o bases minerales;
c) filtración de la solución obtenida en la
etapa b);
d) desmineralización de la solución filtrada por
paso de la misma a través de resinas de intercambio iónico y/o
equipos de diálisis por membranas hasta un régimen estacionario en
el que la conductividad absoluta de la solución no supere los 1.000
\muS/cm;
e) ultrafiltración de la solución
desmineralizada a través de membranas con un diámetro de poro de
1.000 a 40.000 Daltons;
f) hidrólisis enzimática de la solución
ultrafiltrada con una cantidad de enzima comprendida entre 1.000 UI
y 4.000 UI por kilogramo de producto seco a hidrolizar y a un pH
comprendido entre el pH óptimo de la enzima \pm 0,5 unidades de
pH;
g) filtración de la solución de colágeno
hidrolizado enzimáticamente;
h) ultrafiltración a través de membranas con un
diámetro de poro de 10.000 a 40.000 Daltons;
i) concentración de la solución de hidrolizado
enzimático de colágeno mediante calefacción a temperaturas
inferiores o iguales a 70ºC a una presión comprendida entre 10 y
0,0001 mm de Hg hasta una concentración final de hidrolizado
enzimático de colágeno del 15% al 45% en peso;
j) secado del hidrolizado enzimático de colágeno
hasta obtener un producto seco con una humedad inferior o igual al
8% y una densidad entre 0,3 y 0,8 g/ml.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque en la etapa f) se realiza la hidrólisis
enzimática de la solución ultrafiltrada con una cantidad de enzima
comprendida entre 1.500 UI y 2.500 UI por kilogramo de producto seco
a hidrolizar y a un pH comprendido entre el pH óptimo de la enzima
\pm 0,5 unidades de pH.
7. Procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno según una cualquiera de las reivindicaciones 5 ó 6
anteriores, caracterizado porque la etapa a) de extracción
acuosa del subproducto residual se realiza a una temperatura
comprendida entre 45ºC y 100ºC, concretamente entre 50ºC y 80ºC
durante un tiempo comprendido entre 4 y 6
horas.
horas.
8. Procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7
anteriores, caracterizado porque después de la extracción
acuosa se ajusta el pH de la solución entre 7,4 y 7,6.
9. Procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8
anteriores, caracterizado porque la etapa de ultrafiltración
de la solución de colágeno hidrolizado enzimáticamente, se lleva a
cabo a través de membranas con un diámetro de poro de 5.000 a 20.000
Daltons.
\newpage
10. Procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9
anteriores, caracterizado porque la etapa de concentración
i) de la solución de hidrolizado enzimático de colágeno se realiza a
una temperatura inferior o igual a 60ºC.
11. Procedimiento de obtención de hidrolizado de
colágeno una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10 anteriores,
caracterizado porque la etapa de concentración i) de la
solución de hidrolizado enzimático de colágeno se realiza a una
presión comprendida entre 1,0 y 0,01 mm de Hg.
12. Alimento funcional que comprende el
hidrolizado enzimático de colágeno según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4 anteriores.
13. Alimento funcional según la reivindicación
12, caracterizado porque comprende leche cruda o tratada
térmicamente.
14. Alimento funcional según las
reivindicaciones 12 ó 13 que además comprende un compuesto
seleccionado independientemente de entre: compuestos antioxidantes,
sales minerales, vitamina y/o coenzimas, extractos vegetales,
extractos de origen animal y compuestos coadyuvantes del
hidrolizado enzimático de colágeno, o una mezcla de todos
ellos.
15. Suplemento nutricional a base de leche que
comprende el hidrolizado enzimático de colágeno según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 anteriores.
16. Suplemento nutricional según la
reivindicación 15 que además comprende un compuesto seleccionado
independientemente de entre: compuestos antioxidantes, sales
minerales, vitamina y/o coenzimas, extractos vegetales, extractos
de origen animal y compuestos coadyuvantes del hidrolizado
enzimático de colágeno, o una mezcla de todos ellos.
17. Uso del hidrolizado enzimático de colágeno
según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para la
preparación de un producto lácteo, suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la capacidad funcional y/o la
calidad de vida de un mamífero con dificultades funcionales
derivadas de alteraciones de los cartílagos articulares.
18. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la función física.
19. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, suplemento nutricional o
alimento funcional para la mejora del rol físico.
20. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, un suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la sensación de dolor corporal.
21. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, un suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la salud general.
22. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, un suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la vitalidad.
23. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, un suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la función social.
24. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, un suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar el rol emocional.
25. Uso según la reivindicación 17 para la
preparación de un producto lácteo, un suplemento nutricional o
alimento funcional para mejorar la salud mental.
26. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 25 anteriores, donde la dosis diaria de
hidrolizado enzimático de colágeno está comprendida entre 0,1 y
0,25 g/Kg de peso corporal.
27. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 25 anteriores, caracterizado porque es
para una preparación en forma de soluciones o suspensiones
orales.
28. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 25 anteriores, caracterizado porque es
para una preparación en forma de comprimidos, cápsulas o polvos
dispersables en agua.
29. Uso según una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 28 anteriores, en donde el mamífero con
dificultades funcionales derivadas de alteraciones de los
cartílagos articulares es un humano.
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