ES2311546T3 - Procedimiento para dispersar esterol vegetal para bebida y bebida con esterol vegetal dispersado, cuyo tamaño de particula en la bebida dispersada es de escala nanometrica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para dispersar esterol vegetal, que comprende las etapas siguientes: fundir térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de poliglicerina; combinar la mezcla fundida con una bebida acuosa o una bebida acuosa que contiene emulsionante; y agitar la combinación a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm para proporcionar una dispersión de esterol vegetal en la bebida, en el que la razón en peso de esteroles vegetales con respecto a emulsionantes totales en la dispersión está en el intervalo de 1:0,01-10, mediante lo cual puede dispersarse el esterol vegetal en partículas presentando el 95,0% o más de las partículas un tamaño de 300 nm o inferior.
Description
Procedimiento para dispersar esterol vegetal
para bebida y bebida con esterol vegetal dispersado, cuyo tamaño de
partícula en la bebida dispersada es de escala nanométrica.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se refiere a un
procedimiento para dispersar esterol vegetal para bebida y a una
bebida con esterol vegetal dispersado. Más particularmente, la
presente invención se refiere a un procedimiento para preparar una
dispersión de esterol vegetal, en la que se forman micelas de
esterol vegetal con un tamaño de cientos de nanómetros o inferior y
a una bebida que contiene la dispersión.
Recientemente, las personas han tendido cada vez
más a ingerir colesterol en exceso. Como resultado, las enfermedades
asociadas con el colesterol se están convirtiendo cada vez más en
un gran problema social. En particular, las personas del este, que
han experimentado una occidentalización de su estilo de vida,
incluyendo su dieta, presentan con mucho más oportunidades de
consumir alimentos con alto contenido en colesterol que
anteriormente debido a la avalancha de alimentos de preparación
instantánea o comida rápida. Cuando se está ingiriendo, el
colesterol de tales alimentos aumenta el nivel de colesterol en
sangre y puede actuar como una causa principal de enfermedades
cardiovasculares, incluyendo hiperlipidemia, arteriosclerosis,
arritmia, infarto cardiaco, etc.
A través de estudios del metabolismo del
colesterol, se ha demostrado que el colesterol tanto endógeno como
de la dieta se desplazan hacia el intestino delgado y
aproximadamente el 50% del mismo se absorbe desde los intestinos
(Bosner, M. S., Ostlund, R. E., Jr., Osofisan, O., Grosklos, J.,
Fritschle, C., Lange, L. G. 1993). Basándose en este hecho, es de
especial interés un mecanismo para prevenir la absorción del
colesterol desde los intestinos para aquéllos que han realizado
esfuerzos para descubrir claves para la profilaxis y el tratamiento
de enfermedades asociadas al colesterol.
El esterol vegetal o fitosterol puede
descomponerse para dar sitosterol, campesterol y estigmasterol,
mientras que el estanol vegetal o fitostanol comprende sitostanol y
campestanol. Para fines de conveniencia, todos se denominan esterol
vegetal en la presente memoria.
Con estructuras muy similares a la del
colesterol, se sabe que el esterol vegetal inhibe la absorción del
colesterol intestinal, reduciendo de ese modo el nivel de colesterol
en suero, tal como se da a conocer en la patente US nº 5.578.334.
Siendo un material que se produce de manera natural, el esterol
vegetal es no tóxico y puede encontrarse en un amplio espectro de
plantas tales como judía, maíz, madera, talol, etc. Aprovechándose
de la función inhibidora del esterol vegetal frente a la absorción
del colesterol intestinal, se han realizado ensayos clínicos de
esterol vegetal como agente terapéutico de enfermedades
cardiovasculares, cardiopatías coronarias e hiperlipidemia
(Atherosclerosis 28:325-338).
A pesar de esta función útil, el esterol vegetal
es difícil de aplicar a alimentos debido a sus propiedades físicas,
es decir, muy escasa solubilidad tanto en agua como en aceite. Por
consiguiente, el público general puede ingerir solamente de manera
limitada esterol vegetal.
Con el fin de aumentar la solubilidad del
esterol vegetal, algunos investigadores han sintetizado diversos
derivados de esterol vegetal. Por ejemplo, se desarrollaron formas
de éster de esterol vegetal, que presentan una excelente
solubilidad en fases de aceite (Mattson F. H., R. A. Volpenhein y B.
A. Erickson, 1997). En la patente US nº 5.502.045, se da a conocer
el éster de ácido graso de sitostanol que se prepara mediante la
interesterificación de sitostanol con un ácido graso. Según esta
patente, se informa de que el éster de ácido graso de sitostanol
reduce el nivel de LDL-C en tanto como el 16% cuando
se está usando en una forma aplicada en una fase de aceite
(margarina).
Los documentos WO 99/15546 y WO 99/15547
describen derivados de esterol vegetal solubles en agua y aceite
que se sintetizan uniendo una molécula soluble en agua o aceite al
esterol vegetal o estanol vegetal por medio de un enlace éster.
Sin embargo, un resultado de investigación
revela que los derivados de esterol vegetal sintéticos con
solubilidad mejorada presentan un efecto inhibidor menor sobre la
absorción del colesterol intestinal que el que presenta el esterol
vegetal natural (Mattson et al., The American Journal of
Clinical Nutrition 35: abril de 1982 págs.
697-700). Particularmente, tales derivados solubles
en aceite son desfavorables porque debe ingerirse también al mismo
tiempo mucho aceite comestible.
Además del esfuerzo para aumentar la solubilidad
del esterol vegetal a través de la síntesis de derivados, se ha
realizado y sigue realizándose una investigación intensiva para
mejorar la biodisponibilidad del esterol vegetal.
Se ha hecho mucho con respecto a esta
investigación. Por ejemplo, se desarrolló un polvo de sitosteroles
farmacéutico dispersable para su administración por vía oral que
puede prepararse a partir de una mezcla de sitosterol, hidrolizado
de almidón, dióxido de silicio y monoestearato de
polioxilensorbitano en una cierta proporción mediante
homogeneización, desaireación, pasteurización y evaporación, tal
como se da a conocer en la patente US nº 3.881.005.
En la patente US nº 5.932.562 se da a conocer
una mezcla micelar homogénea acuosa de un esterol vegetal, lecitina
y lisolecitina que se ha secado para dar un polvo soluble en agua
finamente dividido. Esto se obtuvo mezclando esterol vegetal,
lecitina y lisolecitina entre sí en cloroformo a una razón molar
fijada y eliminando el cloroformo de la misma. Sin embargo, esta
patente conlleva algunos problemas. La cantidad total de los
emulsionantes utilizados en la patente es superior a la del esterol
vegetal. El emulsionante lisolecitina es muy caro. Lo que es peor,
el disolvente orgánico utilizado para formar las micelas hace al
polvo soluble en agua inadecuado para la ingestión.
Pueden encontrarse otros esteroles vegetales
solubles en agua en las patentes US nº 6.054.144 y nº 6.110.502.
Según estas patentes, el esterol vegetal dispersable acuoso se
produce mezclando orinazol o esterol vegetal, un tensioactivo
monofuncional y tensioactivo polifuncional en agua a proporciones
fijadas, y secando la mezcla. Este procedimiento de producción se
caracteriza por estar libre de etapas de homogeneización y
desaireación adoptando monopalmitato de polioxilensorbitano y
monopalmitato de sorbitano como tensioactivo monofuncional y
tensioactivo polifuncional, respectivamente.
En la publicación de patente europea número
289.636 se describe un procedimiento para producir esterol
emulsionado o solubilizado en una forma estable mezclando esterol
vegetal a una razón fijada con un compuesto de polihidroxilo
líquido que contiene éster de ácido graso de sacarosa y/o éster de
ácido graso de poliglicerol y diluyendo la mezcla con agua. Cuando
se está aplicando a bebidas, las partículas de micela del esterol
vegetal producían una cantidad, en tamaño, hasta tan grande como de
decenas de micrómetros, siendo ásperas en la sensación de la boca.
Además, las partículas de micela presentan la desventaja de hacer
opacas a las bebidas.
Un ingrediente alimenticio que puede utilizase
como agente hipocolesterolemiante se da a conocer en la patente US
nº 6.190.720. Esta patente introdujo también la preparación del
ingrediente alimenticio combinando uno o más esteroles vegetales
fundidos con una o más grasas y uno o más emulsionantes hasta la
homogeneidad y enfriando la mezcla homogénea hasta aproximadamente
60ºC con agitación para proporcionar una pasta. Este ingrediente
alimenticio puede aplicarse a alimentos a base de aceite tales como
aliños para ensalada, margarina, etc. Tal como se esperaba, la
aplicabilidad del ingrediente alimenticio para bebidas acuosas es
prácticamente imposible debido a que su estabilidad en dispersión
se obtiene solamente en grasas.
El documento EP 0 897 671 A1 se refiere a
dispersiones acuosas de esteroles vegetales útiles en pastas para
untar, aliños, leche, queso, etc., y a un procedimiento de
preparación que comprende mezclar entre sí un lípido de alto punto
de fusión fundido, un emulsionante de no esterol y agua con
cizalladura, residiendo una característica en que el lípido de alto
punto de fusión presenta un tamaño medio de 15 micras o inferior.
Las dispersiones acuosas disfrutan de la ventaja de permitir la
minimización o eliminación de las grasas saturadas y los ácidos
grasos trans. Sin embargo, debe realizarse la micronización de
lípidos de alto punto de fusión tales como esterol vegetal. Además,
la dispersión no se aplica a bebidas acuosas debido a su baja
estabilidad en dispersión.
Pueden encontrarse productos comestibles, que
reducen el colesterol en el documento WO 00/33669. Según el
procedimiento de esta patente, se disuelven o se mezclan esteroles
vegetales en una masa fundida de un emulsionante alimentario, se
mezclan con alimentos proteináceos tales como leche o yogur, se
homogeneizan y se añaden a productos alimenticios. La estabilidad
en dispersión de los productos comestibles, que reducen el
colesterol se mantiene solamente en presencia de un material
proteináceo, pero no se mantiene en ausencia de un material
proteináceo. Por tanto, es muy difícil aplicar los productos
comestibles, que reducen el colesterol a bebidas libres de
materiales proteináceos.
La patente US nº 6.267.963 se refiere a un
complejo de esterol vegetal-emulsionante que
presenta una temperatura de fusión de por lo menos 30ºC inferior a
la del esterol vegetal, caracterizado porque, debido a su
temperatura de fusión reducida, es menos probable que el esterol
vegetal-emulsionante cristalice durante o después de
la fabricación de productos alimenticios y puede incorporarse en
productos alimenticios en una cantidad eficaz para reducir los
niveles de colesterol en suero en un ser humano que consume los
productos alimenticios sin modificar de manera adversa la textura
de los productos alimenticios. Preparado a partir de esteroles
vegetales, emulsionantes y lípidos neutros tales como
triglicéridos, el complejo puede aplicarse a productos alimenticios
a base de aceite. En ausencia de lípidos neutros, se emplea
estearoil lactilato de sodio como emulsionante. Sin embargo, la
utilización de estearoil lactilato de sodio está limitada por la
ley. Adicionalmente, su olor desagradable característico requiere
un proceso de enmascaramiento cuando el complejo se aplica a
bebidas.
Considerando los problemas anteriores, la
investigación intensiva y rigurosa sobre la forma soluble de
esteroles vegetales, realizada por los presentes inventores, dio
como resultado el hallazgo de que, cuando se calientan juntos
esterol vegetal y un emulsionante en ausencia de otros componentes,
se ponen en contacto homogéneo entre sí mientras que se están
fundiendo, para formar micelas finas que son de tamaño tan pequeño
como nanómetros, en posteriores procesos de homogeneización o de
agitación a alta velocidad, conduciendo a la presente invención. Se
ha encontrado también que, en bebidas, las micelas de escala
nanométrica son superiores en biodisponibilidad, no presentando
ninguna influencia sobre el sabor y el aroma característicos de las
bebidas, además de aplicarse a casi todas las bebidas
independientemente del pH y las bases de bebida, y la mejora en la
estabilidad en dispersión de las micelas de esterol vegetal
presenta el efecto de prolongar la vida útil de la bebida,
garantizando la estabilidad de los productos durante un largo
periodo de tiempo.
Por tanto, el objetivo de la presente invención
es proporcionar un procedimiento para dispersar esterol vegetal en
bases acuosas en una forma conveniente que es adecuada para su
utilización en bebidas y está mejorada en la biodisponibilidad del
esterol vegetal además de no presentar ninguna influencia sobre el
sabor y el aroma característicos de la bebida aplicada.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar una bebida que contiene una dispersión de esterol
vegetal, que no es áspera en la boca.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar un aditivo adecuado para su utilización en bebidas,
que puede prepararse mediante el procedimiento.
Según una forma de realización de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para dispersar esterol
vegetal, comprendiendo las etapas siguientes: fundir térmicamente
una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un emulsionante a
60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de
entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa,
ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de
poliglicerina; combinar la mezcla fundida con una bebida acuosa o
una bebida acuosa que contiene emulsionante; y agitar la combinación
a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm para proporcionar una
dispersión de esterol vegetal en la bebida, en el que la razón en
peso de esteroles vegetales con respecto a emulsionantes totales en
la dispersión está en el intervalo de 1:0,01-10,
mediante lo cual puede dispersarse el esterol vegetal en partículas
presentando el 95,0% o más de las partículas un tamaño de 300
nanómetros o inferior.
Según otra forma de realización de la presente
invención, se proporciona un procedimiento para dispersar esterol
vegetal, comprendiendo las etapas siguientes: fundir térmicamente
una mezcla de esterol vegetal y un emulsionante a
60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de
entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa,
ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de
poliglicerina; combinar la mezcla fundida con una bebida acuosa o
una bebida acuosa que contiene emulsionante; y agitar la combinación
a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm y homogeneizar para
proporcionar una bebida con esterol vegetal dispersado, en el que
la razón en peso de esteroles vegetales con respecto a emulsionantes
totales en la dispersión está en el intervalo de
1:0,01-10, mediante lo cual puede dispersarse el
esterol vegetal en partículas presentando el 95,0% o más de las
partículas un tamaño de 300 nm o inferior.
Según una forma de realización adicional de la
presente invención, se proporciona un procedimiento para dispersar
esterol vegetal, comprendiendo las etapas siguientes: fundir
térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un
emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho
emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido
graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de
ácido graso de poliglicerina; enfriar la masa fundida para
proporcionar un sólido, pulverizar el sólido para proporcionar un
polvo y combinar el polvo con una bebida acuosa o una bebida acuosa
que contiene emulsionante; y agitar la combinación a una velocidad
de 5.000 a 10.000 rpm para proporcionar una bebida con esterol
vegetal dispersado, en el que la razón en peso de esteroles
vegetales con respecto a emulsionantes totales en la dispersión está
en el intervalo de 1:0,01-10, mediante lo cual
puede dispersarse el esterol vegetal en partículas presentando el
95,0% o más de las partículas un tamaño de 300 nm o inferior.
Según aún una forma de realización adicional de
la presente invención, se proporciona un procedimiento para
dispersar esterol vegetal, comprendiendo las etapas siguientes:
fundir térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un
emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho
emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido
graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de
ácido graso de poliglicerina; enfriar la masa fundida para
proporcionar un sólido, pulverizar el sólido para proporcionar un
polvo y combinar el polvo con una bebida acuosa o una bebida acuosa
que contiene emulsionante; y agitar la combinación a una velocidad
de 5.000 a 10.000 rpm y homogeneizar para proporcionar una bebida
con esterol vegetal dispersado, en el que la razón en peso de
esteroles vegetales con respecto a emulsionantes totales en la
dispersión está en el intervalo de 1:0,01-10,
mediante lo cual puede dispersarse el esterol vegetal en partículas
presentando el 95,0% o más de las partículas un tamaño de 300 nm o
inferior.
Según aún otra forma de realización, se
proporciona una bebida con esterol vegetal dispersado preparada
mediante uno de los procedimientos anteriores.
Según aún una forma de realización adicional, se
proporciona un aditivo adecuado para su utilización en bebidas,
caracterizado porque se prepara fundiendo térmicamente una mezcla de
esterol vegetal y por lo menos un emulsionante a
60-200ºC y forma partículas presentando el 95,0% o
más de las partículas un tamaño de 300 nm o inferior cuando se está
dispersando en bebidas acuosas con agitación a una velocidad de
5.000 a 10.000 rpm, seleccionándose dicho emulsionante de entre el
grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa, ésteres de
ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de poliglicerina,
en el que la razón en peso de esteroles vegetales con respecto a
emulsionantes totales en la dispersión está en el intervalo de
1:0,01-10.
Los esteroles vegetales, que se producen de
manera natural presentan una estructura similar a la del colesterol.
En el mundo natural, se encuentra una variedad de esteroles
vegetales, de los que sitosterol, campesterol, estigmasterol y
sitostanol predominan sobre los otros esteroles. A un nivel habitual
de ingestión, los esteroles vegetales presentan poca influencia
sobre el nivel de colesterol en sangre, pero una gran cantidad de
esteroles vegetales inhibe la absorción del colesterol intestinal y
colesterol biliar debido a que sus estructuras son similares a la
del colesterol, disminuyendo de ese modo el nivel de colesterol en
suero.
Desde hace mucho tiempo están en estudio los
efectos de los esteroles vegetales sobre la reducción del nivel de
colesterol en suero. Tales estudios han demostrado que los esteroles
vegetales pueden reducir el nivel de colesterol en suero total en
el 0,5-26%, especialmente el nivel de
LDL-C en el 2-33%, dependiendo de la
dosificación, la gravedad de los síntomas del paciente y la dieta
recomendada. El efecto de reducción del nivel de colesterol se ve
afectado también por el sexo, la edad y el estado de salud del
paciente, y su forma de administración (suspensión, forma
cristalizada, cápsula, etc.).
Ahora, se acepta en general la hipótesis de que
los esteroles vegetales segregan de manera eficaz colesterol de la
dieta, que permanece en una fase de aceite dentro de los intestinos,
y lo depositan, inhibiendo de ese modo la absorción del colesterol
dietético desde los intestinos. Por consiguiente, se cree que los
esteroles vegetales no son eficaces frente al colesterol que está
en forma de micela. De hecho, se informa de que el colesterol
dietético es más resistente a la absorción por esteroles vegetales
de lo que lo es el colesterol endógeno (Mattson, F.H., Volpenhein,
R.A., y Erickson, B.A., Effect of Plant Sterol Esters on the
Absorption of Dietary Cholesterol, J. Nutr. 1977;
107:1139-1146). Sin embargo, la patente US nº
5.932.562 realizaba un experimento con esterol vegetal, que
enseñaba que, cuando se está administrado incluso a una cantidad
pequeña, una mezcla micelar de esterol vegetal es muy eficaz para
reducir el nivel de colesterol en suero. Se cree que una fase de
micela de esterol vegetal deposita bien el colesterol en una fase de
micela para inhibir su absorción por el intestino.
Los productos desarrollados hasta este momento
que se aprovechan de los esteroles vegetales para reducir el nivel
de colesterol, especialmente colesterol LDL en sangre, se encuentran
disponibles comercialmente en muchos países tales como Finlandia,
Inglaterra, Estados Unidos de América y Australia. Se encuentran
principalmente en formas de pastas para untar o aliños en los que
los esteroles vegetales están unidos a ácidos grasos por medio de
enlaces éster. Se informa de que estos productos son más eficaces
cuando se están utilizando en combinación con fármacos de estatina
para pacientes con hipercolesterolemia. Sin embargo, los productos
contienen componentes de grasa en grandes cantidades, de modo que
éstos se ingieren también al mismo tiempo.
Se han realizado muchos intentos para
proporcionar esteroles vegetales en formas de bebida. Sin embargo,
debido a que los esteroles vegetales son escasamente solubles en
agua, la mayoría de las formas de bebida desarrolladas hasta este
momento se ven afectadas por las desventajas de presentar escasa
biodisponibilidad de esteroles vegetales, carecer de
proporcionalidad de dosis y emplear grandes cantidades de
solubilizantes. Adicionalmente, lleva un periodo de tiempo
significativo que las formas de base acuosa convencionales de
esteroles vegetales efectúen la inhibición de la absorción de
colesterol debido a su lenta velocidad de utilización in
vivo. Además, los esteroles vegetales muestran una estabilidad
en dispersión muy escasa de modo que se requiere un proceso de
secado para eliminar el solubilizante utilizado para la dispersión
de los esteroles vegetales, tales como agua, para proporcionar
esteroles vegetales en formas de polvo. Para sortear estos
problemas, se han sugerido diversas soluciones, incluyendo la
pulverización de los esteroles vegetales para dar polvos finos, la
adición de por lo menos dos aditivos diferentes y la utilización de
homogeneizadores de alta presión (5.000 psi (34,48 MPa)).
Tal como se mencionó anteriormente, se emplea
una variedad de solubilizantes y emulsionantes para solubilizar los
esteroles vegetales. Según la patente US nº 5.932.562, puede
dispersarse fácilmente sitosterol a través de la formación de
micelas a partir de una disolución orgánica de sitosterol. Este
proceso y la mezcla micelar así obtenida no son adecuados para la
aplicación a bebidas, que generalmente conceden una gran importancia
al sabor y al aroma. Por ejemplo, grandes cantidades de
solubilizantes o emulsionantes presentan una influencia
desfavorable sobre el sabor del producto comestible final. Además,
los disolventes orgánicos, que generalmente no son adecuados para
su utilización en alimentos, pueden permanecer en las micelas.
Por tanto, la presente invención se refiere a un
procedimiento para dispersar esteroles vegetales en micelas con un
tamaño de cientos de nanómetros, que mejora la biodisponibilidad de
esteroles vegetales escasamente solubles, presenta una
proporcionalidad de dosis apropiada y muestra un máximo de
estabilidad en dispersión.
Según la presente invención, se provoca una gran
mejora en la biodisponibilidad de esteroles vegetales, dando lugar
a una disminución en su dosificación eficaz. Además, se obtiene una
dispersión transparente de esteroles vegetales sin afectar al sabor
y el aroma característicos de las bebidas de interés. Cuando se
están aplicando, las micelas de la presente invención presentan un
tamaño de partícula tan pequeño que no son ásperas en la boca. Una
ventaja adicional de la presente invención es que las bebidas que
reducen el colesterol pueden prepararse independientemente de su pH
y composiciones.
En la presente invención es útil un esterol
vegetal seleccionado de entre el grupo constituido por sitosterol,
campesterol, estigmasterol, sitostanol, campestanol y mezclas de los
mismos. Adicionalmente, pueden utilizarse otros esteroles de
plantas en la presente invención.
Los ejemplos de los emulsionantes que pueden
dispersar esteroles vegetales en forma de micelas con un tamaño de
cientos de nanómetros o inferior según el procedimiento de
dispersión de la presente invención, incluyen éster de ácido graso
de sacarosa, éster de ácido graso de sorbitano y éster de ácido
graso de poliglicerina. Se encontró que emulsionantes distintos de
éster de ácido graso de sacarosa, éster de ácido graso de sorbitano
y éster de ácido graso de poliglicerina proporcionaban cantidades
significativas de partículas con un tamaño de 1 micrómetro o mayor
tal como se mide mediante diversos experimentos. En la práctica, los
otros emulsionantes mostraron tal estabilidad en dispersión baja
como para producir precipitados en el plazo de tres días tras la
dispersión de esteroles vegetales con ellos. Por consiguiente, los
emulsionantes excepto por el éster de ácido graso de sacarosa,
éster de ácido graso de sorbitano y éster de ácido graso de
poliglicerina son prácticamente imposibles de aplicar para la
preparación de bebidas. A pesar de lo excelente que es el estearoil
lactilato de sodio en estabilidad en dispersión, su utilización o
cantidad está estrictamente prohibida por la ley debido a que su
seguridad no está garantizada. Adicionalmente, el emulsionante
presenta su olor desagradable característico.
Por el contrario, los emulsionantes utilizados
en la presente invención permiten que los esteroles vegetales se
dispersen a un tamaño de cientos de nanómetros o inferior. Además,
su estabilidad en dispersión es tan excelente como para mantener
una dispersión al 1% de esteroles vegetales durante un año o más
tiempo. Entre los ésteres de ácido graso de sacarosa son
preferibles aquéllos que presentan un valor de equilibrio hidrófilo
- lipófilo (HLB) de 7 o superior. Sus valores de HLB son más
preferentemente de 10 a 16. Los ésteres de ácido graso de sorbitano
presentan preferentemente un valor de HLB de 5 a 11 y más
preferentemente de 7 a 10. Al igual que para los ésteres de ácido
graso de poliglicerina, sus valores de HLB oscilan preferentemente
desde 10 hasta 20 y más preferentemente desde 12 hasta 15. Los
ésteres de ácido graso de sacarosa producen partículas menores y
una distribución del tamaño de partícula más homogénea de lo que lo
hacen los otros emulsionantes, ésteres de ácido graso de sorbitano
y ésteres de ácido graso de poliglicerina. Además, estos éteres
emiten un olor poco desagradable. En consecuencia, los ésteres de
ácido graso de sacarosa son los más preferibles.
En la dispersión de la presente invención, la
razón en peso de esteroles vegetales con respecto a emulsionantes
totales está en el intervalo de 1:0,01-10 y
preferentemente en el intervalo de 1:0,2-2,0 (p/p).
Por ejemplo, si la razón en peso del emulsionante con respecto a
esterol vegetal es inferior a 0,01, no se consigue una
emulsificación suficiente mientras se produce la precipitación, y
las partículas emulsionadas, si se forman, llegan a ser tan grandes
como de decenas de micrómetros de tamaño. Por otro lado, si la razón
en peso supera 10, la bebida resultante adquiere el sabor del
emulsionante, lo que es malo para la sensación de la boca. Al igual
que para el emulsionante mezclado con una bebida acuosa, se utiliza
a una razón en peso de 0,8 o inferior en comparación con el
emulsionante mezclado con esteroles vegetales (es decir, el 80% en
peso o inferior basándose en el peso del emulsionante mezclado con
esteroles vegetales) y preferentemente a una razón en peso de 0,5 o
inferior (es decir, el 80% en peso o inferior). Una razón en peso
superior a 0,8 (p/p) (el 80% en peso) hace difícil formar
nanopartículas debido a que la cantidad del emulsionante mezclado
con esterol vegetal es relativamente baja.
Pueden utilizarse diversas bebidas acuosas en la
presente invención, tal como se muestra a modo de ejemplo mediante
agua, bebidas de zumo, bebidas carbonatadas, leche, leche de soja,
bebidas preparadas a partir de cereales, otras bebidas populares
tales como café, té verde, té de Polygonatum odoratum var.,
etc., y una bebida alcohólica.
Según la presente invención, el esterol vegetal
y un emulsionante se mezclan a 60-200ºC. Las
temperaturas de calentamiento preferibles de la mezcla entran
dentro del intervalo de 120-150ºC. Cuando el
mezclado se realiza a menos de 60ºC, las partículas de micela
presentan un tamaño de desde decenas hasta cientos de micrómetros,
lo que es malo para la sensación de la boca así como para la
biodisponibilidad. Por otro lado, una temperatura de mezclado
superior a 200ºC desnaturaliza el emulsionante, aunque el esterol
vegetal es aún estable a una temperatura de 250ºC.
En general, cuando el esterol vegetal, una
sustancia escasamente soluble en agua, se emulsiona en agua en
presencia de un emulsionante, se produce solamente una escasa
emulsificación, dando como resultado que el esterol vegetal se
deposite en partículas con un tamaño que oscila desde decenas hasta
cientos de micrómetros. En la presente invención, se dirigió una
investigación intensiva a maximizar la emulsificación del esterol
vegetal, produciendo de ese modo partículas de micela con un tamaño
de cientos de nanómetros o inferior. Como resultado de la
investigación intensiva, se encontró que podía maximizarse la
emulsificación cuando se mezclaba hasta la homogeneidad el esterol
vegetal y un emulsionante tal como ésteres de ácido graso de
sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano, ésteres de ácido
graso de poliglicerina o sus mezclas. Con el fin de mezclar de
manera homogénea el esterol vegetal con un emulsionante, se calienta
el esterol vegetal a casi su punto de fusión (sitosterol:
aproximadamente 140ºC; campesterol: aproximadamente 157ºC,
estigmasterol: aproximadamente 170ºC) para llevar los dos
componentes a fases líquidas antes del mezclado.
Junto con una bebida acuosa o una bebida acuosa
que contiene emulsionante, se agita la mezcla calentada de esterol
vegetal y emulsionante a una velocidad alta. El emulsionante añadido
a la bebida acuosa es preferentemente idéntico al mezclado con el
esterol vegetal. Sin embargo, puede utilizarse uno diferente si son
compatibles entre sí. La razón en peso del esterol vegetal con
respecto a la bebida acuosa entra dentro del intervalo de 1:10 a
1:10.000 (p/p) y preferentemente dentro del intervalo de 1:10 a
1:100 (p/p).
Los ejemplos de bebidas acuosas que pueden
utilizarse en la presente invención incluyen agua, bebidas de zumo,
bebidas carbonatadas, leche, leche de soja, bebidas preparadas a
partir de cereales, otras bebidas populares tales como café, té,
etc., y bebidas alcohólicas, con preferencia por el agua. En caso de
que se emplee agua, puede diluirse adicionalmente la dispersión de
esterol vegetal obtenida mediante posteriores procesos de
homogeneización y de agitación a alta velocidad con bebidas acuosas
tales como agua, bebidas de zumo, bebidas carbonatadas, leche,
leche de soja, bebidas preparadas a partir de cereales, otras
bebidas populares y una bebida alcohólica para proporcionar las
bebidas que contienen esterol vegetal deseadas.
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Dando como resultado una distribución del tamaño
de partícula homogénea, el proceso de homogeneización o agitación a
alta velocidad es industrialmente importante en cuanto a la calidad
constante de los productos.
Alternativamente, el esterol vegetal puede
mezclarse con un emulsionante y calentarse a casi el punto de fusión
del mismo, y se enfría la masa fundida para proporcionar un sólido
que entonces se pulveriza par dar polvo. Añadiendo simplemente el
polvo a bebidas acuosas o bebidas que contienen emulsionante, pueden
prepararse bebidas que contienen esterol vegetal. Con respecto a
las formas líquidas, por tanto, las formas en polvo de los aditivos
presentan ventajas porque son convenientes para el manejo, más
seguras con respecto a la contaminación por microorganismos durante
el transporte y fáciles de transportar con un bajo coste
logístico.
Cuando se utiliza agua como sustrato acuoso, la
dispersión obtenida tras la mezcla de esterol vegetal y emulsionante
se dispersa en agua, se evapora y se liofiliza o se seca por
pulverización para producir un polvo de esterol vegetal acuoso.
Entonces se aplica el polvo a bebidas acuosas para proporcionar
bebidas que contienen esterol vegetal.
Una mezcla de esterol vegetal y éster de ácido
graso de sacarosa, que se obtiene calentando antes de mezclar, se
añade a agua, después de lo cual se realizan un proceso de agitación
y un proceso de homogeneización a alta presión en el debido orden
para proporcionar una dispersión de esterol vegetal transparente.
Cuando el esterol vegetal se utiliza a una cantidad del 1%, los
procesos de emulsificación convencionales no pueden garantizar la
estabilidad en dispersión de la disolución resultante, dando lugar a
un aumento en el esterol vegetal que se deposita. Mientras que los
procesos de emulsificación convencionales producen dispersiones que
muestran una transmitancia a 700 nm de tan sólo el 0,16%, el
procedimiento según la presente invención promete una transmitancia
a 700 nm del 80,0% o superior.
Con respecto al mezclado de la mezcla de esterol
vegetal y emulsionante con la bebida acuosa, la mezcla de esterol
vegetal y emulsionante puede añadirse a la bebida acuosa en forma de
una fase líquida caliente o una fase sólida enfriada hasta
temperatura ambiente. En el primer caso, la bebida acuosa se
calienta hasta 60-140ºC y preferentemente hasta
70-90ºC con el fin de potenciar la eficacia de
emulsificación. Para la aplicación directa de la fase líquida de la
mezcla a bebidas es óptimo 80ºC. Particularmente, la temperatura de
calentamiento de la bebida acuosa se fija preferentemente para que
sea similar a la de la mezcla de esterol vegetal y emulsionante con
el fin de hacer pequeñas las partículas de micela. Tras la
emulsificación en agua, se necesita presión para subir la
temperatura hasta más de 100ºC. Por ejemplo, se requieren
aproximadamente 5 atm para emulsionar la mezcla de esterol vegetal
en agua a 140ºC.
Tras agitar la mezcla, se forman nanopartículas.
A este respecto, la agitación se realiza a
5.000-10.000 rpm y preferentemente a
6.500-7.500 rpm durante aproximadamente 10 min. Se
midió que el 90% o más de las micelas obtenidas tras el proceso de
agitación presentaban un tamaño de 300 nm o inferior. Por el
contrario, se midió que el tamaño de partícula de las micelas
obtenidas en las mismas condiciones, excepto porque la mezcla de
esterol vegetal y emulsionante no se calienta, oscilaba desde
decenas hasta cientos de micrómetros. Por tanto, estas mediciones
comparativas demuestran que el proceso de fundir esterol vegetal y
un emulsionante y mezclarlos es muy importante para formar
nanopartículas. Además, es importante un proceso de homogeneización
o agitación a alta velocidad para preparar partículas de tamaño
homogéneo tal como se describirá más adelante.
Tras el calentamiento en ausencia de otros
componentes, el esterol vegetal y un emulsionante pueden ponerse en
contacto homogéneo entre sí mientras se funden, de modo que se
obtienen las micelas con un tamaño de cientos de nanómetros tras la
emulsificación. Al contrario que las técnicas convencionales, la
presente invención, por tanto, puede producir nanopartículas
adecuadas para su utilización en bebidas sin utilizar ningún
disolvente orgánico en el que el esterol vegetal sea bastante
soluble.
Tras el proceso de agitación, se necesita un
proceso de homogeneización para pulverizar las micelas agregadas.
Este proceso de homogeneización puede realizarse con la ayuda de un
homogeneizador de alta presión, un molino coloidal o un sonicador
con preferencia por un homogeneizador de alta presión. Según la
presente invención, se homogeneizan las micelas a una presión de
2.000-25.000 psi (13,78-172,25 MPa)
y preferentemente a una presión de 7.000-10.000 psi
(48,23-68,9 MPa) en un homogeneizador. Tras este
proceso, se midió que el 95% o más de las micelas así obtenidas
presentaban un tamaño de 300 nm o inferior.
La dispersión, que se obtiene fundiendo
térmicamente el esterol vegetal y un emulsionante, mezclándolos,
agitando la mezcla en agua y tratándola bajo alta presión según la
presente invención, se diluye con bebidas de zumo, bebidas
carbonatadas, leche, leche de soja, bebidas preparadas a partir de
cereales u otras bebidas populares para proporcionar las bebidas
que contienen esterol vegetal deseadas. En estas bebidas, las
micelas con un tamaño de partícula de tan sólo nanómetros presentan
grandes áreas superficiales y curvaturas de partícula y son
superiores en biodisponibilidad, no presentando ninguna influencia
sobre el sabor y aroma característicos de la bebida.
Adicionalmente, las bebidas según la presente
invención no experimentan separación de fases incluso tras
almacenarse en un frigorífico porque las micelas de esterol vegetal
están mejoradas en la estabilidad en dispersión. Además, las
micelas de esterol vegetal mantienen una excelente estabilidad en
dispersión a 90ºC, garantizando la estabilidad de los productos
durante un largo periodo de tiempo.
Puede obtenerse un mejor entendimiento de la
presente invención a la luz de los siguientes ejemplos que se
exponen para ilustrar, pero no ha interpretarse que limitan la
presente invención. En los siguientes ejemplos, se analizó la
distribución del tamaño de partícula mediante la utilización de un
instrumento Mastersizer (Malvern Instrument
LTD., RU).
LTD., RU).
Ejemplo comparativo
1
A un recipiente de un litro se le añadieron 500
g de agua que entonces se calentaron hasta aproximadamente 80ºC. Se
añadieron 5 g de esterol vegetal (75% de sitosterol, 10% de
campesterol, 15% de estigmasterol - sitostanol) y 4,25 g de éster
de estearato de sacarosa (HLB 11) al agua caliente, seguido por
agitación de la mezcla a una velocidad de
6.800-7.000 rpm durante 10 min. Se analizaron las
partículas así obtenidas para determinar el tamaño y los resultados
se facilitan en la tabla 1, a continuación.
Ejemplo comparativo
2
Se trató la dispersión preparada en el ejemplo
comparativo 1 a 7.000 psi con un homogeneizador de alta presión,
tal como el fabricado por Microfluidics, identificado como
"Microfluidizer M110EHI", en un paso. Se analizaron las
partículas así obtenidas para determinar el tamaño y los resultados
se facilitan en la tabla 2, a continuación. Se midió que la
dispersión resultante presentaba una transmitancia a 700 nm del
0,16%.
Ejemplo comparativo
3
En un recipiente de un litro, se fundieron 40 g
de esterol vegetal (75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de
estigmasterol - sitostanol), 36 g de aceite vegetal y 4 g de
polisolvato 60 (HLB 14,9) a 130-140ºC hasta la
transparencia con agitación. Tras la finalización de la fusión, se
le añadieron al fundido transparente 320 g de agua mantenida a
aproximadamente 80ºC, seguido por agitación a aproximadamente 10.000
rpm durante aproximadamente 10 min. Se observó que la dispersión de
esterol vegetal así obtenida presentaba partículas de esterol
vegetal flotantes mientras que numerosas partículas parecían estar
adheridas a la pared del recipiente. Como resultado del análisis de
la dispersión para determinar la distribución del tamaño de
partícula (en volumen), el 91% o más de la población total
presentaba un tamaño de 1 \mum o más y aproximadamente el 81% o
más de la población total presentaba un tamaño de 100 \mum o más.
Además, se observaron precipitación y separación de fases en el
plazo de una hora a temperatura ambiente, garantizando que esta
dispersión de esterol vegetal no puede aplicarse a bebidas.
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Ejemplo comparativo
4
En un recipiente de un litro, se fundieron 15 g
de esterol vegetal (75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de
estigmasterol - sitostanol) y 30 g de éster de monoglicerina de
ácido cítrico (HLB 8,0) a 130-140ºC hasta la
transparencia con agitación. Después de eso, se le añadió al fundido
transparente agua mantenida a aproximadamente 80ºC, seguido por
agitación a aproximadamente 6.800 rpm durante aproximadamente 10
min. Se trató la disolución resultante a 10.000 psi (68,9 MPa) con
un homogeneizador de alta presión, tal como el fabricado por
Microfluidics, identificado como "Microfludizer M110EHI", en un
paso. En el esterol vegetal así obtenido, se observaba claramente
que numerosas partículas se adherían a la pared de los recipientes
debido a que la dispersión de esterol vegetal no se combinaba con
proteína, sino con agua. A una concentración de esterol vegetal del
1%, la dispersión presentada una viscosidad de tanto como 58 cps (58
mPa.s). Como resultado del análisis de la dispersión para
determinar la distribución del tamaño de partícula (en volumen), se
midió que la dispersión presentaba partículas con un tamaño de 1
\mum o mayor a un porcentaje acumulativo del 68% o superior, y
con un tamaño de 10 \mum o mayor a un porcentaje acumulativo del
21% o superior, que era suficientemente grande para proporcionar
una sensación áspera en la boca. Además, su escasa estabilidad en
dispersión condujo a la conclusión de que esta dispersión es difícil
de aplicar para la preparación de bebidas.
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Ejemplo comparativo
5
En un recipiente de un litro, se fundieron 15 g
de esterol vegetal (75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de
estigmasterol - sitostanol) y 15 g de estearoil lactilato de sodio
(SSL) a 130-140ºC hasta la transparencia con
agitación. Después de eso, se le añadieron al fundido transparente
300 g de agua mantenida a aproximadamente 80ºC, seguido por
agitación a aproximadamente 6.800 rpm durante aproximadamente 10
min. Se trató la disolución resultante a 10.000 psi (68,9 MPa) con
un homogeneizador de alta presión, tal como el fabricado por
Microfluidics, identificado como "Microfluidizer M110EHI", en
un paso. Se observó que la dispersión de esterol vegetal
experimentaba precipitación en el plazo de un día y solidificación
completa en el plazo de tres días, resultados que condujeron a la
conclusión de que esta dispersión es difícil de aplicar para la
preparación de bebidas. Como resultado del análisis de la
dispersión para determinar la distribución de tamaño de partícula
(en volumen), se midió que la dispersión presentaba partículas con
un tamaño de 1 \mum o mayor a un porcentaje acumulativo del 57% o
superior y con un tamaño de 10 \mum o mayor a un porcentaje
acumulativo del 17% o superior. Una escasa estabilidad en
dispersión de este tipo condujo a la conclusión de que esta
dispersión es difícil de aplicar para la preparación de
bebidas.
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Ejemplo
1
En un recipiente, se fundieron esterol vegetal
(75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de estigmasterol -
sitostanol) y éster estearílico de sacarosa (HLB 11) y/o éster
laurílico de sorbitano (HLB 8,6) a 130-140ºC con
agitación. Tras la finalización de la fusión, se agitó la disolución
adicionalmente durante 1 min. y se añadió a agua mantenida a
aproximadamente 80ºC, seguido por agitación a
6.800-7.000 rpm durante aproximadamente 10 min. Se
trató la disolución resultante a 7.000 psi (48,23 MPa) con un
homogeneizador de alta presión (Microfluidizer M110EHI,
Microfluidics) en un paso. La tabla 3 enumera las cantidades de
esterol vegetal, éster estearílico de sacarosa y éster laurílico de
sorbitano utilizadas, especificando si se llevó a cabo o no un
proceso de homogeneización a alta presión.
Se analizó la disolución de nº 1 de la tabla 3
para determinar la distribución del tamaño de partícula y los
resultados se facilitan en la tabla 4, a continuación.
Para fines de referencia, los resultados del
análisis de las partículas nº 3, 5 y 7 de la tabla 3 fueron
similares a los de nº 1 mostrados en la tabla 4.
En el caso del nº 2 de la tabla 3, los
resultados del análisis de la partícula se facilitan en la tabla 5,
a continuación.
Para fines de referencia, los resultados del
análisis de las partículas de nº 4, 6 y 8 de la tabla 3 fueron
similares a los del nº 2 de la tabla 5.
Se midió que la transmitancia a 700 nm de las
dispersiones de esterol vegetal del ejemplo 1 (nº 2, 4, 6 y 8)
oscilaba desde el 80,0 hasta el 80,5%.
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Ejemplo
2
En un recipiente, se fundieron esterol vegetal
(75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de estigmasterol -
sitostanol) y éster estearílico de sacarosa (HLB 11) y/o éster
laurílico de sorbitano (HLB 8,6) a 130-140ºC con
agitación. Tras la finalización de la fusión, se agitó la disolución
adicionalmente durante 1 min. y se añadió a agua
(80-90ºC) que contenía 1 g de éster estearílico de
sacarosa, seguido por agitación a 6.800-7.000 rpm
durante aproximadamente 10 min. Se trató la disolución resultante a
7.000 psi (48,23 MPa) con un homogeneizador de alta presión
(Microfluidizer M110EHI, Microfluidics) en un paso. La tabla 6
enumera las cantidades de esterol vegetal, éster estearílico de
sacarosa y éster laurílico de sorbitano utilizadas, especificando si
se realizó o no un proceso de homogeneización de alta presión.
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Se analizó la disolución de nº 9 de la tabla 6
para determinar el tamaño de partícula y los resultados se
facilitan en la tabla 7, a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Para fines de referencia, los resultados del
análisis de las partículas de nº 11, 13 y 15 de la tabla 6 fueron
similares a los de nº 9 mostrados en la tabla 7.
En el caso del nº 10 de la tabla 6, los
resultados del análisis de las partículas se facilitan en la tabla
8, a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Para fines de referencia, los resultados del
análisis de las partículas de nº 12, 14 y 16 de la tabla 6 fueron
similares a los del nº 10 mostrados en la tabla 8.
Se midió que la transmitancia a 700 nm de las
dispersiones de esterol vegetal en el ejemplo 2 (nº 10, 12, 14 y
16) oscilaba desde el 80,5 hasta el 82,5%.
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Ejemplo
3
En un recipiente, se fundieron 5 g de esterol
vegetal (75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de estigmasterol
- sitostanol) y 4,25 g de monoestearato de poliglicerina (HLB 12) a
130-140ºC con agitación. Tras la finalización de la
fusión, se agitó el fundido adicionalmente durante 1 min. y se
añadió a 490,75 g de agua calentada hasta 80ºC, seguido por
agitación a 6.800-7.000 rpm durante aproximadamente
10 min. Se trató la disolución resultante a 7.000 psi (48,23 MPa)
con un homogeneizador de alta presión (Microfluidizer M110EHI,
Microfluidics) en un paso.
Los resultados del análisis del tamaño de
partícula antes de la homogeneización a alta presión fueron los
mismos que en la tabla 4 dentro de los errores experimentales
admisibles.
Se encontraron los mismos resultados que en la
tabla 5 en el análisis del tamaño de partícula, dentro de los
errores experimentales admisibles, tras la homogeneización a alta
presión.
Se midió que la transmitancia a 700 nm de la
dispersión de esterol vegetal tras la homogeneización a alta
presión oscilaba desde el 80,0 hasta el 80,5%.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
4
En un recipiente, se fundieron 5 g de esterol
vegetal (75% de sitosterol, 10% de campesterol, 15% de estigmasterol
- sitostanol) y 3,25 g de monoestearato de poliglicerina (HLB 12) a
130-140ºC con agitación. Tras la finalización de la
fusión, se agitó el fundido adicionalmente durante 1 min. y se
añadió a 491,25 g de agua (80-90ºC) que contenía 1
g de monoestearato de poliglicerina, seguido por agitación a
6.800-7.000 rpm durante aproximadamente 10 min. Se
trató la disolución resultante a 7.000 psi (48,23 MPa) con un
homogeneizador de alta presión (Microfluidizer M110EHI,
Microfluidics) en un paso.
Los resultados del análisis del tamaño de
partícula antes de la homogeneización a alta presión fueron los
mismos que en la tabla 7 dentro de los errores experimentales
admisibles.
Se encontraron los mismos resultados que en la
tabla 8 en el análisis del tamaño de partícula, dentro de los
errores experimentales admisibles, tras la homogeneización a alta
presión.
Se midió que la transmitancia a 700 nm de la
dispersión de esterol vegetal tras la homogeneización a alta
presión oscilaba desde el 80,5 hasta el 82,5%.
Ejemplo
5
Se secaron por pulverización las dispersiones
preparadas en los ejemplos 1 a 4 para dar un polvo de esterol
vegetal acuoso.
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Ejemplo
6
Se diluyeron 100 g de la dispersión preparada en
cada uno de los ejemplos 1 a 4 con 400 g de una bebida acuosa
seleccionada del grupo que consistía en agua, bebidas de zumo,
bebidas carbonatadas, leche, leche de soja, bebidas preparadas a
partir de cereales y otras bebidas populares. Se añadieron 9,25 g
del polvo preparado en el ejemplo 5 a 490,75 g de una bebida acuosa
seleccionada de entre el grupo constituido por agua, bebidas de
zumo, bebidas carbonatadas, leche, leche de soja, bebidas preparadas
a partir de cereales y otras bebidas populares. 50 sujetos
capacitados tomaron la bebida diluida resultante (20 hombres en los
treinta y cuarenta años, 20 mujeres en los treinta y cuarenta años,
10 mujeres solteras) para la prueba de propiedades mediante
percepción sensorial. Como bebida de prueba, se utilizó una bebida
de zumo (zumo de naranja). Los resultados se facilitan en las
tablas 9 y 10, a continuación.
Cuando se sometieron a prueba otras bebidas, se
obtuvieron resultados similares a los de las tablas 9 y 10.
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Ejemplo
7
Se almacenó la bebida preparada en el ejemplo 6
durante 1 año o más tiempo en un frigorífico (4ºC). Por separado,
se trató la misma bebida a 90ºC durante 4 horas. No sólo se observó
que las bebidas mantenían un estado de dispersión normal, sino que
tampoco se detectaron otras anomalías.
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Ejemplo
8
En un recipiente, se colocaron 5 g de esterol
vegetal y 4,25 g de éster estearílico de sacarosa (HLB 11) y
entonces se fundieron a 130-140ºC con agitación.
Tras la finalización de la fusión, se realizó la agitación
adicionalmente durante 1-2 min. A la disolución así
obtenida se le añadieron 490,75 g de una bebida acuosa seleccionada
del grupo que consistía en agua, bebidas de zumo, bebidas
carbonatadas, leche, leche de soja, bebidas preparadas a partir de
cereales y otras bebidas populares. 50 sujetos capacitados tomaron
la bebida diluida (20 hombres en los treinta y cuarenta años, 20
mujeres en los treinta y cuarenta años, 10 mujeres solteras) para
la prueba de propiedades mediante percepción sensorial. Como bebida
de prueba, se utilizó una bebida de zumo (zumo de naranja). Los
resultados se facilitan en las tablas 11 y 12, a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Cuando se sometieron a prueba otras bebidas, se
obtuvieron resultados similares a los de las tablas 11 y 12.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
9
En un recipiente, se fundieron 5 g de esterol
vegetal (punto de fusión: 143ºC) y 4,25 g de éster estearílico de
sacarosa (HLB 11) a 130-140ºC con agitación. Tras la
finalización de la fusión, se realizó la agitación adicionalmente
durante 1-2 min. Se enfrió el fundido homogéneo
hasta temperatura ambiente para dar un sólido que entonces se
pulverizó en un polvo.
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Ejemplo
10
Se encontró que el polvo preparado en el ejemplo
9 presentaba un punto de fusión de 125ºC tal como se midió mediante
un instrumento de medición del punto de fusión (Electrothermal
9200).
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Ejemplo
11
Se añadieron 9,25 g del polvo preparado en el
ejemplo 5 ó 9 a 90,75 g de agua calentada hasta
80-90ºC con agitación a de 6.800 a 7.000 rpm
durante 10 min.
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Ejemplo
12
Se procesó la disolución preparada en el ejemplo
11 a 7.000 psi (48,23 MPa) con un homogeneizador de alta presión
(Microfluidizer M110EHI, Microfluidics) en un paso.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
13
Se diluyeron 100 g de la dispersión preparada en
el ejemplo 11 ó 12 con 400 g de una bebida acuosa seleccionada del
grupo que consistía en agua, bebidas de zumo, bebidas carbonatadas,
leche, leche de soja, bebidas preparadas a partir de cereales y
otras bebidas populares.
Ejemplo
14
Se añadieron 9,25 g del polvo preparado en el
ejemplo 5 ó 9 a 490,75 g de una bebida acuosa seleccionada del
grupo que consistía en agua, bebidas de zumo, bebidas carbonatadas,
leche, leche de soja, bebidas preparadas a partir de cereales y
otras bebidas populares, y se agitó la dispersión a de 6.800 a 7.000
rpm durante aproximadamente 10 min.
Ejemplo
15
Se procesó la bebida preparada en el ejemplo 14
a 7.000 psi (48,23 MPa) con un homogeneizador de alta presión
(Microfluidizer M110EHI, Microfluidics) en un paso.
Ejemplo
16
Se almacenaron las bebidas preparadas en los
ejemplos 14 y 15 a temperatura ambiente durante 1 año o más tiempo,
en un frigorífico (4ºC) durante 1 año o más tiempo y a 90ºC durante
4 horas con monitorización para detectar los estados físicos. No
sólo se observó que las bebidas mantenían un estado de dispersión
normal, sino que tampoco se detectaron otras anomalías.
Ejemplo
17
Se obtuvo una bebida para los ensayos clínicos
combinando la dispersión de nº 2 del ejemplo 1 con café, leche o té
verde, según el procedimiento del ejemplo 4.
1. Sujetos clínicos: 45
personas que padecen hiperlipidemia
leve
2. Control de la dieta para
sujetos clínicos: sin dietas especiales; se proporcionó dieta
baja en colesterol a pacientes aquejados de hiperlipidemia
leve.
\vskip1.000000\baselineskip
Se utilizó para este ensayo clínico té verde o
café que contenían 1,6 g de esterol vegetal por botella de
prueba.
- Etapa 1:
- 1 botella de la bebida por día desde la semana 0 hasta la 4
- Etapa 2:
- 2 botellas de la bebida por día desde la semana 5 hasta la 8
- Etapa 3:
- 1 botella de un placebo por día desde la semana 9 hasta la 12
\vskip1.000000\baselineskip
- Etapa 1:
- 1 botella de un placebo por día desde la semana 0 hasta la 4
- Etapa 2:
- 1 botella de la bebida por día desde la semana 5 hasta la 8
- Etapa 3:
- 2 botellas de la bebida por día desde la semana 9 hasta la 12
\vskip1.000000\baselineskip
45 personas (hombres : mujeres = 15:30, edad
promedio: 56) siguieron completamente las instrucciones y
condiciones del ensayo clínico. En el momento del comienzo, se
midió que los sujetos clínicos ingerían 11,12 g de grasa saturada y
135,8 mg de colesterol en la dieta media diaria. Tanto en el grupo
de prueba que ingería placebo como en el grupo de prueba que
ingería esterol vegetal de 8 semanas, se observaron efectos
terapéuticos en cuanto al colesterol sérico total (p=0,039) y el
colesterol LDL (p=0,036). En estos grupos, el efecto de periodo y
el efecto residual para los niveles de lípido en suero (colesterol
total, lípido neutro, colesterol HDL, colesterol LDL) no eran
estadísticamente significativos. Tras ingerir esterol vegetal
durante 8 semanas, se midió que había descendido el nivel de
colesterol sérico total en los pacientes en un 4,38% (p=0,039) y el
nivel de colesterol LDL en un 8,28% (p=0,036). De los sujetos
clínicos, en 33 personas descendió el nivel de colesterol total en
un 9,2% en promedio mientras que en 31 descendió el nivel de
colesterol LDL en un 14,1% en promedio.
\vskip1.000000\baselineskip
Los pacientes con hipercolesterolemia pudieron
disfrutar de la reducción en el nivel de colesterol en suero total
y en el nivel de colesterol LDL cuando ingirieron la bebida que
contenía esterol vegetal de la presente invención durante 8
semanas. Este efecto de reducción se obtuvo a partir de pacientes
que habían tomado bajo colesterol en la dieta.
Tal como se describió anteriormente en la
presente memoria, se forman nanopartículas de esterol vegetal
fundiendo térmicamente esterol vegetal y por lo menos un
emulsionante seleccionado de entre el grupo constituido por ésteres
de ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y
ésteres de ácido graso de poliglicerina y dispersando la mezcla
fundida en un sustrato acuoso, según la presente invención. La
bebida que contiene esterol vegetal de la presente invención inhibe
la absorción del colesterol intestinal y colesterol biliar, para
disminuir el nivel de colesterol en suero. Según la presente
invención, pueden formarse micelas de esterol vegetal de un tamaño
de cientos de nanómetros o inferior sin utilizar disolventes
orgánicos y por tanto pueden aplicarse a bebidas acuosas. Dado que
las presentes micelas de esterol vegetal se forman con un tamaño de
cientos de nanómetros o inferior, las micelas son superiores en
biodisponibilidad. Adicionalmente, la mejora en la estabilidad en
dispersión de las micelas de esterol vegetal presenta el efecto de
prolongar la vida útil de la bebida, garantizando la estabilidad de
los productos durante un largo periodo de tiempo. Además, las
micelas pueden aplicarse a casi todas las bebidas independientemente
del pH y de las bases de bebida. No presentando ninguna influencia
sobre el sabor y el aroma característicos de las bebidas, las
micelas proporcionan una buena sensación en la boca suficiente para
aplicarse a todos los tipos de bebidas acuosas.
Claims (37)
1. Procedimiento para dispersar esterol vegetal,
que comprende las etapas siguientes:
- fundir térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de poliglicerina;
- combinar la mezcla fundida con una bebida acuosa o una bebida acuosa que contiene emulsionante; y
- agitar la combinación a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm para proporcionar una dispersión de esterol vegetal en la bebida,
en el que la razón en peso de esteroles
vegetales con respecto a emulsionantes totales en la dispersión está
en el intervalo de 1:0,01-10,
mediante lo cual puede dispersarse el esterol
vegetal en partículas presentando el 95,0% o más de las partículas
un tamaño de 300 nm o inferior.
2. Procedimiento para dispersar esterol vegetal,
que comprende las etapas siguientes:
- fundir térmicamente una mezcla de esterol vegetal y un emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de poliglicerina;
- combinar la mezcla fundida con una bebida acuosa o una bebida acuosa que contiene emulsionante; y
- agitar la combinación a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm y homogeneizar para proporcionar una bebida con esterol vegetal dispersado,
en el que la razón en peso de esteroles
vegetales con respecto a emulsionantes totales en la dispersión está
en el intervalo de 1:0,01-10,
mediante lo cual puede dispersarse el esterol
vegetal en partículas presentando el 95,0% o más de las partículas
un tamaño de 300 nm o inferior.
3. Procedimiento para dispersar esterol vegetal,
que comprende las etapas siguientes:
- fundir térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de poliglicerina;
- enfriar la masa fundida para proporcionar un sólido, pulverizar el sólido para proporcionar un polvo y combinar el polvo con una bebida acuosa o una bebida acuosa que contiene emulsionante; y
- agitar la combinación a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm para proporcionar una bebida con esterol vegetal dispersado,
en el que la razón en peso de esteroles
vegetales con respecto a emulsionantes totales en la dispersión está
en el intervalo de 1:0,01-10,
mediante lo cual puede dispersarse el esterol
vegetal en partículas presentando el 95,0% o más de las partículas
un tamaño de 300 nm o inferior.
4. Procedimiento para dispersar esterol vegetal,
que comprende las etapas siguientes
- fundir térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un emulsionante a 60-200ºC, seleccionándose dicho emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y ésteres de ácido graso de poliglicerina;
- enfriar la masa fundida para proporcionar un sólido, pulverizar el sólido para proporcionar un polvo y combinar el polvo con una bebida acuosa o una bebida acuosa que contiene emulsionante; y
- agitar la combinación a una velocidad de 5000 a 10.000 rpm y homogeneizar para proporcionar una bebida con esterol vegetal dispersado,
\newpage
en el que la razón en peso de esteroles
vegetales con respecto a emulsionantes totales en la dispersión está
en el intervalo de 1:0,01-10,
mediante lo cual puede dispersarse el esterol
vegetal en partículas presentando el 95,0% o más de las partículas
un tamaño de 300 nm o inferior.
5. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que presenta el 99,0% o más de las
partículas un tamaño de 300 nanómetros o inferior.
6. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
que comprende además la etapa de secar la dispersión para producir
polvo de esterol vegetal acuoso.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en
el que la etapa de secado comprende evaporación o liofilización o
secado por pulverización.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el esterol vegetal es por lo menos
uno seleccionado de entre el grupo constituido por sitosterol,
campesterol, estigmasterol, sitostanol y campestanol.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en
el que el esterol vegetal es sitosterol.
10. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el emulsionante es éster graso de
sacarosa.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en
el que el éster de ácido graso de sacarosa presenta un valor de
equilibrio hidrófilo-lipófilo de 7 o superior.
12. Procedimiento según la reivindicación 11, en
el que el éster de ácido graso de sacarosa presenta un valor de
equilibrio hidrófilo-lipófilo de 10 a 16.
13. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa de agitación se realiza
a una velocidad de 6.500 a 7.500 rpm.
14. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la bebida acuosa es agua, una
bebida de zumo, una bebida carbonatada, leche, leche de soja, una
bebida preparada a partir de cereales, otras bebidas favoritas o
una bebida alcohólica.
15. Procedimiento según la reivindicación 14, en
el que la bebida acuosa es agua.
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa de fusión se lleva a
cabo a 120-150ºC.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el esterol vegetal se mezcla a
una razón en peso de 1:0,2-2,0 con el emulsionante
en total.
18. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el emulsionante mezclado con la
bebida acuosa se utiliza a una cantidad del 80% en peso o inferior
basándose en el peso del emulsionante mezclado con el esterol
vegetal.
19. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el esterol vegetal se mezcla a
una razón en peso de 1:10-10.000 (p/p) con la bebida
acuosa.
20. Procedimiento según la reivindicación 19, en
el que el esterol vegetal se mezcla a una razón en peso de
1:10-100 (p/p) con la bebida acuosa.
21. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la mezcla de la bebida acuosa y
el esterol vegetal se mantiene a 60-140ºC.
22. Procedimiento según la reivindicación 21, en
el que la mezcla se mantiene a 70-90ºC.
23. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la dispersión presenta una
transmitancia a 700 nm del 80,0% o superior.
24. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 4,
en el que la etapa de homogeneización se lleva a cabo mediante la
utilización de un homogeneizador de alta presión, un molino coloidal
o un sonicador.
25. Procedimiento según la reivindicación 24, en
el que la etapa de homogeneización se lleva a cabo mediante la
utilización de un homogeneizador de alta presión.
26. Procedimiento según la reivindicación 25, en
el que el homogeneizador de alta presión se hace funcionar a
2.000-25.000 psi (13,78-172,25
MPa).
27. Procedimiento según la reivindicación 26, en
el que el homogeneizador de alta presión se hace funcionar a
7.000-10.000 psi (48,23-68,9
MPa).
28. Bebida con esterol vegetal dispersado
preparada mediante el procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4.
29. Bebida con esterol vegetal dispersado según
la reivindicación 28, en la que la bebida se basa en agua, una
bebida de zumo, una bebida carbonatada, leche, leche de soja, una
bebida preparada a partir de cereales, otras bebidas populares o
una bebida alcohólica.
30. Aditivo adecuado para su utilización en
bebidas, caracterizado porque se prepara fundiendo
térmicamente una mezcla de esterol vegetal y por lo menos un
emulsionante a 60-200ºC y que forma partículas,
presentando el 95,0% o más de las partículas un tamaño de 300 nm o
inferior, cuando se está dispersando en bebidas acuosas con
agitación a una velocidad de 5.000 a 10.000 rpm, seleccionándose
dicho emulsionante de entre el grupo constituido por ésteres de
ácido graso de sacarosa, ésteres de ácido graso de sorbitano y
ésteres de ácido graso de poliglicerina, en el que la razón en peso
de esteroles vegetales con respecto a emulsionantes totales en la
dispersión está en el intervalo de 1:0,01-10.
31. Aditivo según la reivindicación 30,
presentando el 99% o más de las partículas un tamaño de 300
nanómetros o menor.
32. Aditivo según la reivindicación 30, en el
que el aditivo se presenta en forma de polvo.
33. Aditivo según la reivindicación 30, en el
que la mezcla se calienta a 130-140ºC.
34. Aditivo según la reivindicación 30, en el
que el esterol vegetal es por lo menos uno seleccionado de entre el
grupo constituido por sitosterol, campesterol, estigmasterol,
sitostanol y campestanol.
35. Aditivo según la reivindicación 30, en el
que el emulsionante es éster de ácido graso de sacarosa.
36. Aditivo según la reivindicación 35, en el
que el éster de ácido graso de sacarosa presenta un valor de
equilibrio hidrófilo-lipófilo de 7 o más.
37. Aditivo según la reivindicación 36, en el
que el éster de ácido graso de sacarosa presenta un valor de
equilibrio hidrófilo-lipófilo de 10 a 16.
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