ES2328437A1

ES2328437A1 - Procedimiento para la obtencion de extractos vegetales enriquecidos en diosmetina y sus derivados glucosilados.

Info

Publication number: ES2328437A1
Application number: ES200702980A
Authority: ES
Inventors: Francisco R Marin Martin; Elena Ibañez Ezequiel; Guillermo J Roglero Rada; Alejandro Cifuentes Gallego; Fco. Jose Señorans Rodriguez; Irene Rodriguez Meizoso; Jose Antonio Mendiola Leon
Original assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC; Universidad Autonoma de Madrid
Current assignee: Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC; Universidad Autonoma de Madrid
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2007-11-08
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2027-11-08
Also published as: ES2328437B1

Abstract

Procedimiento para la obtención de extractos vegetales enriquecidos en diosmetina y sus derivados glucosilados. La invención define un procedimiento para obtener extractos vegetales enriquecidos en diosmetina y derivados glucosilados de la misma que comprende las etapas de: (a) seleccionar plantas altamente productivas en diosmetina y sus derivados glucosilados; (b) secar y moler una o más de las partes aéreas de dichas plantas para obtener una materia seca molida; (c) extraer la materia seca y molida de la etapa (b) con agua presurizada y sobrecalentada; (d) filtrar la suspensión acuosa obtenida en (c); y (e) secar el filtrado obtenido en la etapa (d). Dicho procedimiento permite un mayor rendimiento de extracción evitando la presencia de impurezas o residuos de los reactivos utilizados o de posibles reacciones secundarias. La invención se refiere también a los extractos vegetales así obtenidos y a productos alimenticios enriquecidos que los incorporan.

Description

Procedimiento para la obtención de extractos vegetales enriquecidos en diosmetina y sus derivados glucosilados.

Campo de la invención

La invención se refiere al campo de los productos enriquecidos con ingredientes bioactivos naturales. En particular, se refiere a un procedimiento para obtener extractos vegetales enriquecidos en componentes flavónicos. Más en particular, se refiere a la obtención de extractos ricos en la flavona diosmetina y/o alguno de los derivados glucosilados de la misma tal como el rutinosido diosmina, con propiedades venotónicas y antiedematosas y, por tanto, con importantes aplicaciones en la industria farmacéutica por su uso en preparados como el Daflon 500 mg y en la industria alimentaria como ingrediente funcional; o el neohesperidosido neodiosmina, con similares propiedades farmacológicas y la de inhibir la percepción del sabor amargo. Dicho procedimiento se basa en la extracción de plantas aromáticas con agua presurizada y sobrecalentada, empleándose los extractos enriquecidos así obtenidos como suplementos alimenticios o bien en preparados fitoterápicos con aplicación en medicina natural.

Antecedentes de la invención

Como es bien conocido en el estado de la técnica, los flavonoides son compuestos fenólicos procedentes del metabolismo secundario de las plantas y de gran interés industrial. Dentro de este grupo, se incluyen las flavonas y entre ellas la flavona diosmetina y sus derivados glucosilados diosmina y neodiosmina. La flavona diosmina presenta importantes aplicaciones farmacológicas por su efecto sobre la mejora de la resistencia vascular [(1) Tsouderos Y. (1991) Venous tone: Are the phlebotonic properties predictive of a therapeutic benefit? A comprehensive view of our experience with Daflon 500 mg. Z. Kardfiol. 80:95-101]; desórdenes inflamatorios [(2) Jean, T., Bodinier, M.C. (1994). Mediators involved in inflammation: effects of Daflon 500 mg on their release. Angiology, 45:554-559]; como agente antihemorroidal [(3) Godeberg, P. (1994). Daflon 500 mg in the treatment of hemorroidal disease: a demonstrated efficacy in comparison with placebo. Angiology, 45:574-578; y (4) Meyer, O.C. (1994). Safety and security of Daflon 500 mg in venous insufficiency and in hemorroidal disease. Angiology, 45:579-584]; como antioxidante [(5) Villa, P., Cova, D., De Francesco, L., Guaitani, A., Palladini, G., Perego, R. (1992). Protective effect of diosmetin on in vitro cell membrane damage and oxidative stress in cultured rat hepatocytes. Toxicology, 73: 179-189]; con efecto antiperoxidación de lípidos [(6) Dumon, M.F., Freneix Clerc, M., Carboneau, M.A., Thomas, M.J., Perromat, A., Clero, M. (1994). Demonstration of the antilipid peroxidation effect of 3',5,7-trihydroxy-4'-methoxyflavones rutinoside: in vitro study. Annal. Biol. Clin. Paris 52:265-270]; como protector frente a radicales libres (2); e inhibidor de la síntesis de tromboxanos y prostaglandinas [(7) Labrid, C. (1994). Pharmacological properties of Daflon 500 mg. Angiology, 45:524-530]. Además de estas propiedades fisiológicas, determinados isómeros de la diosmina, como el neohesperidosido neodiosmina, presentan interesantes propiedades como modificadores del sabor. Así, esta flavona permite aumentar el umbral de percepción del sabor amargo entre 3 y 5 veces [(8) Guadani, D.G., Maier, V.P., Turnbaugh, J.G. (1976). Effect of neodiosmin on threshold and bitterness of limonin in water and orange juice. J. Food Sci., 41: 681-684]. Por otro lado, la forma aglicón de los anteriores heterósidos diosmina y neodiosmina, la flavona diosmetina, está considerada como la forma primaria de circulación en humanos y por lo tanto la forma farmacológicamente activa [(9) Cova, D., De Angelis, L., Giavarini, F., Palladini, G., Perego, R. (1992). Pharmacokinetics and metabolisms of oral diosmin in healthy volunteers. Int. J. Clin. Pharm. Theor. Toxicol., 30:29-35].

En la actualidad se conocen numerosas especies productoras de alguna de las formas de la flavona diosmina, así como los tejidos productores y el efecto de la fenología sobre los niveles tisulares de estos compuestos [(10) Kanes, K., Tiserat, B.T., Berhow, M., Vandercook, C. (1993), Phenolic composition of various tissues of rutaceae species. Phytochemistry, 32: 967-974; (11) Marín, F.R., Ortuño, A., Benavente-García, O., Del Río, J.A. (1998), Distribution of flavone diosmin in Hyssopus officinalis plants; changes during growth. Planta Medica, 64:181-182; y (12) Marín, F.R., Del Río, F.R. (2001), Selection of hybrids and edible Citrus species with a high content in the diosmin functional compound. Modulating effect of plant growth regulators on contents. J. Agric. Food Chem., 49:3356-3362]. El desconocimiento de fuentes naturales productoras de diosmina, hasta fechas muy recientes, ha llevado al desarrollo de métodos para su obtención vía química [(13) Lorette, N.B., Gage, T.B., Wender, S.H. (1951), The use of n-bromosuccinimide and pyridinium bromide perbromide in the conversion of flavanones into flavones. J. Org. Chem. 16, 930-933 y (14) Esprimont, E., Herve, R. (2000), Method for industrial production of diosmin from hesperidin by reaction with iodine and pyridine. WO0011009].

Más recientemente se han desarrollado métodos de extracción mediante disolventes orgánicos a partir de fuentes vegetales altamente productoras de diosmina [(14) Del Río, J.A., Ortuño, A., Marín, F.R., Fuster, M.D. (2000), Nuevo procedimiento para la obtención de diosmina a partir de materia prima vegetal. ES2165299A1], no siendo posible, hasta el momento, el uso de agua dado que estos productos son insolubles en ella [(15) Merck Index (2001). Thirteenth Edition. Merck Research Laboratories. Whitehose Station, New Jersey. USA]. Todos estos procedimientos requieren numerosas etapas para la síntesis y purificación final del compuesto, con el inconveniente adicional de los restos de disolventes orgánicos que pueden acompañar al producto activo finalmente obtenido.

Continúa existiendo en el estado de la técnica, por tanto, la necesidad de un procedimiento que permita obtener extractos enriquecidos en diosmetina y sus derivados glucosilados que supere los inconvenientes de los procedimientos del estado de la técnica.

Sorprendentemente, los presentes inventores han descubierto que el uso de agua sometida a altas presiones y temperaturas como disolvente de extracción permite obtener extractos vegetales con altos contenidos de diosmetina y sus derivados glucosilados a partir de plantas altamente productivas en alguna de estas flavonas, de modo que el principio activo no resulta contaminado por disolventes orgánicos, y por tanto sin efectos secundarios para su uso en alimentación o farmacia.

El agua en condiciones físicas cercanas a su punto crítico (374ºC, 22,1 MPa) varía su comportamiento químico como disolvente, pasando de comportarse como un disolvente altamente polar a comportarse como un disolvente orgánico moderado o fuerte. Así, se menciona como uno de los posibles extractantes que se podrían emplear en procesos de extracción supercrítica (SFE) [(16) Reglero, G., Señorans, F.J., Ibáñez, E. (2005). Supercritical fluid extraction: an alternative for the isolation of natural food preservatives. En: Novel food processing technologies. Barbosa-Cánovas, G.; Tapia, M.S., Cano, M.P., Eds. CRC Press. Boca Ratón. Florida. USA. Pp. 539-554]. También se menciona el uso de agua subcrítica, entre muchas otras aplicaciones diversas relativas a suelos, explosivos, contaminantes, plásticos, etc., para extraer los compuestos responsables de la fragancia y aroma del romero tales como monoterpenos, cineol, borneol, etc. (Hawthorne et al. US 6,352,844), compuestos que no son solubles en agua pero sí en alcohol y, parcialmente, en soluciones hidroalcohólicas. Igualmente, se ha descrito el uso de agua subcrítica para obtener compuestos fitoquímicos tales como lignanos y otros compuestos fenólicos sencillos, saponinas, antocianinas, etc., que son en mayor o menor medida solubles en agua (Mazza et al. US 2007/0014912).

Sin embargo, tanto la diosmetina como sus derivados glucosilados son compuestos prácticamente insolubles en agua y en alcoholes, por lo que no cabría esperar su extracción ni siquiera en condiciones subcríticas. El sobrecalentamiento y presurización del agua conllevan una reducción de la constante dieléctrica (\varepsilon) de esta, haciendo que tome valores que van desde aproximadamente 80 en condiciones ambientales hasta cercanos a 10 alrededor del punto crítico. Estas variaciones del comportamiento de la constante dieléctrica (\varepsilon) del agua permitirían predecir comportamientos del agua subcrítica como disolvente, que abarcarían desde los esperados (condiciones ambientales, \varepsilon=80) hasta otros similares a alcoholes como el metanol (T=210ºC, \varepsilon=33), pasando por los equivalentes a mezclas binarias hidroalcohólicas. Sin embargo, la diosmetina, y sus derivados glucosilados, son prácticamente insolubles en agua y en alcoholes [(15), Merck Index (2001), supra], por lo que no cabría esperar, conforme al estado de la técnica actual, que fuesen solubilizados y extraídos con agua subcrítica.

Por tanto, el procedimiento de la presente invención permite obtener extractos vegetales enriquecidos en diosmetina, diosmina y/o neodiosmina a partir de plantas altamente productivas en alguna de estas flavonas, con la consiguiente ventaja de un mayor rendimiento en el proceso de obtención del extracto enriquecido y sin los inconvenientes de los procesos de quimiosíntesis o de extracción con disolventes orgánicos, como son la presencia de impurezas o residuos de los reactivos utilizados o de posibles reacciones secundarias.

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Objeto de la invención

La presente invención, por tanto, tiene por objeto proporcionar un procedimiento para obtener un extracto vegetal enriquecido en diosmetina y sus derivados glucosilados.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar el extracto vegetal enriquecido en diosmetina y sus derivados glucosilados obtenido por dicho procedimiento.

Finalmente, otro objeto de la presente invención es proporcionar un producto alimenticio enriquecido con dicho extracto vegetal.

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Descripción detallada de la invención

La presente invención proporciona un procedimiento para obtener un extracto vegetal enriquecido en diosmetina y sus derivados glucosilados que comprende las etapas de:

(a): seleccionar plantas altamente productivas en diosmetina y sus derivados glucosilados;

(b): secar y moler una o más de las partes aéreas de dichas plantas para obtener una materia seca molida;

(c): extraer la materia seca y molida de la etapa (b) con agua presurizada y sobrecalentada;

(d): filtrar la suspensión acuosa obtenida en (c); y

(e): secar el filtrado obtenido en la etapa (d)

En el contexto de la invención el término "diosmetina y sus derivados glucosilados" se refiere a la flavona diosmetina y a derivados de la misma que, manteniendo el núcleo fenólico de la diosmetina, tienen unidos mediante enlaces covalentes diferentes tipos de azúcares en clase (glucosa y ramnosa, por ejemplo) y número (monoglucósidos, diglucósidos, triglucósidos, etc.)

Así, la diosmetina es exactamente la 3',5,7-trihidroxi, 4'-metoxiflavona de fórmula:

1

La diosmina es exactamente la 3',5,7-trihidroxi, 4'-metoxiflavona 7-rutinosido de fórmula:

2

La neodiosmina es exactamente la 3',5,7-trihidroxi, 4'-metoxiflavona 7-neohesperidosido de fórmula:

3

Asimismo el término "plantas altamente productivas en diosmetina y sus derivados glucosilados" se refiere a plantas con órganos vegetales en los que los procesos de biosíntesis de estas flavonas resultan ser máximos, de modo que el contenido de diosmetina y derivados glucosilados de las mismas sea mayor de un 1-2% en peso seco.

Así, en una realización particular del procedimiento de la invención, las plantas altamente productivas en diosmetina y sus derivados glucosilados son plantas de la familia Lamiaceae, o plantas labiadas. En una realización preferida, dichas plantas se seleccionan entre Mentha pulegium, Hissopus officinalis y Mentha sativa.

Para llevar a cabo el procedimiento de la invención se toma la parte de la planta que se adecua para los fines pretendidos, en este caso una o más de las partes aéreas de las plantas seleccionadas, tal como las hojas y las sumidades florales.

Dichas partes se secan en un dispositivo apropiado para tal fin que ha de contar con un sistema de ventilación de aire, procediendo tras el secado a la trituración o molienda de las mismas para obtener una materia vegetal seca y molida.

El secado de la parte de la planta a utilizar suele llevarse a cabo en una estufa o en un secadero con corriente de aire forzado a una temperatura comprendida entre 55ºC y 65ºC, preferentemente a 60ºC. La duración del secado es variable dependiendo de la cantidad de materia prima a secar y del estado de humedad en que se encuentre la misma, pudiendo variar entre unas cuantas horas y varios días. Un periodo de secado habitual puede ser de aproximadamente 1 día.

La materia seca se tritura en un molino hasta un tamaño de partícula entre 500 y 1000 \mum. Este producto así secado y molido constituye la materia prima vegetal que se somete al proceso de extracción con el agua presurizada y sobrecalentada.

Para ello, el material vegetal convenientemente secado y molido, se coloca en un vaso de extracción adecuado que se procede a llenarlo de agua a la que, opcionalmente, se le habrá retirado el oxígeno disuelto mediante cualquiera de los procedimientos disponibles.

Así, en una realización particular del procedimiento de la invención, en la etapa (c) la materia seca y molida se mezcla con el agua antes de presurizarla y sobrecalentarla en una proporción de 1:3 hasta 1:100 g/ml.

En otra realización particular del procedimiento de la invención, en la etapa (c) el agua se purga de oxígeno antes de presurizarla y sobrecalentarla.

Seguidamente, la materia vegetal seca y molida se somete a una extracción con agua presurizada y sobrecalentada hasta alcanzar condiciones cercanas a las de su punto crítico, durante el tiempo adecuado. Así pues, una vez lleno el vaso de extracción, se procede a precalentar el vaso hasta alcanzar la temperatura y la presión de extracción.

Así, en una realización particular del procedimiento de la invención, en la etapa (c) el agua se presuriza a una presión de 80-218 atm. En una realización preferida, el agua se presuriza a una presión de 100-200 atm.

En otra realización particular del procedimiento de la invención, en la etapa (c) el agua se sobrecalienta a una temperatura de 25-374ºC. En una realización preferida, el agua se sobrecalienta a una temperatura de 100-250ºC.

El proceso puede realizarse mediante diferentes ciclos extractivos. Así, en una realización particular del procedimiento de la invención, en la etapa (c) la extracción se realiza en 1-8 ciclos cuya duración es de 5-100 min. En una realización preferida, la extracción se realiza en 1-4 ciclos con una duración entre 10 y 60 min cada uno de ellos.

Una vez transcurrido ese tiempo se recoge el extracto acuoso, se filtra y se deja enfriar. Tras la filtración se obtiene una suspensión acuosa o filtrado en el que la diosmetina y sus derivados glucosilados pierden progresivamente su solubilidad como consecuencia de la variación del comportamiento como disolvente del agua con la variación de las condiciones físicas. Por ello, es necesario realizar de manera inmediata la separación del sólido y de la suspensión acuosa.

Una vez obtenido el extracto acuoso se procede a su secado a fin de eliminar el agua mediante cualquiera de las técnicas disponibles, obteniéndose finalmente un extracto seco con un alto contenido en diosmetina y sus derivados glucosilados.

En otro aspecto de la invención, se proporciona un extracto vegetal enriquecido en diosmetina y sus derivados glucosilados obtenible por el procedimiento descrito previamente, que comprende un 1-90% en peso seco de diosmetina y sus derivados glucosilados. En una realización particular, dicho extracto comprende un 5-50% en peso seco de diosmetina y sus derivados glucosilados.

Los extractos vegetales obtenidos mediante el presente procedimiento tienen la ventaja de poder ser utilizados directamente en la formulación de distintos tipos de productos alimenticios o farmacéuticos sin aportar ningún tipo de disolvente químico al alimento.

Así, en otro aspecto de la invención, se proporciona un producto alimenticio enriquecido con el extracto vegetal definido previamente y que comprende un 0,01-5% en peso de diosmetina y sus derivados glucosilados.

En el contexto de la presente solicitud, el término "producto alimenticio enriquecido" se refiere a un producto de uso alimentario a cuya composición se han añadido sustancias que de modo natural no contiene o que, de contenerlos de manera natural, estén en porcentajes muy bajos tal como corresponde a los niveles medidos en la naturaleza [(10) Kanes et al. 1993; (11) Marin et al. 1998; y (12) Marin et al. 2001, supra].

En una realización particular de dicha invención el producto alimenticio enriquecido es un producto lácteo, un producto cárnico o un producto de panadería y repostería, por ejemplo. En una realización preferida, dicho producto alimenticio enriquecido es un producto lácteo fermentado tal como yogur; un producto cárnico cocido tal como mortadela, o un producto de panadería tal como pan.

La presente invención se ilustra adicionalmente mediante los siguientes ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance.

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Ejemplo 1

Obtención de un extracto vegetal enriquecido en diosmetina y diosmina a partir de hojas y sumidades florales de hisopo

Se recolectaron aproximadamente 100 g de hojas y sumidades florales de hisopo (Hissopus officinalis) con un contenido de aproximadamente un 3% en peso en las flavonas diosmina, neodiosmina y diosmetina, y se secaron en estufa de aire forzado a 60ºC durante 24 horas, moliéndose posteriormente en un molinillo.

El material seco y triturado se colocó en un vaso de extracción. A dicho vaso se le añadieron 300 ml de agua Mili Q, previamente purgada con N_{2} a un flujo de 1 ml/min durante 60 min. Las condiciones de extracción se llevaron a 200ºC de temperatura y 105 atm de presión. El proceso se llevó a cabo realizando tres ciclos de extracción de 15 min cada uno de ellos. Tras esto se procedió a despresurizar el vaso e, inmediatamente, se filtró la suspensión acuosa a la que se le eliminó el agua mediante liofilización. El extracto seco final tenía un contenido en las flavonas diosmina y diosmetina de aproximadamente el 15% en peso.

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Ejemplo 2

Obtención de un extracto vegetal enriquecido en diosmetina y diosmina a partir de hojas y sumidades florales de poleo

Se efectuó el procedimiento descrito en el ejemplo 1 a partir de hojas y sumidades florales de poleo (Mentha pulegium), de modo que se obtuvo un extracto seco de poleo con un contenido final en las flavonas diosmina y diosmetina de aproximadamente el 31% en peso.

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Ejemplo 3

Preparación de productos alimenticios enriquecidos con el extracto obtenido en el ejemplo 2

El extracto de poleo seco obtenido en el ejemplo 2 se añadió como un componente más de la fórmula en la preparación de los siguientes alimentos: yogur, mortadela y pan.

Los alimentos se formularon conforme al procedimiento tradicional descrito en cualquier libro de texto de elaboración de alimentos (porcentajes expresados en peso): yogur (aproximadamente un 85% de leche entera de vaca, 10% de yogur natural y 4% de leche en polvo desnatada), mortadela (aproximadamente un 33% de magro, 32% de hielo, 28% de panceta, 2,7% de diversos aditivos, y 1,4% de fécula), y pan (aproximadamente un 55% de harina, 33% de agua, 1% de sal, y 1% de levadura), siendo la proporción del extracto vegetal añadido del 0,7, 0,6 y 0,8% respectivamente, del peso total de los alimentos antes mencionados.

El extracto vegetal enriquecido se añadió durante la operación de mezclado en el yogur y mortadela, y previamente a la elaboración de la masa panaria, en la harina, para la elaboración del pan. Las temperaturas máximas de procesado fueron de 40ºC, 71ºC y 210ºC, respectivamente.

En los alimentos así fabricados se detectó, mediante análisis por HPLC (Cromatografía líquida de alta resolución), un contenido final en las flavonas diosmina y diosmetina del 0,04% en peso, el 0,05% en peso y el 0,09% en peso, respectivamente.

Claims

1. Procedimiento para obtener un extracto vegetal enriquecido en diosmetina y sus derivados glucosilados, caracterizado porque comprende las etapas de:

(d): filtrar la suspensión acuosa obtenida en (c); y

(e): secar el filtrado obtenido en la etapa (d).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las plantas altamente productivas en diosmetina y sus derivados glucosilados son plantas de la familia Lamiaceae.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque las plantas se seleccionan entre Mentha pulegium, Hissopus officinalis y Mentha sativa.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (c) la materia seca y molida se mezcla con el agua antes de presurizarla y sobrecalentarla en una proporción de 1:3 hasta 1:100 g/ml.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (c) el agua se purga de oxigeno antes de presurizarla y sobrecalentarla.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (c) el agua se presuriza a una presión de 80-218 atm.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque en la etapa (c) el agua se presuriza a una presión de 100-200 atm.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (c) el agua se sobrecalienta a una temperatura de 25-374ºC.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque en la etapa (c) el agua se sobrecalienta a una temperatura de 100-250ºC.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en la etapa (c) la extracción se realiza en 1-8 ciclos de duración comprendida entre 5 y 100 min.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque en la etapa (c) la extracción se realiza en 1-4 ciclos de duración comprendida entre 10 y 60 min.

12. Extracto vegetal enriquecido en diosmetina y sus derivados glucosilados obtenible por el procedimiento de las reivindicaciones 1-11, caracterizado porque comprende un 1-90% en peso seco de diosmetina y sus derivados glucosilados.

13. Extracto vegetal según la reivindicación 12, caracterizado porque comprende un 5-50% en peso seco de diosmetina y sus derivados glucosilados.

14. Producto alimenticio enriquecido con el extracto vegetal definido en las reivindicaciones 12-13, caracterizado porque comprende un 0,01-5% en peso de diosmetina y sus derivados glucosilados.