EMULSION ACEITE-EN-AGUA Y SU USO PARA ADMINISTRAR UNA FUNCIONALIDAD.

Emulsión aceite-en-agua donde las gotitas de aceite de un diámetro comprendido entre 5 nm y unos cientos de micrómetros presentan una estructuración nanométrica autoensamblada con dominios hidrófilos líquidos que tienen un diámetro entre 0,

5 y 200 nm, debido a la presencia de un aditivo lipófilo, y la emulsión aceite-en-agua lleva un elemento activo presente en el intervalo comprendido entre 0,00001 y 79% respecto a la composición total y comprende (i) un aceite escogido del grupo constituido por aceites minerales, hidrocarburos, aceites vegetales, ceras, alcoholes, ácidos grasos, mono-, di-o triacilgliceroles, aceites esenciales, aceites aromatizantes, vitaminas lipófilas, ésteres, nutracéuticos, terpinas, terpenos y mezclas de los mismos, (ii) un aditivo lipófilo (LPA) o mezclas de aditivos lipófilos e hidrófilos con un valor HLB (balance hidrófilo-lipófilo) resultante menor de aproximadamente 10, (iii) dominios hidrófilos en forma de gotitas o canales, incluyendo un líquido acuoso o polar no acuoso, tal como un poliol, y una fase continua acuosa que lleva un emulsionante hidrófilo, con la condición de que no sean composiciones que lleven como elemento activo: - 2% e.p. de R+ limoneno, 2,6% de monolinoleato de glicerol y 0,4% e.p. de Pluronic F127 - 10% e.p. de maltodextrina, 2% e.p. de acetato de D-alfatocoferilo, 2,5% e.p. de Dimodan U, 0,5 % e.p. de ácido ascórbico y 0,375% e.p. de Pluronic F127 -0,51% e.p. de aceite de soja, 2,49% e.p. de Dimodan U, 0,01% e.p. de L-leucina y 0,2% e.p. de Tween 80 -0,02% e.p. de aceite de soja, 2,98% e.p. de Dimodan U y 0,02% e.p. de xilosa y 0,2% e.p. de Tween 80 -0,51% e.p. de aceite de soja, 2,49% e.p. de Dimodan U, 0,03% e.p. de Lyc-O-Mato y 0,2% e.p. de Tween 80 -1,1% e.p. de aceite de soja, 0,3% e.p. de fitosterol libre, 1,7% e.p. de Dimodan U y 0,2% e.p. de Tween 80 y una composición que contiene 0,5-4% e.p. de aceite de soja con 0,5-4% e.p. de LPA (Dimodan U/J, Danisco, Dinamarca), 95% de agua que lleva 0,375% del emulsionante (Pluronic F127), con una cantidad total de moléculas lipófilas (aceite + LPA) del 4,625% e.p

ÁMBITO DE LA PRESENTE INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una emulsión aceiteen-agua en que las gotitas de aceite dispersadas muestran una estructura autoensamblada que se usa para solubilizar o para dispersar elementos activos, tales como nutrientes, fármacos, aromas o sustancias químicas, con el fin de administrar una funcionalidad nueva o mejorada.

ANTECEDENTES DE LA PRESENTE INVENCIÓN

Emulsiones en la industria

Las emulsiones son sistemas coloidales comunes en muchos productos industriales, como alimentos, cosméticos, preparados farmacéuticos o agroquímicos. A menudo se usan para administrar moléculas funcionales o para ofrecer una determinada textura o placer al consumidor. Las emulsiones aceite-en-agua están formadas por gotitas de aceite dispersadas en una fase acuosa continua. Las gotitas de aceite dispersas están estabilizadas por moléculas hidrófilas superficialmente activas que forman una capa alrededor de las gotitas de aceite. Para dispersar la fase aceite en la fase acuosa continua se usan homogeinizadores que permiten obtener las gotitas de aceite en varios rangos de tamaño (con un radio de unos 100 nm hasta varios cientos de micras). La formación de la capa alrededor de las gotitas de aceite durante la etapa de homogeinización las estabiliza cinéticamente contra la coalescencia, flocula

ción o coagulación. Los materiales superficialmente activos usados en los productos basados en emulsiones aceite-en-agua pueden ser tensioactivos hidrófilos de bajo peso molecular, como polisorbatos, lecitinas de soja, etc.; polímeros tales como proteínas, p.ej. gelatina o proteínas de leche, de soja; polisacáridos como las gomas arábiga o xantana, o materiales particulados tales como partículas de sílice, o mezclas de los mismos.

Los productos basados en emulsiones aceite-en-agua están generalmente presentes en alimentación, cosmética, farmacia o agroquímica. Como productos alimenticios destacados a base de emulsiones aceite-en-agua cabe citar por ejemplo la leche, la mayonesa, los aliños para ensaladas o las salsas. Como productos basados en emulsiones aceite-en-agua importantes en la industria cosmética o farmacéutica cabe mencionar lociones, cremas, leches, píldoras, tabletas, etc. En estos productos las gotitas de aceite suelen ser, por ejemplo, de triglicéridos, diglicéridos, ceras, ésteres de ácidos grasos, ácidos grasos, alcoholes, aceites minerales, hidrocarburos u otras sustancias oleosas.

Las emulsiones se usan como material de partida, intermedio o producto final, o como aditivo a un producto final.

Emulsiones para administrar elementos activos

Una de las aplicaciones industriales de las emulsiones es la administración de compuestos activos tales como aromas, vitaminas, antioxidantes, nutracéuticos, productos fitoquímicos, fármacos, agentes químicos, etc. La administración de

los componentes activos requiere el uso de un vehículo apro

piado para llevar una cantidad efectiva del componente activo al sitio de acción deseado. Las emulsiones aceite-en-agua son sistemas de administración comúnmente usados, porque se aprovecha la mayor solubilidad en aceite de los compuestos lipófilos activos. En la patente EP 1116515, como ejemplo del uso de emulsiones para controlar el comportamiento del aroma, un ingrediente activo hidrófobo, tal como un componente aromatizante, se introduce mediante una extrusora en una matriz en forma de emulsión aceite-en-agua, para incrementar durante la elaboración posterior del producto la estabilidad del ingrediente activo incorporado. En la patente WO 00/59475, como ejemplo de emulsión farmacéutica aceite-en-agua, se describe una composición y un método para mejorar la administración de agentes terapéuticos hidrófobos ionizables que se mezclan con un agente ionizante, un tensioactivo y un triglicérido para formar una emulsión aceite-en-agua. La patente WO 99/ 63841, como ejemplo del uso de emulsiones en el sector de la alimentación, describe composiciones con fitoesterol que tienen una mayor solubilidad y dispersabilidad en una fase acuosa debido a la formación de una emulsión o de una microemulsión.

La disolución de elementos activos tales como fitosteroles, licopeno o fármacos insolubles en agua en las gotitas de aceite de emulsiones o dispersiones o/w no solo puede facilitar la dispersabilidad, es decir, la incorporación homogénea de los elementos activos al producto; también se puede usar para incrementar su accesibilidad o disponibilidad biológica. En ensayos clínicos y veterinarios se ha demostrado que la

máxima eficiencia y biodisponibilidad de elementos activos

tales como fármacos y nutrientes se logra generalmente cuando los elementos activos están solubilizados o disueltos, por ejemplo en micelas, y no se hallan en forma de grandes cristales (Ostlund, E. O., C. A. Spilbourg y otros (1999), “El sitostanol administrado en micelas de lecitina reduce potencialmente la absorción del colesterol en humanos”, American Journal of Clinical Nutrition 70: 826-31; M. Kinoshita, K. Baba, y otros (2002), “Mejora de la solubilidad y de la biodisponibilidad oral de un fármaco poco soluble en agua, TAS301, mediante su adsorción en estado fundido por un silicato cálcico poroso”, Journal of Pharmaceutical Sciences 91(2): 362-370). Es más probable que los cristales pequeños o micronizados ofrezcan mayor biodisponibilidad que los cristales grandes, porque aquellos se disuelven más rápidamente durante la digestión.

Si las gotitas de aceite de las emulsiones aceite-enagua son ultrapequeñas, p.ej. del orden de varios nanómetros hasta unos 200 nm de diámetro, la emulsión se denomina microemulsión aceite-en-agua (Evans, D.F.; Wennerström, H. (Eds.); “The Colloidal Domain”, Wiley-VCH, Nueva York, (1999)). Estas emulsiones son transparentes y termodinámicamente estables y por tanto, para el especialista, diferentes de las emulsiones corrientes, que son termodinámicamente inestables y generalmente turbias.

DESCRIPCIÓN DE LA PRESENTE INVENCIÓN

Según el estado técnico las gotitas de aceite dispersas en emulsiones aceite-en-agua se utilizan como vehículo de las

moléculas lipófilas que llevan disueltas. El inconveniente de

este tipo de emulsiones como sistema vehicular es que no son capaces de alojar moléculas hidrófilas o anfifílicas cristalinas (es decir, presentes en forma cristalina), solas o combinadas con compuestos lipófilos, debido a la falta de solubilidad en la fase aceite. Es especialmente difícil la administración de compuestos cristalinos o anfifílicos o hidrótropos, porque tienden a perturbar la función estabilizadora de los emulsionantes hidrófilos y por tanto pueden desestabilizar la emulsión.

La presente invención se basa en el hallazgo, dentro de gotitas de aceite normales, de nuevas estructuras autoensambladas de tamaño nanométrico que pueden acumular moléculas lipófilas, anfifílicas e hidrófilas. Las estructuras están formadas por la adición de un aditivo lipófilo (llamado LPA) a las gotitas de aceite. Tales estructuras pueden solubilizar no solo componentes lipófilos, sino también, al mismo tiempo, componentes hidrófilos y/o anfifílicos o hidrótropos o cristalinos. Las estructuras nanométricas autoensambladas dentro de las gotitas de aceite constan principalmente de dominios hidrófilos nanométricos y termodinámicamente estables, es decir, gotitas, barras o canales de agua. Los dominios nanométricos, que se forman espontáneamente (inducidos termodinámicamente) en el interior de las gotitas de aceite de la emulsión, son estabilizados por el LPA. La parte hidrófila de la molécula de LPA forma parte de la estructura del dominio hidrófilo. Los dominios hidrófilos tienen un diámetro de 0,5 a 200 nm. Preferiblemente el dominio hidrófilo tiene un diá

metro entre 0,5 y 150 nm. Con mayor preferencia el dominio

hidrófilo tiene un diámetro entre 0,5 y 100 nm, y sobre todo entre 0,5 y 50 nm.

Tal como se usa aquí el “dominio hidrófilo” está formado por los dominios de agua y el área de los grupos de cabeza de las moléculas de LPA. Por su tamaño ultrapequeño los dominios hidrófilos también ofrecen una gran área superficial, que es un lugar idóneo para la solubilización de diversos elementos activos.

La presente invención se refiere a la administración de elementos activos lipófilos y/o cristalinos y/o anfifílicos que...

1. Emulsión aceite-en-agua donde las gotitas de aceite de un diámetro comprendido entre 5 nm y unos cientos de micrómetros presentan una estructuración nanométrica autoensamblada con dominios hidrófilos líquidos que tienen un diámetro entre 0,5 y 200 nm, debido a la presencia de un aditivo lipófilo, y la emulsión aceite-en-agua lleva un elemento activo presente en el intervalo comprendido entre 0,00001 y 79% respecto a la composición total y comprende

(i) un aceite escogido del grupo constituido por aceites minerales, hidrocarburos, aceites vegetales, ceras, alcoholes, ácidos grasos, mono-, di-o triacilgliceroles, aceites esenciales, aceites aromatizantes, vitaminas lipófilas, ésteres, nutracéuticos, terpinas, terpenos y mezclas de los mismos,

(ii) un aditivo lipófilo (LPA) o mezclas de aditivos lipófilos e hidrófilos con un valor HLB (balance hidrófilo-lipófilo) resultante menor de aproximadamente 10,

(iii) dominios hidrófilos en forma de gotitas o canales, incluyendo un líquido acuoso o polar no acuoso, tal como un poliol, y una fase continua acuosa que lleva un emulsionante hidrófilo,

con la condición de que no sean composiciones que lleven como elemento activo:

tocoferilo, 2,5% e.p. de Dimodan U, 0,5 % e.p. de ácido

ascórbico y 0,375% e.p. de Pluronic F127 -0,51% e.p. de aceite de soja, 2,49% e.p. de Dimodan U, 0,01% e.p. de L-leucina y 0,2% e.p. de Tween 80 -0,02% e.p. de aceite de soja, 2,98% e.p. de Dimodan U y 0,02% e.p. de xilosa y 0,2% e.p. de Tween 80 -0,51% e.p. de aceite de soja, 2,49% e.p. de Dimodan U, 0,03% e.p. de Lyc-O-Mato y 0,2% e.p. de Tween 80 -1,1% e.p. de aceite de soja, 0,3% e.p. de fitosterol

libre, 1,7% e.p. de Dimodan U y 0,2% e.p. de Tween 80 y una composición que contiene 0,5-4% e.p. de aceite de soja con 0,5-4% e.p. de LPA (Dimodan U/J, Danisco, Dinamarca), 95% de agua que lleva 0,375% del emulsionante (Pluronic F127), con una cantidad total de moléculas lipófilas (aceite + LPA) del 4,625% e.p.

2. Emulsión aceite-en-agua según la reivindicación 1, que contiene entre 0,00001 y 50% del elemento activo respecto a la composición total y una fase continua acuosa que lleva un emulsionante hidrófilo.

3. Emulsión aceite-en-agua según la reivindicación 1 o 2, cuyo elemento activo está tomado del grupo constituido por sabores, precursores de sabores, aromas, precursores de aromas, potenciadores del sabor, sales, azúcares, aminoácidos, polisacáridos, enzimas, péptidos, proteínas o hidratos de carbono, suplementos alimenticios, aditivos alimentarios, hormonas, bacterias, extractos vegetales, medicamentos, fármacos, nutrientes, productos químicos para aplicaciones agro-químicas o cosméticas, carotenoides, vitaminas, antioxidantes

o nutracéuticos, elegidos del grupo formado por luteína, és

teres de luteína, β-caroteno, tocoferol, acetato de tocoferol, tocotrienol, licopeno, Co-Q10, aceite de linaza, aceite de pescado, aceites omega-3, aceites omega-6, DHA, EPA, aceites ricos en ácido araquidónico, aceites de LCPUFA, mentol, aceite de menta, ácido lipoico, vitaminas, polifenoles y sus glicósidos, conjugados de esteres y/o sulfatos, isoflavonas, flavonoles, flavanonas y sus glicósidos, como la hesperidina, flavan 3-oles que comprenden monómeros de catequina y sus ésteres de galatos, como el galato de epigalocatequina y sus oligómeros de procianidina, vitamina C, palmitato de vitamina C, vitamina A, vitamina B12, vitamina D, ácidos grasos α-y/o γ-poliinsaturados, fitosteroles, fitosteroles esterificados, fitosteroles libres no esterificados, zeaxantina, cafeína, y una combinación de los mismos.

4. Emulsión aceite-en-agua según una de las reivindicaciones 1 a 3, en que el LPA está escogido del grupo formado por alcoholes de cadena larga, ácidos grasos, ácidos grasos pegilados, ésteres glicéridos de ácidos grasos, monoglicéridos, diglicéridos, derivados de monoglicéridos, aceites vegetales pegilados, ésteres de sorbitán, ésteres de polioxietilensorbitán, mono-o diésteres de propilenglicol, fosfolípidos, fosfátidos, cerebrósidos, gangliósidos, cefalinas, lípidos, glicolípidos, sulfátidos, ésteres y éteres de azúcares, éste-res de sacarosa, esteroles, ésteres de poliglicerol.

5. Emulsión aceite-en-agua según la reivindicación 4 en que el LPA está escogido del grupo formado por ácido mirístico, ácido oleico, ácido láurico, ácido esteárico, ácido palmíti

co, PEG 1-4 estearato, PEG 2-4 oleato, PEG-4 dilaurato, PEG-4

dioleato, PEG-4 diestearato, PEG-6 dioleato, PEG-6 diestearato, PEG-8-dioleato, PEG-3-16 aceite de ricino, PEG 5-10 aceite de ricino hidrogenado, PEG 6-20 aceite de maíz, PEG 6-20 aceite de almendras, PEG-6 aceite de oliva, PEG-6 aceite de cacahuete, PEG-6 aceite de palmiste, PEG-6 aceite de palmiste hidrogenado, PEG-4 triglicérido cáprico/caprílico, mono, di, tri, tetraésteres de aceites vegetales y sorbitol, di, tetraestearato, isoestearato, oleato, caprilato o caprato de pentaeritritilo, poligliceril-3 dioleato, estearato o isoestearato, poligliceril 4-10 pentaoleato, poligliceril 2-4 oleato, estearato o isoestearato, poligliceril 4-10 pentaoleato, poligliceril-3 dioleato, poligliceril-6 dioleato, poligliceril10 trioleato, poligliceril-3 diestearato, propilenglicol mono-o diésteres de ácidos grasos C6 a C20, monoglicéridos de ácidos grasos C6 a C20, derivados de monoglicéridos con ácido láctico, derivados de diglicéridos con ácido láctico, ésteres di-acetiltartáricos de monoglicéridos, triglicerol monoestearato colesterol, fitosterol, PEG 5-20 esterol de soja, PEG-6 sorbitán tetra, hexaesterarato, PEG-6 sorbitán tetraoleato, monolaurato de sorbitán, monopalmitato de sorbitán, mono, tri-oleato de sorbitán, mono y triestearato de sorbitán, monoisoestearato de sorbitán, sesquioleato de sorbitán, sesquiestearato de sorbitán, PEG-2-5 oleiléter, PGE 2-4 lauriléter, PEG-2 cetiléter, PEG-2 esteariléter, diestearato sacarosa, dipalmitato de sacarosa, oleato de etilo, miristato de isopropilo, palmitato de isopropilo, linoleato de etilo, linoleato de isopropilo, poloxámeros, fospolípidos, lecitinas,

cefalinas, lípidos de avena y lípidos anfifílicos lipófilos

de otras plantas; y mezclas de los mismos.

6. Emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en que el emulsionante está escogido del grupo formado por emulsionantes de bajo peso molecular con un valor HLB > 8, proteínas lácteas como las del suero de leche, aislados, concentrados, agregados de proteínas del suero, caseinatos, micelas de caseína, caseínas, lisozima, albúminas o proteínas de soja, o péptidos de aminoácidos, hidrolizados de proteínas, copolímeros en bloque, copolímeros aleatorios, tensoactivos Gemini, hidrocoloides tensoactivos tales como la goma arábiga, goma xantana, gelatina, polielectrolitos, carragenatos, carboximetilcelulosa, derivados de celulosa, goma Acacia, galactomananos, quitosanos, ácido hialurónico, pectinas, alginato de propilenglicol, almidones modificados, portulaca oleracea, tragacanto, goma gelana, biopolímeros apoproteicos tales como los conjugados o coacervados proteínapolisacárido o los híbridos proteína-polisacárido, proteína-proteína o polisacárido-polisacárido, conjugados o mezclas de polímeros y biopolímeros, complejos polielectrolito-tensoactivo, ADN, ácido nucleico, partículas micro o nanométricas, almidón y polímeros a base de almidón, amilasa, amilopectina y mezclas de los mismos.

7. Emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, secada y en forma de polvo.

8. Emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que es un producto final.

9. Emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivin

dicaciones 1 a 8, que es un material de partida, un producto

intermedio o un aditivo del producto final.

10. Emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en que la relación α = LPA/(LPA + aceite) x 100 es inferior a 84.

11. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para aumentar la solubilidad o/y dispersabilidad de elementos activos insolubles en agua o en aceite, de elementos activos cristalinos que cristalizan a la temperatura de uso o almacenamiento en la emulsión aceite-enagua corriente, debido a la formación de la estructura nano-métrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

12. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para aumentar la estabilidad y la protección contra la degradación química o la oxidación de elementos activos en la emulsión aceite-en-agua, debido a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

13. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para preparar una composición destinada a aumentar la biodisponibilidad, la bioaccessibilidad o la absorción de elementos activos durante la digestión, debido a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

14. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para preparar una composición destinada a la liberación controlada, rápida o sostenida de elementos activos durante el consumo o la digestión, debido a

la formación de la estructura nanométrica autoensamblada en

el interior de las gotitas de aceite.

15. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para preparar una composición destinada a incrementar la eficiencia de un elemento activo, la eficiencia sostenida de un elemento activo o la liberación rápida de un elemento activo, debido a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

16. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para la liberación controlada, rápida o sostenida de aromas o sabores, para crear nuevas o mejores propiedades sensoriales, gracias a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

17. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para crear un diferente sabor, textura, sensación en boca o percepción de cremosidad, gracias a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

18. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para enmascarar un sabor, un sabor desagradable, un aroma, un mal olor, o para modular un sabor o aroma, debido a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada en el interior de las gotitas de aceite.

19. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para modular el color, aumentar el oscurecimiento, controlar el rendimiento de las reacciones químicas o de la reacción de Maillard, gracias a la formación

de la estructura nanométrica autoensamblada en el interior de las gotitas de aceite.

20. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para extraer elementos activos

5 de cualquier tipo de materias primas o productos y enriquecer la emulsión aceite-en-agua, gracias a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

21. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para administrar cualquier tipo de funcionalidad basada en una combinación de las funcionalidades descritas en las reivindicaciones 12 a 21, gracias a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada dentro de las gotitas de aceite.

22. Uso de una emulsión aceite-en-agua según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para administrar cualquier tipo de funcionalidad basada en una combinación de las funcionalidades descritas en las reivindicaciones 12 a 21, obtenidas al variar la estructura interna de las gotitas de la emulsión aceite-en-agua o al variar la estructura de toda la emulsión aceite-en-agua, durante el calentamiento, enfriamiento, elaboración, masticación, consumo o digestión, o en boca, gracias a la formación de la estructura nanométrica autoensamblada en el interior de las gotitas de aceite