ENCAPSULAMIENTO DE COMPONENTES SENSIBLES MEDIANTE PRE-EMULSIONAMIENTO.

Un método para encapsular un encapsulante, que comprende mezclar un componente oleoso que comprende un encapsulante,

con un componente acuoso y un componente formador de película para formar una emulsión, someter la emulsión a homogeneización para obtener una emulsión de aceite en agua que comprende gotitas de aceite en la que las gotitas de aceite comprenden el encapsulante y tienen un diámetro menor que alrededor de 50 micrómetros, y el componente formador de película rodea a las gotitas de aceite, reducir el contenido de agua de la emulsión de forma que el componente formador de película forme una película alrededor de las gotitas de aceite y encapsule a dicho encapsulante, en el que el contenido de agua de la emulsión se reduce mezclando la emulsión con un material de matriz para formar una pasta, para encapsular de ese modo a dichas gotitas de aceite revestidas con la película dentro de dicho material de matriz, y en el que dicho material de matriz comprende un material de matriz plastificable, siendo plastificado dicho material de matriz mediante dicho componente acuoso para encapsular de ese modo a dichas gotitas de aceite revestidas con la película dentro de dicho material de matriz plastificado

Encapsulamiento de componentes sensibles mediante pre-emulsionamiento.

La presente invención se refiere a un proceso en continuo para producir partículas sólidas, discretas, estables al almacenamiento, que contienen un componente encapsulado y/o embebido tal como un componente farmacéutica, biológica o nutricionalmente activo, sensible al calor o fácilmente oxidable, tal como ácidos grasos omega-3.

Para encapsular un componente en una matriz, el material de matriz se calienta generalmente hasta una temperatura suficientemente elevada para proporcionar una masa plastificada que facilita la introducción o el revestimiento del componente. Tras enfriar, el material de matriz se endurece o solidifica y protege al agente encapsulante de la reacción prematura o indeseable. La molienda de un producto solidificado o vítreo para obtener un tamaño de partículas deseado para incorporarlo en alimentos o bebidas generalmente da como resultado la formación de trozos con formas irregulares y superficies rugosas. Los trozos con formas irregulares y las superficies agrietadas tienden a dar como resultado una liberación no uniforme del agente encapsulante, el aumento de la difusión de los agentes encapsulantes líquidos y un aumento de la penetración del oxígeno y del agua, lo que puede afectar de forma perjudicial a los agentes encapsulantes sensibles, tales como los componentes fácilmente oxidables.

Adicionalmente, el calentamiento de la matriz para plastificarla o para formar una masa fundida puede afectar de manera perjudicial o descomponer el agente encapsulante así como el material de matriz. El mezclamiento o la cizalladura elevada usados para dispersar el agente encapsulante de manera uniforme por todo el material de matriz plastificado puede asimismo afectar de manera adversa al material de matriz o al agente encapsulante. Además, el uso de temperaturas elevadas para plastificar o fundir el material de matriz puede provocar la evaporación y pérdida del agente encapsulante. La adición de líquidos al material de matriz para reducir su viscosidad y para facilitar el mezclamiento puede requerir un secado o evaporación excesivos del líquido plastificante para conseguir una composición conformable que se pueda conformar en trozos discretos, sustancialmente uniformes, con superficies lisas. Además, la eliminación del líquido plastificante puede expandir de manera adversa el producto, reducir su densidad y hacer que el componente encapsulado sea más sensible al ataque, o se libere más fácilmente. Estos problemas implicados en la eliminación del líquido pueden ser incluso más pronunciados cuando la forma comercialmente disponible del agente encapsulante está disuelta o dispersa en un líquido, tal como ácidos grasos omega-3, que están contenidos en aceite de pescado.

Los beneficios profilácticos y terapéuticos de ácidos grasos omega-3, y su papel como agentes antiinflamatorios, están bien demostrados. Estudios clínicos recientes han sugerido además que el consumo de cantidades suficientes de estos ácidos grasos puede ser adecuado para el tratamiento de intervención para animales y seres humanos que sufren artritis reumatoide. Las fuentes dietéticas de ácidos grasos omega-3 se pueden encontrar principalmente en alimentos procedentes de fuentes marinas, tales como algas y pescado. Sin embargo, en la mayoría de las poblaciones, los beneficios nutricionales de compuestos de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) no se pueden obtener debido al bajo consumo de pescado y algas comestibles. Con la actual asignación de la U.S. Food and Drug Administration para exigencias de salud que se refieren a la ingesta de ácidos grasos omega-3 para la protección frente a cardiopatía, existe un interés creciente en fortalecer productos alimentarios con estos componentes. Un problema principal que impide la incorporación de aceites de PUFA omega-3 en alimentos procesados es el grado elevado de insaturación del aceite, su susceptibilidad a la oxidación y los efectos de deterioro subsiguientes en el sabor y aroma del aceite.

La estabilización de compuestos de ácidos grasos omega-3 se describe en la Patente U.S. nº 5.567.730 de Miyashita et al. Uno o más de los compuestos, o un aceite o grasa que contiene los compuestos, se dispersan en una disolución acuosa usando opcionalmente un agente tensoactivo o un agente emulsionante, tal como Tween 20, un éster graso de sacarosa, un éster graso de sorbitán, lecitina y un monoglicérido. Se puede usar, junto con el agente tensoactivo o agente emulsionante, un agente antioxidante soluble en agua o soluble en aceite, o un compuesto de inclusión de clatrato, tal como ciclodextrina. Cuando no se usa ningún agente tensoactivo ni ningún agente emulsionante, la cantidad del ácido graso omega-3 a añadir al sistema acuoso para permitir la estabilización es 0,0001-0,3% (p/v). Cuando se emplea el agente, la cantidad del ácido graso omega-3 a añadir al sistema acuoso para permitir la estabilización todavía es sólo 0,0001-7% (p/v). No se describe la producción de partículas sólidas, discretas, estables al almacenamiento, que contienen ácidos grasos omega-3 o aceites de pescado.

La Publicación de Patente Internacional nº WO 95/26752 (publicada el 12 de octubre de 1995) describe la producción de un producto alimentario para el suministro entérico de un ácido graso, una sustancia que contiene ácidos grasos, un aminoácido o una sustancia que contiene aminoácidos complejando al menos parcialmente el ácido graso o aminoácido en la hélice de amilosa del almidón, para enmascarar el ácido. El producto puede contener uno o más aromas y colores, sustancias liposolubles, antioxidantes, o sustancias farmacológicamente eficaces. Los componentes se pueden mezclar en seco en primer lugar y posteriormente se pueden alimentar en una prensa extrusora en la que se mezclan sustancialmente y posteriormente se calientan por encima de la temperatura de gelatinización del almidón para obtener una masa elastificada que se extruye y se conforma en peletes. Sin embargo, los componentes termosensibles se destruirían durante la etapa de calentamiento.

La patente U.S. nº 4.895.725 de Kantor et al. describe el microencapsulamiento de materiales bioactivos a base de aceites, tales como aceite de pescado que contiene ácidos grasos poliinsaturados. Las microcápsulas se preparan a partir de una emulsión de aceite de pescado y un revestimiento entérico suspendido en una disolución básica, preferiblemente una suspensión al 25% de étilcelulosa en hidróxido amónico. La emulsión es atomizada en una disolución ácida usando un gas inerte tal como nitrógeno o argón. Las microcápsulas resultantes se separan por filtración de la disolución ácida, se lavan con agua y un tensoactivo, y se secan. Las condiciones en las que la emulsión se atomiza determinan el tamaño de las partículas, que puede oscilar desde alrededor de 0,1 hasta 500 micrómetros, preferiblemente entre alrededor de 0,5 y 100 micrómetros. Sin embargo, el revestimiento entérico, tal como etilcelulosa, no se solubiliza, y la suspensión resultante requiere la atomización en una disolución acuosa ácida que produce microcápsulas. Es necesario filtrar y varias etapas de lavado para recuperar las microcápsulas. No se describe el control de los tamaños de las gotitas de aceite mediante homogeneización para evitar la coalescencia y obtener un tamaño sustancialmente uniforme de gotitas de aceite. No se enseña la protección o prevención de las microcápsulas frente al agrietamiento o ruptura. Tampoco se describe la prevención o inhibición de la difusión del aceite a través de la pared de la cápsula hacia la superficie de la microcápsula, ni la penetración de oxígeno a través de la pared de la cápsula al interior del aceite.

La producción de productos expandidos se describe en las Publicaciones de Patentes Europeas EP 0465364 A1 (publicada el 8 de enero de 1992) y EP 0462012 A2 (publicada el 18 de diciembre de 1991), en la patente U.S. nº 3.962.416 de Katzen y en la patente U.S. 3.786.123 de Katzen. Ambas Publicaciones de Patentes Europeas describen la producción de un alimento contra la obesidad, así como un método para su fabricación mediante la extrusión de almidones con ácidos grasos en un producto expandido que tiene densidades entre 0,1 y 0,3 g/cm³. La patente U.S. 3.962.416 de Katzen describe un producto expandido que contiene al menos un nutriente y un almidón gelatinizado.

La patente U.S. 3.786.123 de Katzen describe un método para producir nutrientes encapsulados utilizando temperaturas de extrusión entre 122ºC (250ºF) y 204ºC (400ºF) y presiones de extrusión entre 1,379 kPa (200 psi)...

1. Un método para encapsular un encapsulante, que comprende mezclar un componente oleoso que comprende un encapsulante, con un componente acuoso y un componente formador de película para formar una emulsión, someter la emulsión a homogeneización para obtener una emulsión de aceite en agua que comprende gotitas de aceite en la que las gotitas de aceite comprenden el encapsulante y tienen un diámetro menor que alrededor de 50 micrómetros, y el componente formador de película rodea a las gotitas de aceite, reducir el contenido de agua de la emulsión de forma que el componente formador de película forme una película alrededor de las gotitas de aceite y encapsule a dicho encapsulante, en el que el contenido de agua de la emulsión se reduce mezclando la emulsión con un material de matriz para formar una pasta, para encapsular de ese modo a dichas gotitas de aceite revestidas con la película dentro de dicho material de matriz, y en el que dicho material de matriz comprende un material de matriz plastificable, siendo plastificado dicho material de matriz mediante dicho componente acuoso para encapsular de ese modo a dichas gotitas de aceite revestidas con la película dentro de dicho material de matriz plastificado.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que dicho componente formador de película es soluble en agua y comprende una porción hidrófoba.

3. Un método según la reivindicación 1, en el que dicho componente formador de película comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en proteínas, hidrocoloides, e hidrolizados de almidón.

4. Un método según la reivindicación 1, en el que dicho componente formador de película comprende una proteína.

5. Un método según la reivindicación 2, en el que el material de matriz plastificado está revestido por un revestimiento protector, y en el que dicho revestimiento comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en una disolución de proteína de trigo acuosa, una disolución de proteína de suero lácteo desnaturalizada, una disolución de almidón formadora de película, y un alginato.

6. Un método según la reivindicación 1, en el que dicho componente oleoso es un aceite de pescado que contiene ácidos grasos omega-3, y dicho componente formador de película comprende un aislado de proteína de suelo lácteo.

7. Un método según la reivindicación 1, en el que el material de matriz plastificado está revestido por un revestimiento protector, y en el que dicho revestimiento protector comprende una disolución alcohólica de zeína.

8. Un método según la reivindicación 1, en el que dicha emulsión comprende además comprende además un antioxidante para dicho encapsulante, comprendiendo dicho antioxidante al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en L-cisteína, ácido ascórbico, y ácido eritóbico.

9. Un método según la reivindicación 4, en el que dicha proteína se hidrata antes de mezclarla con dicho componente oleoso.

10. Un método según la reivindicación 4, en el que dicha proteína se desnaturaliza antes de mezclarla con dicho componente oleoso.

11. Un método según la reivindicación 4, en el que dicha proteína se mezcla con dicho componente acuoso para formar una disolución proteica acuosa que tiene un contenido proteico de alrededor de 1% en peso a alrededor de 50% en peso, basado en el peso total del componente acuoso y la proteína.

12. Un método según la reivindicación 1, en el que la relación en peso de dicho componente oleoso a dicho componente acuoso en dicha emulsión es desde alrededor de 1% en peso hasta alrededor de 49% en peso, basado en el peso total del componente oleoso y componente acuoso.

13. Un método según la reivindicación 1, en el que dicha emulsión comprende además un antioxidante para dicho encapsulante.

14. Un método según la reivindicación 1, en el que dicha emulsión comprende además un componente o plastificante que reblandece la película, para reducir la fragilidad de dicho componente formador de película.

15. Un método según la reivindicación 14, en el que dicho componente o plastificante que reblandece la película comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en monosacáridos, disacáridos, glicerol, y polietilenglicol.

16. Un método según la reivindicación 14, en el que la cantidad de dicho componente o plastificante que reblandece la película es desde alrededor de 1% en peso hasta alrededor de 75% en peso, basado en el peso de dicho componente formador de película.

17. Un método según la reivindicación 1, en el que dicho componente oleoso comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en aceite de ricino, aceite que contiene ácidos grasos omega-3 u omega-6, vitaminas solubles en grasas, ácido gamma-linoleico, aceite de hígado de bacalao, saborizantes, aromas, extractos de plantas que contienen ingredientes activos, componentes agrícolas solubles en aceite, componentes farmacéuticos solubles en aceite, y componentes bioactivos solubles en aceite.

18. Un método según la reivindicación 1, en el que dicho componente oleoso es un aceite de pescado que contiene ácidos grasos omega-3.

19. Un método según la reivindicación 6, en el que dicho material de matriz comprende al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en harina de trigo duro, aislado proteico de suero lácteo, proteína de trigo, almidones, e hidrocoloides.

20. Un método según la reivindicación 6, en el que dicha emulsión comprende además un antioxidante para dicho encapsulante, comprendiendo dicho antioxidante al menos un miembro seleccionado del grupo que consiste en L-cisteína, ácido ascórbico, y ácido eritóbico.

21. Un método según la reivindicación 6, en el que dicha homogeneización se lleva a cabo a una presión de al menos alrededor de 13.891 kPa (2.000 psig).

22. El método según la reivindicación 1, en el que dicho material de matriz comprende harina de trigo duro.

23. Un producto encapsulado obtenible según el método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22.

24. El producto encapsulado según la reivindicación 23, que comprende peletes, comprendiendo cada pelete un revestimiento protector que rodea a una pluralidad de gotitas de aceite en el que dichas gotitas de aceite comprenden un aceite de pescado que contiene ácidos grasos omega-3, y las gotitas de aceite están encapsuladas en una proteína formadora de película, en el que las gotitas de aceite encapsuladas por la proteína están encapsuladas en un material de matriz plastificado, y el material de matriz plastificado está revestido por dicho revestimiento protector.