Método de extracción y purificación del pinitol y extracto enriquecido en el mismo.

El método de extracción de la invención se efectúa sobre pulpa de algarrobas, mediante la utilización de anhídrido carbónico supercrítico. Con ello se obtiene, en una sola etapa, un extracto en el que el componente mayoritario es el pinitol, con lo que se simplifica el procedimiento para obtener extractos enriquecidos en pinitol y se aumenta la riqueza conseguida con respecto a otros. métodos conocidos aplicados también sobre pulpa de algarrobas. Además, el disolvente utilizado para la extracción, anhídrido carbónico supercrítico, es inocuo y se separa fácilmente al final del proceso, por lo que el extracto, recogido en un disolvente inocuo como el agua, puede servir para consumo humano. El método de extracción puede complementarse con etapas de separación del pinitol del resto del extracto, para conseguir su purificación, utilizando técnicas conocidas tales como la cromatografía líquida

Procedimiento de extracción y purificación de pinitol y extracto enriquecido en el mismo

Campo técnico

La invención se refiere a un procedimiento para obtener un extracto enriquecido en pinitol a partir de pulpa de algarroba, así como al extracto obtenido. La invención se refiere también a un procedimiento para la purificación del pinitol a partir de dicho extracto.

Estado de la técnica

El pinitol (número CAS 10284-63-6) es un compuesto que, como el inositol, pertenece al grupo de los ciclitoles, cicloalcanos en los cuales al menos tres átomos de carbono llevan unido un grupo hidroxilo. El pinitol en particular es una forma monometilada del D-quiro-inositol, concretamente el 3-O-metil-1,2,4-cis-3,5,6-trans-hexahidroxiciclohexanol. Se trata de un compuesto natural, presente en diferentes plantas como soja (1), alfalfa (2), buganvilla (Bouganvillea spectabilis) (3), pino (4) y algarroba (5 y 6), y en algunos productos derivados de plantas como la miel (7). Es un producto que está presente en la dieta de seres humanos y animales, a través de la ingestión de algunas de las materias primas citadas. Dado el consumo de soja en los pueblos asiáticos se considera que este compuesto es seguro, al menos en las dosis habituales de 5-10 mg/kg/día, lo que se ha confirmado con estudios.

No sólo se trata de un compuesto seguro sino que, además, se considera que tiene efectos positivos en ciertas situaciones y trastornos. En estos momentos se está comercializando como un suplemento para deportistas, debido a su efecto hipoglucémico, es decir tiene habilidad para reducir el nivel de azúcar en sangre, lo que también es de interés para las personas diabéticas (8). Además aumenta la capacidad de absorción de glucosa por las células musculares. Esta capacidad para incrementar la masa muscular se ha apuntado como interesante para el tratamiento de algunos tipos de cáncer, sida y tuberculosis. En la bibliografía se apuntan otras aplicaciones interesantes para la salud: así, se habla de que presenta propiedades anti-inflamatorias (4), o de que puede facilitar el efecto de la insulina (9) o incluso sustituirla (1).

Así, por ejemplo, en la solicitud de patente PCT WO 00/71111 A1, de Humanetics Corporation, se describe tanto la estimulación del transporte de glucosa en un tejido mediante la administración de pinitol como la capacidad de este compuesto para incrementar la cantidad de glucógeno presente en un tejido y para aumentar el rendimiento del músculo. Por su parte, la solicitud de patente PCT WO 96/29063, menciona la utilidad del pinitol para disminuir los niveles de ácidos grasos libres en el plasma, para tratar alteraciones relacionadas con la resistencia a insulina, tales como la diabetes mellitus y sus complicaciones, y para otros diversos trastornos y situaciones tales como obesidad, hiperlipidemias, dislipidemias, ateroesclerosis, hipertensión, trastornos cardiovasculares, SIDA, cáncer, malnutrición, sepsis, traumas asociados con quemaduras, estrés, envejecimiento, lupus y otras enfermedades autoinmunes; enfermedades endocrinas, hiperuricemia, síndrome del ovario poliquístico y complicaciones surgidas de la práctica de ejercicio físico, y describe composiciones que contienen pinitol o derivados del mismo útiles para el tratamiento de dichas alteraciones.

Por todo ello, está creciendo el interés por desarrollar métodos para la extracción y purificación de pinitol a partir de materias primas naturales. En la citada solicitud de patente PCT WO 96/29063, por ejemplo, se describe un procedimiento de obtención de pinitol a partir de fracciones solubles de soja. Dicho procedimiento incluye desproteinización, tratamiento con carbón activo y cromatografía.

La patente US5482631, por su parte, se refiere a la purificación de inositol y derivados del mismo, utilizando resinas de intercambio iónico. Las materias primas de partida mencionadas son extractos acuosos de cáscaras de almendras y melazas obtenidas a partir de caña de azúcar, remolacha o soja que, según muestran los ejemplos, requieren alguna etapa de procesado previo antes de entrar en contacto con las resinas, tal como filtración.

Otro producto natural que ha sido propuesto como fuente de pinitol es la algarroba, que se obtiene del árbol conocido como algarrobo (Ceratonia siliqua), un árbol típico del Mediterráneo, poco exigente con el suelo, de crecimiento lento y hoja perenne. España es el principal productor de algarrobas y, dentro de España, la Comunidad Valenciana es la zona donde más se produce. Las vainas producidas por este árbol, las algarrobas, constan de dos partes, la pulpa y el fruto o semilla, al que se conoce como garrofín. Una vez recolectadas, las vainas suelen dejarse almacenadas durante aproximadamente un mes, para que pierdan humedad y facilitar su posterior procesamiento, el cual habitualmente consiste en la trituración de las vainas, por lo general en un molino de martillos, la clasificación por tamaños de las partículas obtenidas haciéndolas pasar por tamices y la separación de las partículas de pulpa de las partículas de garrofín mediante corrientes de aire.

El garrofín es la parte minoritaria, pero la más valiosa. Se utiliza para la obtención de la goma de garrofín que tiene una amplia serie de aplicaciones como aditivo alimentario, principalmente como espesante, también se utiliza para la obtención de fibra dietética, en aplicaciones farmacéuticas y cosmética.

El resto de la vaina de algarroba, la pulpa, representa aproximadamente el 90% del total. En su composición predominan los azúcares, sacarosa principalmente, fructosa y glucosa, contiene también ciclitoles y taninos. Su aplicación como alimento animal (caballos y rumiantes) está limitada por su contenido en taninos (10). Por esta razón se han desarrollado procedimientos para hacer crecer microorganismos sobre pulpa de algarroba obteniendo un alimento enriquecido en proteínas (11-13). También se ha utilizado para la alimentación de humanos como harina (14) como sustituto del cacao, o estabilizante. Otros usos descritos son: obtención de productos farmacéuticos, etanol (15), taninos (antidiarreico) o azúcares (16-19).

La composición de la pulpa de algarroba depende de la variedad, origen y tiempo de cultivo. En la tabla 1 se muestra la composición aportada por Batle y Tous (5), en la que los porcentajes se han calculado con respecto a 100 gramos de materia seca total. En cuanto al contenido de agua, varía también según la variedad, origen y tiempo de cultivo, pero puede estimarse que tiene un valor promedio de 10-20% respecto al peso total de la pulpa en las vainas de algarroba recién recolectadas, oscilando entre un 13-16% en las partículas de pulpa seca y ya separada del garrofín.

Destaca el gran contenido en azúcares, y algo menor de taninos, celulosa y hemicelulosa. El contenido en pinitol (5-7%) es elevado, especialmente si se compara con otras fuentes. Otros autores (20), incluso, proporcionan un contenido mayor, del orden del 10-11%. Por ello, ha sido propuesta como materia prima de partida para la obtención de pinitol.

Así, la patente española ES2179767 describe un procedimiento para la obtención de pinitol que parte del jarabe objeto de la patente ES2060544, jarabe que a su vez se obtiene a partir de pulpa de algarroba que es sometida a varias etapas de procesamiento. Para preparar el jarabe, la pulpa se somete a un procedimiento que comprende las etapas de extracción en continuo de componentes de la pulpa con agua, prensado, filtración, descalcificación por medio de resinas de intercambio iónico, nueva filtración, separación cromatográfica de azúcares y no azúcares; desmineralización y decoloración por resinas y concentración por evaporación. El jarabe así obtenido, objeto de la patente ES2060544, contiene sólo un porcentaje en peso respecto al total de materia seca de 4-14% de ciclitoles, jarabe que ha de pasar por las etapas descritas en la patente ES2179767 para obtener del mismo pinitol.

El método descrito en la patente ES2179767 implica que el jarabe obtenido según el método de la patente ES2060544 atraviese por los pasos de inversión de la sacarosa (componente mayoritario) y separación del pinitol presente, de nuevo mediante la utilización de resinas de intercambio iónico, obteniéndose una disolución de pinitol en agua, de la que es necesario separar...

1. Un procedimiento de extracción de pinitol a partir de pulpa de algarrobas que comprende las etapas de:

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la pulpa de algarroba sometida a extracción es pulpa seca.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la relación materia prima/caudal de CO₂ es de 1,2-1,4 gramos de pulpa de algarroba/mL/minuto.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la cantidad de CO₂ utilizado es de 74 gramos de CO₂/gramo de pulpa de algarroba.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la presión es de 200-400 bar.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la presión es de 200-300 bar.

7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura es de 40ºC-70ºC.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, en el que la temperatura es de 40ºC-50ºC.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el extracto se recoge sobre agua.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el extracto se obtiene en forma sólida por descompresión de la corriente que sale del extractor.

11. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el extracto se somete a una precipitación escalonada.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 1, 2, 6, 8 y 9, en el que la pulpa de algarroba sometida a extracción es pulpa seca, la presión es 300 bar, la temperatura es 40ºC y el extracto se recoge sobre agua.

13. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende una o más etapas adicionales de purificación del pinitol presente en el extracto obtenido.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el extracto obtenido a partir de pulpa de algarroba se ha recogido sobre agua, etanol, metanol, acetonitrilo, tetrahidrofurano o cualquier otro disolvente polar y la separación del pinitol presente en el extracto se realiza mediante cromatografía líquida preparativa, cromatografía en columna, cromatografía en capa fina o extracción líquido-líquido.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el extracto obtenido a partir de pulpa de algarroba se ha recogido sobre agua y la separación del pinitol presente en el extracto se realiza mediante cromatografía líquida preparativa.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, en el que el eluyente es una mezcla de acetonitrilo y agua 1:1.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, que comprende una etapa adicional de separación del acetonitrilo.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, en el que la separación del acetonitrilo se produce por evaporación.

19. Un extracto obtenido tras la aplicación del procedimiento de extracción de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

20. Extracto según la reivindicación 19, que está en forma de disolución acuosa.

21. Extracto según la reivindicación 20, que tiene el siguiente contenido de pinitol y azúcares, referido a 100 gramos de materia seca:

- Pinitol: 60-61%

- Azúcares: 24-25%

22. Uso del extracto de una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21 para el consumo por seres humanos.