"PROCEDIMIENTO Y APARATO PARA ALTERAR EL NIVEL DE UNA SUSTANCIA FITOQUIMICA EN UNA CELULA VEGETAL O TEJIDO VEGETAL RECOGIDOS.

Procedimiento y aparato para alterar el nivel de una sustancia fitoquímica en una célula vegetal o tejido vegetal recogidos,

alterando dicho procedimiento el nivel de una sustancia fitoquímica en una célula vegetal recogida que comprende clorofila o en un tejido vegetal recogido que comprende clorofila, pudiendo realizar la célula o el tejido vegetal la fotosíntesis, y/o pudiendo adsorber luz azul haciendo incidir luz azul sobre la superficie de la célula o el tejido vegetal, en el que la intensidad de luz de la luz azul que choca con la superficie de la célula o la superficie del tejido es suficiente para iniciar un proceso bioquímico dentro de la célula o el tejido, alterando el nivel de por lo menos una sustancia fitoquímica en los mismos

Procedimiento y aparato para alterar el nivel de una sustancia fitoquímica en una célula vegetal o tejido vegetal recogidos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para alterar el nivel de una sustancia fitoquímica en una célula vegetal o tejido vegetal recogidos. En particular, la invención se refiere a un procedimiento para alterar el nivel de sustancias fitoquímicas tales como metabolitos primarios o secundarios vegetales en células vegetales y tejido vegetal recogidos aplicando a los mismos longitudes de onda de luz de intensidad y longitud de onda seleccionadas que se seleccionan de longitudes de onda de luz del espectro visible o luz blanca y medios para el mismo.

Es conocido que la aplicación de luz del espectro UV, tal como UV-B y UV-C puede ayudar a aumentar los niveles de, por ejemplo, los "aceites esenciales" y metabolitos secundarios en plantas completas. Sin embargo, para seres humanos el manejo de UV-B y UV-C es problemático y está implicado de manera marcada en procesos de enfermedad cancerosa. Como tal, la luz UV-B y UV-C se considera potencialmente nociva para los tejidos de mamífero sanos y se considera peligroso de utilizar.

Los "aceites esenciales" son responsables en gran parte de la aromaticidad asociada con muchas plantas, tales como plantas que comprenden hierbas y flores perfumadas, tales como las hierbas culinarias. Los aceites esenciales consisten principalmente en terpenoides y pueden incluir compuestos tales como 1,8-cineol, limoneno, linalool y β-ocimeno. Otros compuestos que pueden encontrarse en aceites esenciales, es decir, aceites que no son terpenoides, pueden incluir compuestos derivados de fenilpropanoides tales como metil-cavicol, cinamato de metilo, eugenol y metil-eugenol. Así, la expresión "aceites esenciales" se utiliza en un sentido cualitativo para englobar compuestos tales como se indican en la presente memoria que contribuyen a la aromaticidad de plantas tales como hierbas culinarias y ornamentales perfumadas.

Es conocido que la luz ultravioleta (y específicamente UV-B) presenta efectos sobre los niveles de compuestos secundarios de la ruta de fenil-propanoides de plantas mediante la acción sobre enzimas reguladoras claves tales como la fenilalalina amonio-liasa (Kuhn, D.N. et al (1984) Proc. Natl. Acad. Sci, USA, 81, 1102-1106) y chalcona sintasa (Batschauer, A. et al (1996) The Plant Journal 9, 63-69 y Christie, J. M. y Jenkins, G.I. (1996) The Plant Cell 8, 1555-1567). Hay muchos informes publicados de la estimulación con UV-B de compuestos fenólicos, incluyendo flavonoides y flavonoles de superficie (Cuadra, P. y Harborne, J. B. (1996) Zeitschrift für Naturforschung 51c, 671-680 y Cuadra, P. et al (1997) Phytochemistry 45, 1377-1383), antocianinas (Yatsuhashi, H. et al (1982) Plant Physiology 70, 735-741 y Oelmüller, R. y Mohr, H. (1985). Proc. Natl. Acad. Sci., USA 82, 6124-6128) y betacianinas (Rudat, A. y Goring, H. (1995). J. Expl. Bot. 46, 129-134) y estos compuestos se han implicado tanto en la defensa de las plantas (Chappell, J. y Hahlbrock, K. (1984) Nature 311, 76-78 y Guevara, P. et al (1997) Phyton 60, 137-140) como en la protección contra luz UV (Lois, R. (1994) Planta 194, 498-503; Ziska, LH. et al (1992) Am. Jnl. Bot. 79, 863-871 y Fiusello, N. et al (1985) Allionia (Turin) 26, 79-88).

El documento FR 3542567 describe la aplicación de luz azul y/o roja a determinados frutos, normalmente frutos no recogidos, en la noche durante periodos de larga duración medidos en días. Además, parece que el efecto de tal luz también se determinó sobre discos de hoja incubadas en una disolución de sacarosa 0,1 molar en un incubador. El objetivo de esa invención parece que es alterar la concentración de antocianina en las pieles de frutos para hacerlos parecer más atractivos al consumidor. No parece que se haga mención del nivel real de intensidad de luz que choca en la superficie del fruto y tampoco parece que haya una referencia a cualquier relación entre la(s) fuente(s) de luz utilizadas y cómo de lejos deben estar de las superficies del fruto.

En el documento FR 3542567, se afirma que la intensidad de luz de la fuente referida se encuentra dentro del intervalo de 1 a 200 microW/cm² (desde 100 microEinsteins hasta 20.000 microEinsteins), dependiendo de la longitud de onda de luz utilizada (por ejemplo luz azul a 0,82 microW/cm² (82 Einsteins); luz roja 1,19 microW/cm² (119 microEinsteins) durante un periodo de 114 horas (discos de hoja); por ejemplo luz roja a 10 microW/cm² (1.000 microEinsteins) y 20 microW/cm² (2.000 microEinsteins) sobre manzanos tratados durante 30 noches a 15 minutos por noche; por ejemplo luz azul y luz roja a aproximadamente 100 microW/cm² (10.000 microEinsteins) sobre manzanas durante 4 horas entre las 22.00 h y las 02.00 h de la mañana).

El documento WO 2004/103060 describe la aplicación de luz blanca enriquecida con azul a material vegetal recogido que puede realizar la fotosíntesis. Sin embargo, esa solicitud internacional no incluye una enseñanza técnica para la luz azul que se está aplicando a una intensidad de luz particular a la superficie del material vegetal diana.

Aunque se han notificado observaciones sobre los efectos de determinadas bandas de luz UV y de luz infrarroja para alterar, normalmente aumentar los niveles de determinadas sustancias fitoquímicas dentro de células vegetales, la técnica disponible parece no pronunciarse sobre el efecto de hacer incidir luz de longitudes de onda del espectro visible de intensidad de luz especifica sobre la superficie de células vegetales o superficie de tejido vegetal.

Un problema reconocido que está asociado con vegetales recogidos y partes de vegetales recogidos es que los niveles de sustancias fitoquímicas de las plantas, tales como metabolitos secundarios de las plantas, empiezan a disminuir casi inmediatamente tras la recogida. Por ejemplo, a medida que los vegetales recogidos se procesan para congelar y/o enlatar o simplemente se colocan en frigoríficos, tales como instrumentos domésticos, o simplemente sobre superficies abiertas en una habitación durante periodos cortos para que los consumidores los coman más tarde, pierden mucho de su contenido nutricional en cuanto a los niveles de sustancias fitoquímicas encontradas en los mismos. Tales sustancias fitoquímicas incluyen antioxidantes tales como vitaminas, por ejemplo vitaminas C y/o E, glucosinolatos, tales como sinigrina, sulforafano, glucosinolato de 4-metilsulfinilbutilo, y/o glucosinolato de 3-metil-sulfinilpropilo, progoitrina y glucobrasicina, isotiocianatos, Índoles (productos de la hidrólisis de glucosinolato), glutatión, carotenoides tales como beta-caroteno, licopeno, y los carotenoides xantófilos tales como luteína y zeaxantina, compuestos fenólicos que comprenden los flavonoides tales como los flavonoles (por ejemplo quercetina, rutina), los flavanos/taninos (tales como las procianidinas que comprenden cumarina, proantocianidinas, catequinas y antocianinas), flavonas (por ejemplo luteolina de alcachofas), fitoestrógenos tales como cumestanos, lignanos, resveratrol, isoflavonas por ejemplo genisteína, daidzeína y gliciteína, y lactonas del ácido resorcíclico, y compuestos de organoazufre, fitosteroles, terpenoides tales como carnosol, ácido rosmarínico, glicirrizina y saponinas y clorofila y clorofilina, azúcares y otros productos alimenticios tales como antocianinas, vainilla y otros agentes modificadores de la textura y sabor vegetales y de frutos y similares. Las investigaciones indican que las propiedades antioxidantes de determinadas sustancias fitoquímicas pueden ayudar a proteger contra los efectos de enfermedades crónicas y envejecimiento, tales como cáncer y enfermedad cardiovascular en mamíferos, y en particular en seres humanos.

Así, las sustancias fitoquímicas pueden servir como compuestos farmacéuticos en sí en especies de mamífero, tales como seres humanos, o pueden sintetizarse derivados farmacéuticamente activos a partir de otras sustancias fitoquímicas, por tanto tales como compuestos intermedios, y pueden aislarse a partir de plantas. Así, las sustancias fitoquímicas que pueden ser farmacéuticamente inactivas de manera sustancial pueden encontrar utilización para proporcionar productos intermedios para la síntesis de principios activos para el tratamiento de enfermedades tales como cánceres, y/o en el tratamiento del dolor de mamíferos que padecen enfermedades, tales como seres humanos. Las sustancias...

1. Procedimiento de alteración del nivel de por lo menos una sustancia fitoquímica en una célula vegetal recogida que comprende clorofila o en tejido vegetal recogido que comprende clorofila, pudiendo realizar dicha célula vegetal o dicho tejido vegetal la fotosíntesis, y/o pudiendo adsorber luz azul haciendo incidir luz azul sobre la superficie de la célula vegetal o el tejido vegetal, en el que la intensidad de luz de la luz azul que choca con dicha superficie de la célula vegetal o dicha superficie del tejido vegetal es suficiente para influir en la evolución del oxígeno en el centro de la reacción de fotosistema II, iniciando un proceso bioquímico dentro de dicha célula vegetal o dicho tejido vegetal, alterando de ese modo el nivel de por lo menos una sustancia fitoquímica en los mismos, y en el que la temperatura ambiente está comprendida en el intervalo de -0,5º centígrados a 18º centígrados.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la intensidad de luz de luz azul que choca con la célula vegetal o tejido vegetal recogidos es por lo menos de 5 microEinsteins +/- 3 microEinsteins.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que la intensidad de luz de luz azul que choca con la célula vegetal de tejido vegetal recogido se encuentra en el intervalo de desde 5 microEinsteins +/- 3 microEinsteins hasta 400 microEinsteins +/- 50 microEinsteins.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha luz azul se aplica a partir de por lo menos un primera fuente de luz, y la luz roja se aplica a partir de por lo menos una segunda fuente de luz.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la intensidad de luz combinada a partir de las fuentes de luz azul y roja que choca con la célula vegetal o el tejido vegetal se encuentra en el intervalo de desde 15 microEinsteins +/- 5 microEinsteins hasta 300 microEinsteins +/- 50 microEinsteins.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que dicha intensidad de luz se encuentra en el intervalo de desde 15 microEinsteins +/- 5 microEinsteins hasta 200 microEinsteins +/- 20 microEinsteins.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que dicha intensidad de luz se encuentra en el intervalo de desde 15 microEinsteins +/- 5 microEinsteins hasta 150 microEinsteins +/-15 microEinsteins.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que dicha intensidad de luz es de 40 microEinsteins +/-10 microEinsteins.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la longitud de onda de luz azul se encuentra en el intervalo de 420 nm a 490 nm.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que la longitud de onda de la luz azul se encuentra en el intervalo de 430 nm a 470 nm.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, en el que la longitud de onda de dicha luz azul se encuentra en el intervalo de 435 nm a 465 nm.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 11, en el que la luz roja es de una longitud de onda que se encuentra en el intervalo de 600 nm a 700 nm.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la razón de energía de luz azul: luz roja se encuentra en el intervalo de 7:1 a 1:7.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que la razón de energía de luz azul: luz roja se encuentra en el intervalo de 6:1 a 1:6.

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, en el que la razón de energía de luz azul: luz roja se encuentra en el intervalo de 5:1 a 1:5.

16. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que la razón de energía de luz azul: luz roja se encuentra en el intervalo de 2:1 a 1:2.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, en el que la razón de energía de luz azul: luz roja es 1:1.

18. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura ambiente se encuentra en el intervalo de 1º centígrado a aproximadamente 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ó 16º centígrados.

19. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la temperatura ambiente se encuentra en el intervalo de 1º centígrado a 12º centígrado.

20. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que el procedimiento se realiza a una humedad relativa que se encuentra en el intervalo de 60% a 100% de HR.

21. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en el que la luz a partir de dichas una o más fuentes de luz se hace incidir sobre la superficie de la célula vegetal o el tejido vegetal durante un intervalo de tiempo predeterminado.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, en el que dicho intervalo de tiempo se selecciona de entre un intervalo de tiempo continuo o por pulsos.

23. Procedimiento según la reivindicación 21 ó 22, en el que el intervalo de tiempo es por pulsos a una frecuencia predeterminada que se extiende durante un periodo de tiempo que es de duración más prolongada que dicho intervalo de tiempo por pulsos.

24. Procedimiento según la reivindicación 23, en el que dicho intervalo de tiempo es de hasta 96 horas.

25. Procedimiento según la reivindicación 23 ó 24, en el que el intervalo de tiempo se encuentra en el intervalo de 1 segundo a 120 minutos para cada pulso de luz.

26. Procedimiento según la reivindicación 25, en el que el intervalo de tiempo se encuentra en el intervalo de 1 segundo a 60 minutos.

27. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 25, en el que el intervalo de tiempo se encuentra en el intervalo de 5 minutos a 45 minutos.

28. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 27, en el que el intervalo de tiempo por pulsos se encuentra en el intervalo de 10 minutos a 30 minutos.

29. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 21 a 28, en el que el intervalo de tiempo se encuentra en el intervalo de 10 minutos a 20 minutos.

30. Procedimiento según la reivindicación 29, en el que el intervalo de tiempo es de 15 minutos.

31. Procedimiento según la reivindicación 21 ó 22, en el que dicho intervalo de tiempo es un intervalo de tiempo continuo de 30 minutos a 96 horas de duración.

32. Procedimiento según la reivindicación 31, en el que dicho intervalo de tiempo es de desde 60 minutos hasta 96 horas.

33. Procedimiento según la reivindicación 31 ó 32, en el que el intervalo de tiempo es de desde 60 minutos hasta 48 horas.

34. Procedimiento según la reivindicación 33, en el que el intervalo de tiempo es de desde 60 minutos hasta 24 horas.

35. Procedimiento según la reivindicación 34, en el que el intervalo de tiempo está comprendido entre 60 minutos y 12 horas.

36. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 35, en el que la célula vegetal o el tejido vegetal recogidos se seleccionan de entre tejido vegetal que puede realizar la fotosíntesis que se selecciona de entre tallos verdes, cáliz y hojas de plantas de orden superior, células de algas, protonema de musgo y cultivos celulares de especies vegetales superiores e inferiores desagradables o no comestibles y/o comestibles.

37. Procedimiento según la reivindicación 36, en el que la célula vegetal o el tejido vegetal recogidos se obtienen de una planta seleccionada de entre el grupo constituido por hierbas, Catharanthus roseus, plantas de la familia de taxáceas, plantas de Cannabis, vegetales verdes y semillas verdes.

38. Procedimiento según la reivindicación 36, en el que la célula vegetal o el tejido vegetal recogidos se obtienen de una planta seleccionada de entre el grupo constituido por Catharanthus roseus, guisantes, judías verdes, espinacas, tirabeques (guisante azucarado), especies de la Brassica oleracea tales como brócoli, col verde, col roja, coles de Bruselas, colinabo, coliflor, col blanca, lechuga, col china, tejido de musgo tal como protonema de Physcomitrella patens, cultivos de especies de lemnospora, cultivos de células de algas, agrupaciones de células somáticas embrionarias y frutas tales como tomates, manzanas, uvas, plátanos no maduros (verdes), mangos, kiwis y piñas.

39. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 38, en el que el por lo menos una sustancia fitoquímica se selecciona de entre antioxidantes.

40. Procedimiento según la reivindicación 39, en el que la sustancia fitoquímica se selecciona de entre vitamina C y vitamina E.

41. Material vegetal o células vegetales obtenible mediante un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 40.

42. Alimento procesado que comprende material vegetal o células vegetales tratadas que pueden obtenerse mediante un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 41.

43. Aparato para realizar el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 41, que comprende un recinto que define una cámara de exposición, unos medios de soporte dispuestos en la cámara para soportar el material vegetal en su interior de tal manera y en una posición que permita la exposición a la luz desde una pluralidad de direcciones, y unos medios de generación y aplicación de luz para generar luz azul y para aplicar la luz generada al material vegetal en el soporte durante un periodo de tiempo predeterminado y desde una pluralidad de direcciones para proporcionar de ese modo la exposición del material a la luz desde más de un lado.

44. Aparato según la reivindicación 43, en el que el recinto presenta la forma de un alojamiento cerrado en por lo menos algunos de los lados del mismo.

45. Aparato según la reivindicación 43, en el que el aparato es un instrumento doméstico de mesa.

46. Aparato según la reivindicación 43, en la que el recinto comprende una estructura delimitada por unas paredes, una base y un techo, por lo menos algunas de las cuales están provistas mediante unos elementos internos íntegros o incorporados de un edificio.

47. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 46, en el que la cámara de exposición está dimensionada de manera que las longitudes de las trayectorias de luz en por lo menos la gran parte de las direcciones permiten la exposición del material a una intensidad de luz predeterminada para un gasto mínimo dado de energía de funcionamiento de los medios de generación y aplicación de luz.

48. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 47, en el que los medios de soporte están dispuestos de modo que la luz puede alcanzar varios lados del material para exponer al mismo a la luz a lo largo de una proporción mínima predeterminada de su área.

49. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 48, en el que los medios de soporte comprenden un elemento que presenta una superficie sobre la cual puede colocarse el material.

50. Aparato según la reivindicación 49, en el que el elemento es de construcción y/o material permeable a la luz.

51. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 50, en el que los v medios de soporte y el recinto pueden desplazarse entre sí.

52. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 51, en el que los medios de generación y aplicación de luz comprenden una pluralidad de fuentes de luz para emitir luz en diferentes direcciones.

53. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 52, en el que los medios de generación y aplicación de luz comprenden una única fuente de luz y una pluralidad de reflectores para reflejar luz a partir de la fuente en diferentes direcciones.

54. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 50, en el que los medios de generación y aplicación de luz comprenden una pluralidad de fuentes de luz y una pluralidad de reflectores para emitir luz y reflejar luz, respectivamente, en diferentes direcciones.

55. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 52 a 54, en el que la o cada fuente de luz comprende un diodo emisor de luz.

56. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 55, en el que los medios de generación y aplicación de luz comprenden unos elementos que emiten luz y/o que reflejan luz dispuestos en una pluralidad de lados del recinto.

57. Aparato según la reivindicación 56, en el que los medios de generación y aplicación de luz pueden hacerse funcionar asimismo para emitir por lo menos una de luz azul y luz roja.

58. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 57, que comprende unos medios de conmutación para apagar los medios de generación y aplicación de luz tras el funcionamiento durante el periodo de tiempo predeterminado.

59. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 43 a 58, que comprende unos medios de programación para seleccionar el periodo de tiempo predeterminado.