Composiciones de lípidos estructurados y métodos de formulación de los mismos.

Una composición lipídica de utilidad para formular productos de alimentación,

que comprende una mezcla detriglicéridos sintéticos de la fórmula: **Fórmula**

en la que el grupo central R2 y los grupos terminales R1 y R3 comprenden, independientemente, residuos de ácidosgrasos que tienen 2 a 24 átomos de carbono;

en la que al menos aproximadamente 14% en peso de los triglicéridos en la mezcla son triglicéridos estructurados;en la que el grupo central R2 es un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono,ambos incluidos, o un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambosincluidos;

en la que uno de los grupos terminales R1 o R3 es un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos, y con al menos un doble enlace en su estructura, y

en la que el otro de los grupos terminales R1 o R3 es un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4átomos de carbono, ambos incluidos, un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos decarbono, ambos incluidos, o un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos decarbono, ambos incluidos, y al menos un doble enlace C-C en su estructura; y

en la que la mezcla de triglicéridos tiene una proporción molar de residuos de ácidos grasos de cadena corta (S),residuos de ácidos grasos de cadena media (M), residuos de ácidos grasos saturados de cadena larga con 14 a 24átomos de carbono, ambos incluidos, y sin doble enlace C-C en su estructura (L), y residuos de ácidos grasosinsaturados de cadena larga (U), según se define por la ecuación:

Proporción Molar ≥ (S+M) / (L+U)

de 1,5 a 2,4.

Composiciones de lípidos estructurados y métodos de formulación de los mismos Campo de la invención La presente invención se refiere, en general, a lípidos estructurados y métodos para su preparación. Más particularmente, la presente invención se refiere a composiciones de lípidos estructurados que contienen triglicéridos portadores de combinaciones de residuos de cadena corta, cadena media y/o cadena larga de forma que el componente de lípido estructurado incluye, por ejemplo, la capacidad para proporcionar simultáneamente beneficios para la dieta y otros aspectos de la salud, reducción de calorías, control del peso y similares.

Antecedentes de la invención La grasa de la dieta es la fuente de energía más concentrada de todos los nutrientes, aportando típicamente aproximadamente 9 kcal/gramo, lo cual, por lo general, excede el contenido calórico proporcionado por los carbohidratos o las proteínas de la dieta. La grasa contribuye a la palatabilidad y al sabor de los alimentos, dado que la mayor parte de los sabores de los alimentos son solubles en grasa, así como al valor de saciedad, porque los alimentos grasos permanecen en el estómago durante periodos más largos de tiempo que los alimentos que contienen principalmente proteínas y carbohidratos. Adicionalmente, la grasa es el vehículo de las vitaminas liposolubles A, D, E y K y de los ácidos grasos esenciales, que han demostrado ser importantes para el crecimiento y el mantenimiento de numerosas funciones del cuerpo. La investigación ha centrado su atención en formas de producir sustancias alimentarias capaces de ofrecer propiedades funcionales y organolépticas similares a las de la grasa con un menor contenido calórico, pero que no sean percibidas como sintéticas por parte del consumidor.

El grupo más abundante de grasas son los triglicéridos-ésteres de ácidos grasos con glicerol (1, 2, 3-propanotriol) . Los beneficios para la salud de los ácidos grasos omega 3, 6 y 9 contenidos en la dieta han sido ampliamente divulgados. Véase, por ejemplo, Kennedy, "Structured Lipids: Fats of the Future", Food Technology, Noviembre 1991, 76-83. Las grasas naturales tienen una amplia gama de funcionalidades y el proceso digestivo humano las gestiona de maneras diferentes. Estudios anteriores han informado de que las grasas de triglicéridos con punto de fusión elevado eran menos digeribles (Deuel, The Lipids, Vol. II, Interscience Publishers, 1955, páginas 218 a 220) . Investigaciones posteriores han cuestionado la relación entre digestibilidad y puntos de fusión, analizando en cambio la longitud de cadena y el grado de insaturación de los sustituyentes de ácidos grasos. Empleando un modelo de rata, los ácidos grasos saturados de cadena lineal, con 4 a 10 átomos de carbono, se digirieron por completo; los que contienen 10 a 18 átomos de carbono lo fueron en menor medida, y los que tienen 18 o más átomos de carbono sólo fueron absorbidos de forma escasa; y los ácidos monoinsaturados fueron aproximadamente similares a los ácidos saturados (Carroll, J. Nutr. 64: 399-410 (1957) en 408) .

Otros estudios iniciales sobre el metabolismo de triglicéridos encontraron sólo áreas limitadas de previsibilidad. En un estudio con seres humanos, una fracción de aceite de coco que contiene predominantemente triglicéridos saturados de cadena larga, portadores de 89 por ciento de residuos de ácido esteárico (C18) y 11 por ciento de residuos de ácido palmítico (C16) , mostró una absorción de 31 por ciento, en comparación con 98 por ciento para el aceite de maíz (Hashim et al., Am. J. Clin. Nutr. 31: págs. 273-276 (1978) ) . Sin embargo, se encontró que al aumentar el contenido de ácido esteárico de la grasa de la dieta no redujo, por sí mismo, la capacidad de absorción; más bien, ésta se pudo reducir por medio del incremento de triestearina presente (es decir, triglicéridos que poseen tres residuos esteáricos; véase Mattson, J. Nutr. 69: 338-342 (1959) ) . Otro estudio encontró que, en presencia o en ausencia de calcio y magnesio dietéticos, las ratas absorbían bien el ácido esteárico cuando éste se halla esterificado en la posición 2 de triglicéridos que tienen ácido oleico en las posiciones 1 y 3, en tanto que la absorción disminuyó al agregar un segundo esteárico en la posición 1 (Mattson et al., J. Nutr. 109: 1682-1687 (1979) , Tabla 3, página 1685) . El ácido esteárico en la posición 1 se absorbió bien a partir de triglicéridos que contienen ácido oleico en las posiciones 2 y 3, en ausencia, pero no en presencia de calcio y magnesio dietéticos (referencia anterior) . Con el ácido esteárico en las posiciones 1 y 3, la absorción disminuyó con o sin calcio y magnesio de la dieta; el efecto fue más pronunciado cuando el calcio y el magnesio de la dieta fueron suficientes (referencia anterior) .

También se ha estudiado la digestibilidad del ácido palmítico. De acuerdo con lo publicado, las ratas absorben mejor el ácido palmítico cuando se encuentra en la posición 2 del triglicérido que cuando está en las posiciones 1 o 3 en las grasas de origen natural aportadas habitualmente al bebé, en tanto que la absorción total de grasa resultó afectada adversamente por el incremento del contenido de ácido palmítico y ácido esteárico en las posiciones 1 y 3 (Tomarelli et al., J. Nutr. 95: 583-590 (1968) ) .

En tanto que los triglicéridos con un alto contenido de ácido esteárico muestran una menor utilización, también tienden a tener un punto de fusión elevado. La triestearina es sólida a temperatura ambiente; la forma alfa es un polvo blanco que funde a 55ºC que, tras la solidificación, pasa a la forma beta, que funde nuevamente a 72ºC. Se ha informado de que los puntos de fusión de 1, 3-diestearina con ácidos grasos de cadena corta o media en la posición 2 son elevados (Lovegren et al., J. Amer. Oil Chem. Soc. 55:310-316 (1978) ) . Los triglicéridos di-saturados simétricos de ácido esteárico y/o ácido palmítico, a menudo con ácido oleico en posición 2, muestran una fusión bastante uniforme a temperaturas próximas a las del organismo, y esta propiedad es conveniente para la mantequilla de cacao y los sustitutos de manteca sólida (véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nos. 4.364.868, 4.839.192 y 4.873.109) , y para los espesantes de la margarina y grasas alimentarias (véanse, por ejemplo, las Patentes de EE.UU. Nos. 4.390.561, 4.447.462, 4.486.457, 4.865.866 y 4.883.684) . Debido a su funcionalidad, las grasas con alto contenido de ácido esteárico y elevado punto de fusión tienen, por lo general, aplicaciones limitadas en composiciones alimentarias en comparación con triglicéridos más plásticos o líquidos.

Se han preparado grasas sustituyendo una porción de los ácidos grasos presentes en las grasas o aceites ordinarios con ácido acético, produciendo de este modo triglicéridos portadores de acetilos cortos y sustituyentes largos. Para las grasas saturadas ricas en ácido esteárico, la sustitución con grupos acetilo de una porción de los grupos estearilo reduce el punto de fusión. Estos aceto-glicéridos se estudiaron en la década de 1950 y se encontró que eran digestibles. Los estudios de nutrición en animales indicaron que el valor nutricional de las grasas de monoacetina y diacetina fue esencialmente el mismo de los triglicéridos convencionales correspondientes (Mattson et al., J. Nutr. 59:277-285 (1956) ) , aunque las acetooleínas fueron más digestibles que las acetoestearinas (Ambrose et al., J. Nutr. 58: 113-124 (1956) ) . Los animales mostraron escaso crecimiento cuando recibieron acetoestearina como única grasa dietética (Coleman et al., J. Amer. Oil Chem. Soc. 40: 737-742 (1963) ) .

Aunque exhiben un punto de fusión más bajo que triestearina, las acetoestearinas muestran también puntos de fusión altos, limitando su aplicación en productos alimentarios que requieren grasas plásticas o líquidas. De hecho, aunque los puntos de fusión de los compuestos estructuralmente relacionados generalmente disminuyen con la reducción del peso molecular (y las mono- y diestearinas con sustituyentes saturados medios a largo cumplen esta regla) , los puntos de fusión de los triglicéridos en las series de C18CnC18 y CnCnC18 en donde n es 2 a 6, muestran de manera anómala que los derivados de mono-y diestearina de elevado peso molecular C6 (ácido caproico) tienen los puntos de fusión más bajos, en tanto que los derivados de mono- y diestearina de peso molecular más bajo C2 (ácido acético) exhiben los puntos de fusión más altos (Jackson et al., J. Amer. Chem. Soc. 73: 4280-4284 (1951) y Jackson et al., J. Amer. Chem. Soc. 74: 4827-4829 (1952) ) . Las grasas plásticas que contienen acetoestearinas,... [Seguir leyendo]

1. Una composición lipídica de utilidad para formular productos de alimentación, que comprende una mezcla de triglicéridos sintéticos de la fórmula:

en la que el grupo central R2 y los grupos terminales R1 y R3 comprenden, independientemente, residuos de ácidos grasos que tienen 2 a 24 átomos de carbono;

en la que al menos aproximadamente 14% en peso de los triglicéridos en la mezcla son triglicéridos estructurados;

en la que el grupo central R2 es un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos, o un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos;

en la que uno de los grupos terminales R1 o R3 es un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos, y con al menos un doble enlace en su estructura, y en la que el otro de los grupos terminales R1 o R3 es un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos, un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos, o un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos, y al menos un doble enlace C-C en su estructura; y en la que la mezcla de triglicéridos tiene una proporción molar de residuos de ácidos grasos de cadena corta (S) , residuos de ácidos grasos de cadena media (M) , residuos de ácidos grasos saturados de cadena larga con 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos, y sin doble enlace C-C en su estructura (L) , y residuos de ácidos grasos insaturados de cadena larga (U) , según se define por la ecuación:

Proporción Molar = (S+M) / (L+U)

de 1, 5 a 2, 4.

2. La composición lipídica según la reivindicación 1, en la que la proporción molar es 1, 5 a 1, 9 y en la que la mezcla de triglicéridos sintéticos, una vez digerida en el tracto gastrointestinal de un mamífero, se absorbe y metaboliza de manera eficaz para desplazar un mayor contenido de energía de la misma hacia el gasto energético y un menor contenido al almacenamiento de grasas en el organismo que una cantidad similar de aceite de maíz digerido.

3. La composición lipídica según las reivindicaciones 1 o 2, en la que al menos aproximadamente 14% en peso de los triglicéridos en la mezcla tienen:

el grupo R2 como un residuo de ácido graso de cadena corta, con 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos;

uno de los grupos R1 o R3 como un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos; y el otro de los grupos R1 o R3 como un residuo de ácido graso de cadena corta, con 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos.

4. La composición lipídica según la reivindicación 3, en la que la mezcla de triglicéridos sintéticos aporta menos de 7, 5 kcal/g de energía biodisponible.

5. La composición lipídica según las reivindicaciones 1 o 2, en la que aproximadamente 30 a 80% en peso de los triglicéridos en la mezcla tienen:

el grupo R2 como un residuo de ácido graso saturado de cadena larga, con 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos;

uno de los grupos R1 o R3 como un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos; y el otro de los grupos R1 o R3 como un residuo de ácido graso saturado de cadena larga, con 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos.

6. La composición lipídica según la reivindicación 5, en la que la mezcla de triglicéridos sintéticos aporta aproximadamente 4 a aproximadamente 6 kcal/g de energía biodisponible.

7. La composición lipídica según las reivindicaciones 1 o 2, en la que al menos aproximadamente 50% en peso de los triglicéridos en la mezcla tienen:

el grupo R2 se selecciona del grupo consistente en un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos, un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos, y mezclas de los mismos;

uno de los grupos R1 o R3 es un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos; y el otro de los grupos R1 o R3 es diferente de R2 y se selecciona del grupo consistente en un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos, y un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos.

8. La composición lipídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que la mezcla de triglicéridos sintéticos está esencialmente libre de ácidos grasos trans.

9. La composición lipídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que la mezcla de triglicéridos sintéticos comprende un aceite sustancialmente líquido a aproximadamente 24ºC.

10. Un producto de alimentación que contiene la composición lipídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. El producto de alimentación según la reivindicación 10, en el que la composición lipídica está presente en una cantidad eficaz para desplazar un mayor contenido de energía de la misma hacia el gasto energético y un menor contenido al almacenamiento de grasas, cuando el producto de alimentación que contiene la composición lipídica se absorbe y metaboliza en el tracto gastrointestinal de un mamífero, comparado con un producto de alimentación que tiene una cantidad similar de aceite de maíz.

12. Un método para formar una mezcla de lípidos estructurados, en donde dicho método comprende hacer reaccionar los componentes siguientes:

(i) un primer triglicérido sintético, seleccionado del grupo consistente en:

y sus mezclas, en donde cada grupo S es, independientemente, un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos, y cada grupo M es, independientemente, un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos;

(ii) un segundo triglicérido sintético, seleccionado del grupo consistente en:

y sus mezclas, en donde cada grupo L e, independientemente, un residuo de ácido graso saturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos y ningún doble enlace C-C en su estructura, y cada grupo U es, independientemente, un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos, (iii) una lipasa 1, 3-específica, y (iv) un ácido o éster de ácido C2-C4;

en donde la reacción se lleva a cabo bajo condiciones que permiten la formación de un tercer triglicérido sintético de la fórmula:

en la que Ry es uno de los grupos S o M definido anteriormente, y Rx y Rz son residuos de ácidos grasos, en los que al menos uno de Rx y Rz es el grupo U, según se ha definido anteriormente; y en la que la mezcla de triglicéridos tiene una proporción molar de residuos de ácido graso de cadena corta (S) , residuos de ácido graso de cadena media (M) , residuos de ácido graso saturado de cadena larga, que tiene 14 a 24

átomos de carbono, ambos incluidos, y ningún doble enlace C-C en su estructura (L) , y residuos de ácido graso insaturado de cadena larga (U) , según se ha definido por la ecuación:

Proporción Molar = (S+M) / (L+U)

de 1, 5 a 2, 4.

13. El método según la reivindicación 12, en el que las condiciones de reacción permiten la formación de un cuarto 15 triglicéridos que tiene la fórmula:

en la que el grupo Rt es un grupo S o un grupo M, según se ha definido anteriormente, y uno de los grupos Rs y Ru es el grupo U, según se ha definido anteriormente, y el otro grupo Rs o Ru se selecciona del grupo M o del grupo S, y es diferente de Rt.

14. El método según la reivindicación 12, en el que uno de Rx y Rz es U.

15. El método según la reivindicación 13, en el que uno de Rs y Ru es U.

16. Un método para formar una mezcla de lípidos estructurados, en donde dicho método comprende una interesterificación catalizada con una base de los siguientes componentes: aproximadamente 1 hasta aproximadamente 15 moles de triglicéridos de cadena corta (SSS) ; 25 aproximadamente 1 hasta aproximadamente 10 moles de triglicéridos de cadena media (MMM) ;

aproximadamente 0, 5 hasta aproximadamente 5 moles de triglicéridos insaturados de cadena larga (UUU) ; en donde la reacción tiene lugar en presencia de una catalizador básico, bajo condiciones que permiten la formación de una mezcla de triglicéridos sintéticos que tienen la fórmula:

en la que los grupos R1, R2 y R3 comprenden, independientemente, un residuo de ácido graso que tiene 2 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos; y en la que al menos aproximadamente 14% en peso de la mezcla de triglicéridos sintéticos tiene los grupos R2 seleccionados independientemente del grupo consistente en un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos (S) , y un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos (M) ; y uno de los grupos R1 y R3 es un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene entre 14 y 24 átomos de carbono, ambos incluidos (U) y al menos un doble enlace en su estructura,

el otro de los grupos R1 y R3 es un residuo de ácido graso de cadena corta, que tiene 2 a 4 átomos de carbono, ambos incluidos, un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos, o un residuo de ácido graso insaturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos, y al menos un doble enlace C-C en su estructura, en donde la mezcla de triglicéridos sintéticos tiene una proporción molar de residuos de ácidos grasos de cadena corta (S) , residuos de ácidos grasos de cadena media (M) , residuos de ácidos grasos saturados de cadena larga, que tienen entre 14 y 24 átomos de carbono, ambos incluidos (L) , y residuos de ácidos grasos insaturados de cadena larga (U) de la fórmula:

Proporción Molar = (S+M) / (L+U)

entre 1, 5 y 2, 4.

17. El método según la reivindicación 16, en el que la proporción molar es de entre 1, 5 y 1, 9, y en el que la mezcla de triglicéridos sintéticos, una vez digerida en el tracto gastrointestinal de un mamífero, se absorbe y metaboliza de manera eficaz para desplazar un mayor contenido de energía de la misma hacia el gasto energético y un menor contenido al almacenamiento de grasas en el organismo que una cantidad similar de aceite de maíz digerido.

18. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 16 o 17, en el que el triglicérido SSS se selecciona del grupo consistente en triglicéridos de ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico y sus mezclas; el triglicérido MMM se selecciona del grupo consistente en triglicéridos de ácido caproico, ácido caprílico, ácido cáprico, ácido láurico, y sus mezclas; el triglicérido LLL se selecciona del grupo consistente en triglicéridos de ácido esteárico, ácido láurico, ácido behénico, ácido araquídico, ácido palmítico, y sus mezclas; y el triglicérido UUU se selecciona del grupo consistente en triglicéridos de ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido vaccénico, ácido linoleico, ácido alfalinoleico, ácido gamma-linoleico, ácido gadoleico, ácido araquidónico, ácido eicosapentaenoico, ácido erúcico, ácido docosahexaenoico, y sus mezclas.

19. El método según la reivindicación 18 que comprende, adicionalmente, retirar los triacilgliceroles volátiles de la mezcla de triglicéridos sintéticos.

20. El método según la reivindicación 16, en el que la mezcla de triglicéridos sintéticos aporta menos de 7, 5 kcal/g de energía biodisponible.

21. El método según la reivindicación 16, en el que la mezcla de triglicéridos sintéticos comprende, adicionalmente, aproximadamente 30 a aproximadamente 80% en peso de triglicéridos que tienen:

el grupo R2 como un residuo de ácido graso saturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos (L) ;

uno de los grupos R1 y R3 como un residuo de ácido graso de cadena media, que tiene 6 a 12 átomos de carbono, ambos incluidos (M) ;

el otro de los grupos R1 y R3 como un residuo de ácido graso saturado de cadena larga, que tiene 14 a 24 átomos de carbono, ambos incluidos (L) .

22. El método según la reivindicación 21, en el que la mezcla de triglicéridos sintéticos aporta aproximadamente 4 a aproximadamente 6 kcal/g de energía biodisponible.

23. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 22, en el que el catalizador básico es metóxido sódico.

24. La composición lipídica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, para desplazar un mayor contenido de energía a los procesos termogénicos y menor contenido de energía a los depósitos de grasa del cuerpo, en donde dicha composición lipídica se incorpora en una composición alimentaria para sustituir un componente lipídico previamente incluido en la misma.