Microemulsiones para su uso en productos alimenticios y de bebidas.

Una microemulsión usada para incorporar materiales lipófilos insolubles en agua en composiciones alimenticias y de bebidas que comprende

(a) una fase oleosa que comprende dicho material insoluble en agua y un emulsionante de HLB bajo que tiene un HLB de 1 a 5 seleccionado de éster de glicerol de ácidos grasos,

monoglicéridos, diglicéridos, monoglicéridos etoxilados, éster de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sorbitano de ácidos grasos, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos; (b) una fase acuosa; y

(c) un sistema de emulsionantes aptos para uso alimenticio que comprende:

(i) un emulsionante de HLB alto que tiene un HLB de 10 a 16 seleccionado de ésteres de ácido acético de mono y diglicéridos, ésteres de ácido láctico de mono y diglicéridos, ésteres de ácido succínico de mono y diglicéridos, ésteres diacetiltartáricos de mono y diglicéridos, ésteres de polisorbitano, ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos; y

(ii) un emulsionante de HLB medio que tiene un HLB de 6 a 8 seleccionado de monoglicéridos, diglicéridos, monoglicéridos etoxilados, ésteres de sorbitano de ácidos grasos, ésteres de ácido fosfórico de mono y diglicéridos, ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos;

en la que dicha fase oleosa está dispersada como partículas que tienen un diámetro promedio de 1 a 300 nm, preferentemente de 1 a 200 nm, dentro de dicha fase acuosa,

que comprende fase acuosa a del 50% al 90%, preferentemente del 70% al 85%, del total, siendo el equilibrio el sistema de fase oleosa y de emulsionantes aptos para uso alimenticio, del que la fase oleosa comprende del 1% al 15%, preferentemente del 2% al 6%, y comprendiendo del 0,1% al 5% del emulsionante de HLB bajo, del 5% al 25% del emulsionante de HLB alto y del 0,1 % al 5% del emulsionante de HLB medio, y en la que la fase acuosa puede contener materiales disueltos seleccionados de colorantes, vitaminas, zumos, antioxidantes, extractos de componentes naturales (tales como raíces de plantas, hojas, semillas, flores, etc.), medicamentos, fenoles simples, polifenoles, bioflavonoides, productos lácteos, proteínas, péptidos, sales, azúcares, edulcorantes, aromas, precursores de aromas, nutrientes, minerales, ácidos y condimentos, y mezclas de los mismos.

Microemulsiones para su uso en productos alimenticios y de bebidas La presente solicitud se refiere a y reivindica prioridad de la solicitud provisional de EE.UU. nº 60/727.122 presentada el 14 de octubre de 2005.

CAMPO TÉCNICO

La presente solicitud se refiere a microemulsiones que son eficaces para incorporar componentes insolubles en agua en composiciones alimenticias y de bebidas basadas en agua o componentes solubles en agua en composiciones alimenticias basadas en lípidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La formulación de productos alimenticios y de bebidas, particularmente productos alimenticios y de bebidas basados en agua, puede ser difícil. Por ejemplo, frecuentemente es necesario incorporar componentes inmiscibles en agua tales como colorantes, aromas, nutrientes, productos nutricéuticos, agentes terapéuticos o antioxidantes, en composiciones que están principalmente basadas en agua. La dificultad de esta tarea aumenta por el hecho de que las composiciones necesitan formularse de forma que sean estéticamente agradables para el consumidor. Por ejemplo, frecuentemente es necesario incorporar un material insoluble en agua en una bebida acuosa mientras que todavía mantiene la claridad óptica de la bebida. Estas composiciones también necesitan presentar estabilidad a largo plazo bajo condiciones típicas de transporte, almacenamiento y uso de alimentos y bebidas.

Una forma con la que la industria ha intentado satisfacer estos requisitos contradictorios es incorporar los materiales inmiscibles en agua usando microemulsiones. Una microemulsión es una dispersión de dos líquidos inmiscibles (estando una fase líquida "dispersa" y siendo la otra "continua") en la que las gotitas individuales de la fase dispersa tienen un radio promedio inferior a aproximadamente un cuarto de la longitud de onda de la luz. Tales microemulsiones también se han llamado "nanoemulsiones". Normalmente, en una microemulsión, las gotitas de la fase dispersa tienen un radio inferior a aproximadamente 1400 Ã, y preferentemente en el orden de aproximadamente 100 a aproximadamente 500 Ã. La teoría básica de microemulsiones se describe más completamente en Rosano, Journal of the Society of Cosmetic Chemists, 25: 609-619 (noviembre, 1974) .

Las microemulsiones pueden ser difíciles de formular, requiriendo frecuentemente el uso de co-disolventes tales como etanol o propilenglicol. Estos co-disolventes pueden conducir a sabores extraños en el producto final. Además, la formación de microemulsiones requiere frecuentemente algunas condiciones de procesamiento bastantes estresantes tales como la homogenización a alta presión, que requiere equipo especializado y puede aumentar el coste del producto final.

Por tanto, sería útil tener un procedimiento para formular microemulsiones usando niveles relativamente bajos de emulsionantes de uso alimenticio que permiten la incorporación de componentes inmiscibles con agua en composiciones alimenticias y de bebidas basadas en agua sin requerir el uso de tales co-disolventes y condiciones de procesamiento relativamente extremas.

El estado de la técnica describe la formación de microemulsiones, así como el uso de microemulsiones formadas por procedimientos convencionales para la incorporación de materiales en productos alimenticios y de bebidas.

La patente de EE.UU. nº 4.146.499, Rosano, concedida el 27 de marzo de 1979, describe una microemulsión de aceite en agua que utiliza una mezcla de tensioactivos de HLB alto/bajo para formar la emulsión. La patente no enseña ni sugiere el uso de un sistema ternario de tensioactivos (HLB alto/bajo/medio) en la formación de la emulsión.

La patente de EE.UU. nº 4.752.481, Dokuzovic, concedida el 21 de junio de 1988, describe un producto de chicle aromatizado que incluye una base de chicle, un edulcorante y una emulsión que contiene aroma. La emulsión comprende del 19 al 59% de un aceite aromatizante, del 1 al 5% de un emulsionante que tiene un HLB de aproximadamente 1, 6 a aproximadamente 7, 0 y un alquilpoliol (por ejemplo, glicerina o polietilenglicol) .

La patente de EE.UU. nº 4.835.002, Wolf y col., concedida el 30 de mayo de 1989, describe una microemulsión de un aceite esencial comestible (tal como aceite de cítrico) en una matriz de agua/alcohol. La composición comprende agua, el aceite esencial, alcohol y un tensioactivo. El componente tensioactivo utilizado debe incluir un tensioactivo de HLB alto, aunque también puede incluir una mezcla de tensioactivos de HLB alto y HLB bajo. No hay divulgación de un sistema ternario de emulsionantes tensioactivos para su uso en la formación de la emulsión.

La patente de EE.UU. nº 5.320.863, Chung y col., concedida el 14 de junio de 1994, describe microemulsiones usadas para administrar altas concentraciones de aceites aromáticos o de fragancia. Se dice que las composiciones presentan alta estabilidad incluso en ausencia de alcoholes inferiores. Las composiciones incluyen un tensioactivo no iónico (generalmente no comestible o apto para uso alimenticio) ; no se proporciona fundamentalmente discusión del HLB. No hay divulgación ni sugerencia para combinar tensioactivos de HLB alto, bajo y medio en un sistema ternario emulsionante.

La patente de EE.UU. nº 5.447.729, Belenduik y col., concedida el 5 de septiembre de 1995, describe una composición farmacéutica particulada en la que un material activo farmacéutico puede incorporarse en partículas en forma de una microemulsión. Las capas externas de las partículas tienen superficies de contacto hidrófobas/lipófilas entre ellas. Las composiciones divulgadas pueden incluir polisorbato 80 o monooleato de glicerol como emulsionante. En la patente no hay enseñanza de un sistema ternario de emulsionantes tensioactivos.

La patente de EE.UU. nº 5.948.825, Takahashi y col., concedida el 7 de septiembre de 1999, describe emulsiones de agua en aceite de agentes farmacéuticos difíciles de absorber para su uso en administración tópica o por vía oral. No hay divulgación ni sugerencia de un sistema ternario de emulsionantes tensioactivos. Los emulsionantes desvelados en la patente 825 pueden incluir una mezcla de dos tipos de tensioactivos no iónicos, uno que tiene un HLB de 10 a 20 y el otro que tiene un HLB de 3 a 7.

La patente de EE.UU. nº 6.048.566, Behnam y col., concedida el 11 de abril de 2000, describe una bebida clara no alcohólica que incorpora de 10 a 500 mg/l de ubiquinona Q10, junto con un estabilizador de polisorbato.

La patente de EE.UU. nº 6.077.559, Logan y col., concedida el 20 de junio de 2000, se refiere a vinagres aromatizados que se basan en la inclusión de microemulsiones específicamente definidas. Las microemulsiones de aceite en vinagre comprenden del 20% al 70% de vinagre, del 5% al 35% de etanol, del 0, 1% al 5% de un material aromatizante y del 0, 5% al 5% de un tensioactivo. Los tensioactivos utilizados son tensioactivos de HLB alto; también puede incluir una pequeña cantidad de tensioactivo de HLB bajo (4 a 9) . En la patente 559 no hay divulgación de un sistema ternario de emulsionantes tensioactivos.

La patente de EE.UU. nº 6.146.672, Gonzalez y col., concedida el 14 de noviembre de 2000, se refiere a emulsiones de agua en aceite que pueden extenderse que se usan como rellenos en productos de repostería, particularmente masas congeladas. Se dice que los rellenos presentan una vida útil y estabilidad mejoradas. Las emulsiones descritas incluyen una mezcla de emulsionantes de HLB alto y bajo. Aunque la patente 672 describe una mezcla de tensioactivos de HLB alto y bajo, no divulga ni sugiere el sistema ternario de emulsionantes tensioactivos que se utiliza en la presente invención. Además, la patente 672 no enseña microemulsiones ni el uso de una emulsión para incorporar materiales insolubles en agua en productos alimenticios.

La patente de EE.UU. nº 6.303.662, Nagahama y col., concedida el 16 de octubre de 2001, describe microemulsiones usadas en la administración de fármacos solubles en grasa. Las composiciones desveladas requieren un aceite de alta polaridad, un aceite de baja polaridad, un éster de ácido monograso de poliglicerol y un alcohol polihidroxilado soluble en agua. No hay divulgación de un sistema ternario de emulsionantes tensioactivos.

La patente de EE.UU. nº 6.376.482, Akashe y col., concedida el 23 de abril de 2002, describe composiciones de mesofase estabilizada que incorporan esteroles vegetales como agentes hipocolesterolemiantes. Las composiciones pueden incluir una mezcla... [Seguir leyendo]

1. Una microemulsión usada para incorporar materiales lipófilos insolubles en agua en composiciones alimenticias y de bebidas que comprende

(a) una fase oleosa que comprende dicho material insoluble en agua y un emulsionante de HLB bajo que tiene un HLB de 1 a 5 seleccionado de éster de glicerol de ácidos grasos, monoglicéridos, diglicéridos, monoglicéridos etoxilados, éster de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sorbitano de ácidos grasos, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos;

(b) una fase acuosa; y

(c) un sistema de emulsionantes aptos para uso alimenticio que comprende:

(i) un emulsionante de HLB alto que tiene un HLB de 10 a 16 seleccionado de ésteres de ácido acético de mono y diglicéridos, ésteres de ácido láctico de mono y diglicéridos, ésteres de ácido succínico de mono y diglicéridos, ésteres diacetiltartáricos de mono y diglicéridos, ésteres de polisorbitano, ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos; y

(ii) un emulsionante de HLB medio que tiene un HLB de 6 a 8 seleccionado de monoglicéridos, diglicéridos, monoglicéridos etoxilados, ésteres de sorbitano de ácidos grasos, ésteres de ácido fosfórico de mono y diglicéridos, ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos;

en la que dicha fase oleosa está dispersada como partículas que tienen un diámetro promedio de 1 a 300 nm, preferentemente de 1 a 200 nm, dentro de dicha fase acuosa, que comprende fase acuosa a del 50% al 90%, preferentemente del 70% al 85%, del total, siendo el equilibrio el sistema de fase oleosa y de emulsionantes aptos para uso alimenticio, del que la fase oleosa comprende del 1% al 15%, preferentemente del 2% al 6%, y comprendiendo del 0, 1% al 5% del emulsionante de HLB bajo, del 5% al 25% del emulsionante de HLB alto y del 0, 1 % al 5% del emulsionante de HLB medio, y en la que la fase acuosa puede contener materiales disueltos seleccionados de colorantes, vitaminas, zumos, antioxidantes, extractos de componentes naturales (tales como raíces de plantas, hojas, semillas, flores, etc.) , medicamentos, fenoles simples, polifenoles, bioflavonoides, productos lácteos, proteínas, péptidos, sales, azúcares, edulcorantes, aromas, precursores de aromas, nutrientes, minerales, ácidos y condimentos, y mezclas de los mismos.

2. La microemulsión según la reivindicación 1, en la que el emulsionante de HLB bajo se selecciona de monooleato de glicerol, ricinoleato de poliglicerol, decaoleato de decaglicerol, erucato de sacarosa, oleato de sacarosa, y el emulsionante de HLB medio se selecciona de ésteres de poliglicerol tales como hexaoleato de decaglicerol y ácidos monograsos de triglicerol tales como monooleato de triglicerol y estearato de sacarosa, y el emulsionante de HLB alto se selecciona de polisorbato 80, monolaurato de polioxisorbitano, laurato de 6poliglicerol, éteres de ácido láurico de decaglicerol, éteres de ácido oleico de decaglicerol y ésteres de sacarosa.

3. La microemulsión según la reivindicación 1, en la que el emulsionante de HLB bajo se selecciona de monooleato de glicerol, ricinoleato de poliglicerol, decaoleato de decaglicerol, erucato de sacarosa, oleato de sacarosa y mezclas de los mismos, o el emulsionante de HLB medio se selecciona de hexaoleato de decaglicerol, monooleato de triglicerol, estearato de sacarosa y mezclas de los mismos, o el emulsionante de HLB alto se selecciona de polisorbato 80, monolaurato de polioxisorbitano, laurato de 6-poliglicerol, éteres de ácido láurico de decaglicerol, éteres de ácido oleico de decaglicerol y mezclas de los mismos.

4. La microemulsión según la reivindicación 1, en la que el material insoluble en agua se selecciona de carotenoides y sus derivados, aceites esenciales, aceites comestibles, ácidos grasos, proteínas y péptidos, ácidos grasos poliinsaturados y sus ésteres, vitamina A y sus derivados, vitamina E y sus derivados, vitamina D y sus derivados, vitamina K y sus derivados, colorantes, aromatizantes, nutrientes, productos nutricéuticos, agentes terapéuticos, antioxidantes, extractos de componentes naturales, medicamentos, conservantes, ácido lipoico, fitoesterinas, quercetina, fitoesteroles y sus ésteres, co-enzima Q10 (ubidecarona) , isoflavonas vegetales y mezclas de las mismas, preferentemente beta-caroteno, apocarotenal, vitamina E, vitamina A, palmitato de vitamina A, acetato de vitamina E y mezclas de los mismos.

5. La microemulsión según la reivindicación 1, en la que los emulsionantes usados en la microemulsión comprenden monooleato de glicerol, polisorbato 80 y ésteres de poliglicerol.

6. Un procedimiento para preparar la microemulsión de la reivindicación 1 que comprende las etapas de:

(a) mezclar los componentes lipófilos insolubles en agua con el emulsionante de HLB bajo para formar la fase oleosa;

(b) mezclar el sistema de emulsionantes en la fase oleosa; y

(c) añadir la fase acuosa al producto de la etapa (b) y mezclar para formar la microemulsión.

7. Una microemulsión usada para incorporar materiales solubles en agua en composiciones alimenticias y de bebidas que comprende:

(a) una fase acuosa que comprende dicho material soluble en agua y un emulsionante de HLB alto que tiene un HLB de 9 a 17 seleccionado de ésteres de ácido acético de mono y diglicéridos, ésteres de ácido láctico de mono y diglicéridos, ésteres de ácido succínico de mono y diglicéridos, ésteres diacetiltartáricos de mono y diglicéridos, ésteres de polisorbitano, ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos;

(b) una fase oleosa; y

(c) un sistema de emulsionantes aptos para uso alimenticio que comprende:

(i) un emulsionante de HLB bajo que tiene un HLB de 1 a 5 seleccionado de éster de glicerol de ácidos grasos, monoglicéridos, diglicéridos, monoglicéridos etoxilados, éster de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, éster de glicerol de ácidos grasos, ésteres de sorbitano de ácidos grasos, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos;

(ii) un emulsionante de HLB medio que tiene un HLB de 6 a 8 seleccionado de monoglicéridos, diglicéridos, monoglicéridos etoxilados, ésteres de sorbitano de ácidos grasos, ésteres de ácido fosfórico de mono y diglicéridos, ésteres de poliglicerol de ácidos grasos, lecitina, ésteres de sacarosa de ácidos grasos y mezclas de los mismos;

en la que dicha fase acuosa está dispersada como partículas que tienen un diámetro promedio de 1 a 300 nm dentro de dicha fase oleosa, que comprende fase oleosa a del 50% al 90% del total, siendo el equilibrio el sistema de fase acuosa y de emulsionantes aptos para uso alimenticio del que la fase acuosa comprende de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 15% del total, siendo el equilibrio el sistema de fase oleosa y de emulsionantes aptos para uso alimenticio y que incluye del 0, 1% al 5% del emulsionante de HLB alto, del 0, 1% al 5% del emulsionante de HLB medio y del 5% al 30% del emulsionante de HLB bajo.

8. La microemulsión según la reivindicación 7, en la que el emulsionante de HLB bajo se selecciona de monooleato de glicerol, ricinoleato de poliglicerol, decaoleato de decaglicerol, erucato de sacarosa, oleato de sacarosa, y el emulsionante de HLB medio se selecciona de ésteres de poliglicerol tales como hexaoleato de decaglicerol y ácidos monograsos de triglicerol tales como monooleato de triglicerol y estearato de sacarosa, y el emulsionante de HLB alto se selecciona de polisorbato 80, monolaurato de polioxisorbitano, laurato de 6poliglicerol, éteres de ácido láurico de decaglicerol, éteres de ácido oleico de decaglicerol y ésteres de sacarosa.

9. La microemulsión según la reivindicación 7, en la que el emulsionante de HLB bajo se selecciona de monooleato de glicerol, ricinoleato de poliglicerol, decaoleato de decaglicerol, erucato de sacarosa, oleato de sacarosa y mezclas de los mismos o el emulsionante de HLB medio se selecciona de hexaoleato de decaglicerol, monooleato de triglicerol, estearato de sacarosa y mezclas de los mismos, o el emulsionante de HLB alto se selecciona de polisorbato 80, monolaurato de polioxisorbitano, laurato de 6-poliglicerol, éteres de ácido láurico de decaglicerol, éteres de ácido oleico de decaglicerol y mezclas de los mismos.

10. La microemulsión según la reivindicación 7, en la que la fase oleosa incluye materiales disueltos seleccionados de carotenoides y sus derivados, aceites esenciales, aceites comestibles, ácidos grasos, proteínas y péptidos, ácidos grasos poliinsaturados y sus ésteres, vitamina A y sus derivados, vitamina E y sus derivados, vitamina D y sus derivados, vitamina K y sus derivados, colorantes, aromatizantes, nutrientes, productos nutricéuticos, agentes terapéuticos, antioxidantes, extractos de componentes naturales, medicamentos, conservantes, ácido lipoico, fitoesterinas, quercetina, fitoesteroles y sus ésteres, co-enzima Q10 (ubidecarona) , isoflavonas vegetales y mezclas de los mismos.

11. La microemulsión según la reivindicación 7, en la que el material soluble en agua se selecciona de aditivos alimentarios, conservantes alimentarios, complementos alimentarios, antioxidantes, productos nutricéuticos, extractos vegetales, medicamentos, ácidos grasos, proteínas, péptidos, hidratos de carbono, sal, aromas naturales, aromas sintéticos, colorantes, vitaminas y mezclas de los mismos.

12. Un procedimiento para preparar la microemulsión de la reivindicación 7 que comprende las etapas de:

(a) mezclar los componentes de material soluble en agua con el emulsionante de HLB alto para formar la fase acuosa;

(b) mezclar el sistema de emulsionantes en la fase acuosa; y

(c) añadir la fase oleosa al producto de la etapa (b) y mezclar para formar la microemulsión.

13. Un concentrado usado para formar una microemulsión de aceite en agua para su uso en productos alimenticios o de bebidas que comprende:

(a) del 1% al 40% de una fase oleosa dispersada que contiene un componente lipófilo que va a incorporarse en dicha composición alimenticia o de bebida;

(b) del 1% al 10% de un emulsionante apto para uso alimenticio de HLB bajo que tiene un HLB de 1 a 5 como se define en la reivindicación 1;

(c) del 1% al 10% de un emulsionante apto para uso alimenticio de HLB medio que tiene un HLB de 6 a 8 como se define en la reivindicación 1; y

(d) del 65% al 95% de un emulsionante apto para uso alimenticio de HLB alto que tiene un HLB de 10 a 16 como se define en la reivindicación 1.

14. Un concentrado usado para formar una microemulsión de agua en aceite para su uso en productos basados en aceite o en grasa que comprende:

(a) del 1% al 40% de una fase acuosa dispersada que contiene un componente que va a incorporarse en dicha composición alimenticia o de bebida;

(b) del 65% al 95% de un emulsionante apto para uso alimenticio de HLB bajo que tiene un HLB de 1 a 5 como se define en la reivindicación 7;

(c) del 1% al 10% de un emulsionante apto para uso alimenticio de HLB medio que tiene un HLB de 6 a 8 como se define en la reivindicación 7; y

(d) del 1% al 10% de un emulsionante apto para uso alimenticio de HLB alto que tiene un HLB de 9 a 17 como se define en la reivindicación 7.

15. Una composición alimenticia o de bebida que comprende la microemulsión de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 y 7 a 10.

16. Una composición alimenticia o de bebida preparada usando el concentrado de la reivindicación 13 ó 14.