Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos de uso alimentario y su proceso de fabricación.

Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos en una emulsión fluida concentrada caracterizado porque comprende:

- un núcleo hidrófobo que comprende al menos un principio activo dotado de al menos un ciclo aromático,

- una capa de tensioactivo aniónico de tipo sales de ácidos carboxílicos lipófilos,

- una fase lipídica monodispersa dispersada en una fase acuosa continua, comprendiendo dicha fase lipídica al menos un tensioactivo anfótero lipídico que porta al menos dos cadenas de ácidos grasos, un grupo glicerilo y una cabeza ionizada,

- una capa superficial de tensioactivo no iónico anfifílico que porta un elemento hidrófobo funcionalizado por uno, dos o tres grupos hidroxilos libres y un elemento hidrófilo mixto constituido por un grupo glicerilo y una cadena de polietilenglicol.

Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos de uso alimentario y su proceso de fabricación Sector de la técnica La presente invención concierne a un nuevo material híbrido que permite la protección y la vectorización de los principios activos que presentan interés en el ámbito de la alimentación. Son igualmente objeto de la presente invención un procedimiento que permite la obtención de dicho material, la utilización de este material para la elaboración de productos alimentarios, así como los productos alimentarios que comprenden dicho material.

Estado de la técnica Las compañías industriales de nutrición animal desarrollan permanentemente productos innovadores con el fin de mejorar la producción y la salud del animal. La orientación actual en este ámbito es sustituir los principios activos utilizados en la nutrición animal y responsables de las resistencias observadas en el animal y potencialmente en el hombre a través de los residuos presentes en los productos animales, por sustancias de origen natural o "idénticas naturales", que limitan los riesgos para el hombre y son ecológicamente inertes.

Una clase de compuestos particularmente interesantes en el ámbito alimentario que permiten mejorar la calidad de los productos terminados está representada por los antioxidantes. Estas moléculas son capaces de neutralizar o de reducir los daños causados por los radicales libres en el organismo, responsables de la oxidación de las células y de los procesos de envejecimiento.

Los antioxidantes presentan interés a diferentes niveles. En el ámbito de la alimentación y de las propiedades organolépticas impiden el enranciamiento de los productos alimentarios (Liger J. (1991) "The use of antioxydants in foods. In Free Radicals and food Additives. Edited by O.I. Aruoma and B. Halliwell. págs.121 -150. Taylor and Francis, London) . En el ámbito biológico pueden ayudar a proteger el cuerpo humano frente a daños por especies de oxígeno reactivas ROS (siendo ROS un término colectivo empleado para incluir los radicales del oxígeno (O2·, OH ·, ·· -

RO2 , RO etc.) y diversos oxidantes no radicales, tales como HOCl, H2O2, O3 and ONOO . El término "reactivo" es un término relativo, el O2·-es por ejemplo más reactivo que el O2 pero mucho menos que el radical hidroxilo OH · o HOCl) .

Los aceites esenciales contienen antioxidantes. Se presentan en forma de líquidos oleosos aromáticos obtenidos a partir de plantas (flores, brotes, granos, hojas, ramitas, corteza, hierbas, madera, frutas y raíces) . Un extenso cuerpo de investigación ha demostrado que los aceites esenciales y sus componentes principales poseen una gama de actividad biológica, que puede ser de gran importancia en diversos ámbitos desde la química alimentaria hasta la farmacia (Cristiani, M., Dâ?Arrigo, M., Mandalari, G., Castelli, F., Sarpietro, M. G., & Micieli, D., y col. (2007) . Interaction of four monoterpenes contained in essential oils with model membranes: Implications for their antibacterial activity. Journal of Agricultural and Food Chemistr y , 55, 6300 -6308) .

Es bien conocido que los aceites esenciales obtenidos a partir del orégano (Origanum vulgare, Lippia spp.) , una hierba mediterránea tradicional, poseen una fuerte actividad antimicrobiana debido a su contenido muy elevado en monoterpenos y compuestos oxigenados, tales como el c-terpineno, y el p-cimeno, el timol y el carvacrol (Chorianopoulos, N., Kalpoutzakis, E., Aligianis, N., Mitaku, S., Nychas, G. J., & Haroutounian, S. (2004) . Essential oils of Satureja, Origanum and Thymus species chemical composition and antibacterial activities against foodborne pathogen. Journal of Agricultural and Food Chemistr y , 52, 8261 -8267) . Esta actividad antimicrobiana se traduce a la vez por un efecto letal o bactericida, pero también por una inhibición del crecimiento o efecto bacteriostático.

El carvacrol es igualmente un componente habitual de los aceites de orégano, de tomillo y de mejorana, generalmente reconocidos como aditivos sanitarios no tóxicos. Se emplea frecuentemente en diversos productos como aderezo y/o como agente antimicrobiano, presenta un amplio espectro de actividad contra bacterias, levaduras y micetos (Knowles, J. R., Roller, S., Murray, D. B., & Naidu, A. S. (2005) . Antimicrobial action of carvacrol at différent stages of dual species biofilm development by Staphylococcus aureus and Salmonella enterica Serovar Typhimurium. Applied and Environmental Microbiology, 71 (2) , 797 -803) .

Los aceites esenciales son hidrófobos y su principal sitio de actividad es la membrana microbiana. Estos sitios se acumulan en la bicapa lipídica de las células según un coeficiente de cerramiento que es específico para cada compuesto aplicado, produciendo la ruptura de la estructura de la membrana y su disfunción (Pol, I. E., & Smid, E. J. (1999) . Combined action of nisin and carvacrol on Bacillus cereus and Listeria monocytogenes. Letters in Applied Microbiology, 29, 166 -170) . La actividad antimicrobiana de los aceites esenciales relacionada con su contenido en monoterpenos es el resultado del carácter lipófilo de estos compuestos, que actúan alterando la membrana citoplasmática microbiana, que pierde así su elevada impermeabilidad para los protones y los iones grandes.

Un gran número de estudios in vitro han demostrado que el aceite de orégano y sus constituyentes más activos, el carvacrol y el timol, destruyen un amplio abanico de bacterias y hongos, produciendo unos efectos equivalentes e

incluso superiores a los de ciertos antibióticos tales como la anfotericina B y la nistatina frente a infecciones por Candida albicans (Baratta M.T. y col., Chemical composition and antioxidative activity of laurel, sage rosemar y , oregano and coriander essential oils, J. Essent. oil Res., 1998, 10: 618-27) .

Desafortunadamente estos compuestos naturales son biológicamente inestables, insolubles en agua y están mal distribuidos para dirigirse a los sitios de acción, localizados generalmente a nivel intestinal, lo que supone un paso estomacal, sinónimo de degradación de las propiedades de estos compuestos. Se han presentado algunos métodos originales con el fin de mejorar la estabilidad y la disponibilidad biológica de estos compuestos, entre los cuales está la encapsulación liposómica (Shoji, Y., & Na kashima, H. (2004) . Nutraceutics and deliver y systems. Journal of Drug Targeting, 12 (6) , 385 -391) .

La microencapsulación reduce la reactividad con el entorno exterior (el agua, el oxígeno, la luz) , disminuye la evaporación y la velocidad de transferencia con estos. También favorece la capacidad de controlar, enmascarar el sabor y aumentar la dilución para realizar una distribución uniforme en los productos terminados una vez que el compuesto natural (aceite esencial) es utilizado en pequeñas cantidades (Gibbs, B. F., Kermasha, S., Alli, I., & Mulligan, C. N. (1999) . Encapsulation in food industr y : A review. International Journal of Food Science and Nutrition, 50 (3) , 213 -224) . La utilización de liposomas es por lo tanto una solución ventajosa que permite conservar el sabor de los alimentos y asegurar la protección contra los fenómenos de oxidación.

También se han realizado trabajos dirigidos a la identificación de soportes que permitan la conservación de las propiedades de los compuestos activos de los aceites esenciales y la obtención de un efecto óptimo a nivel de los sitios de acción.

También se ha estudiado la adsorción de las moléculas de tipo fenólico en soportes básicos de tipo carbonato de cesio (Cs2CO3) en el marco de la reacción de Wittig-Horner en condiciones de interfases sólido-líquido (J .V. Sinisterra, J. Barrios, Z. Mouloungui, M. Delmas and A. Gaset, Bull. Soc. Chim Belg., vol. 100 / nº 3 / 1991) . Los autores describen con detalle las condiciones de adsorción de moléculas de tipo fenólico, aldehídos fenólicos y aldehídos lineales sobre 3 tipos de soportes: carbonato de cesio (Cs2CO3 · 3 H2O) , carbonatos de potasio (K2CO3 · 1 H2O, K2CO3 · 5 H2O) e hidróxido de bario activado (C-200) . Resulta que la estructura que microcristalina del soporte utilizado es el factor determinante de la actividad catalítica, por consiguiente, del rendimiento de la reacción estudiada. También concluyen que los carbonatos hidratados presentan unos sitios fuertemente reductores (OH-u O-) debido a la presencia de agua en su malla cristalina, lo que significa un proceso catalítico de transferencia de electrones (ETC) , que producirá la reacción parásita de Cannizzaro.

La encapsulación del carvacrol en formulaciones galénicas, y su liberación in vitro y/o in vivo ha sido ampliamente estudiada (S. Boisen and J. A. Fernandez,... [Seguir leyendo]

1. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos en una emulsión fluida concentrada caracterizado porque comprende:

- un núcleo hidrófobo que comprende al menos un principio activo dotado de al menos un ciclo aromático, -una capa de tensioactivo aniónico de tipo sales de ácidos carboxílicos lipófilos, -una fase lipídica monodispersa dispersada en una fase acuosa continua, comprendiendo dicha fase lipídica al menos un tensioactivo anfótero lipídico que porta al menos dos cadenas de ácidos grasos, un grupo glicerilo y una cabeza ionizada, -una capa superficial de tensioactivo no iónico anfifílico que porta un elemento hidrófobo funcionalizado por uno, dos o tres grupos hidroxilos libres y un elemento hidrófilo mixto constituido por un grupo glicerilo y una cadena de polietilenglicol.

2. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho al menos un principio activo está dotado de al menos un ciclo aromático funcionalizado por un grupo hidroxilo y/o por un grupo formilo.

3. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho al menos un principio activo proviene de un aceite esencial extraído de orégano, de tomillo, de clavo, de canela, de vainilla, de pimienta roja, de pimentón o de una mezcla de estos, eligiéndose dicho al menos un principio activo de entre las siguientes moléculas: el carvacrol, el timol, el eugenol, el ácido cinámico, el aldehído cinámico, el ácido vanílico, la vainillina, la capsaicina, la piperina o una mezcla de estos.

4. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de tensioactivo aniónico de tipo sales de ácidos carboxílicos lipófilos está formada por sales de ácidos grasos cristalizables fusibles entre 30 y 70 º C, teniendo dichas sales de ácidos grasos una cadena carbonada que comprende entre 12 y 18 átomos de carbono.

5. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de tensioactivo aniónico de tipo sales de ácidos carboxílicos lipófilos está formada por laurato de sodio u otra de sus sales.

6. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según una cualquiera de las reivindicaciones 35 precedentes, caracterizado porque la fase lipídica monodispersa está formada por lecitina de soja o de colza.

7. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento hidrófobo de la capa superficial de tensioactivo no iónico anfifílico es una molécula de ricinoleato.

8. Nuevo material híbrido de secuestro de principios activos según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque está asociado a una fase acuosa y/o a un soporte inorgánico.

9. Procedimiento de protección de principios activos mediante su secuestro en una emulsión fluida concentrada en 45 forma de un nuevo material híbrido caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) fundir un tensioactivo aniónico de tipo sales de ácidos carboxílicos lipófilos mediante calentamiento a una temperatura cercana a la de fusión de dicho tensioactivo aniónico y con agitación, b) añadir, manteniendo la temperatura y la agitación hasta su completa disolución:

- al menos un principio activo hidrófobo dotado de al menos un ciclo aromático, -después al menos un tensioactivo anfótero lipídico que porta al menos dos cadenas de ácidos grasos, un grupo glicerilo y una cabeza ionizada, -después al menos un tensioactivo no iónico anfifílico que porta un elemento hidrófobo funcionalizado por 55 uno, dos o tres grupos hidroxilos libres y un elemento hidrófilo mixto constituido por un grupo glicerilo y una cadena de polietilenglicol, c) añadir la fase acuosa hasta la obtención de una pasta fluida homogénea en las mismas condiciones de temperatura y agitación, d) detener el calentamiento y dejar que dicha pasta así obtenida vuelva a la temperatura ambiente manteniendo la agitación, e) detener la agitación.

10. Procedimiento de protección de principios activos según la reivindicación 9 caracterizado porque dicho al 65 menos un principio activo hidrófobo está dotado de al menos un ciclo aromático funcionalizado por un grupo hidroxilo y/o por un grupo formilo.

11. Procedimiento de protección de principios activos según la reivindicación 9 o 10 caracterizado porque el nuevo material obtenido se somete a un tratamiento de liofilización, estando el nuevo material obtenido adsorbido sobre un soporte inorgánico de naturaleza silícea.

12. Procedimiento de protección de principios activos según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11 caracterizado porque la agitación se realiza por medio de una mezcladora de fuerte cizallamiento, de forma que se obtengan partículas cuyo tamaño esté comprendido entre 5 y 200 micrómetros.

13. Utilización del nuevo material según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para la elaboración de 10 productos alimentarios destinados a seres humanos y/o a animales.

14. Producto alimentario que comprende un nuevo material según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque es estabilizado mediante la adición de aditivos.