BR112013013816B1

BR112013013816B1 - Método para formação de uma composição de proteína, composição processada como massa em fusão e lenço

Info

Publication number: BR112013013816B1
Application number: BR112013013816-5A
Authority: BR
Inventors: Vasily A Topolkaraev; Neil T. Scholl
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc.
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2020-03-10
Also published as: EP2649132B1; BR112013013816A2; EP2649132A4; IL226293A0; EP2649132A2; US20130224316A1; KR20130139303A; MX350656B; AU2011340220A1; US8445032B2; WO2012077005A2; MX2013006450A; WO2012077005A3; KR101828119B1; ZA201303957B; US9205152B2; US20120141609A1; AU2011340220B2

Abstract

método para formação de uma composição de proteína, composição processada como massa em fusão e lenço a presente invenção provê uma composição de proteína processada como massa em fusão formada a partir de uma proteína, um plastificante e um reagente eletrofílico. o reagente eletrofílico, por exemplo, pode ser selecionado para sofrer uma reação de adição nucleofílica com radicais sulfidrila e/ou tiíla livres, para auxiliar a minimizar a formação de ligações de reticulação por dissulfeto, que, de outra maneira, poderia conduzir à agregação de proteínas durante o processamento de massa de fusão. para intensificar o grau no qual o reagente eletrofílico pode limitar a reticulação, é também um plastificante, que auxilia a mediar a adsorção do reagente eletrofílico à estrutura interna da proteína, onde ele pode ser mais estavelmente retido. além disso, a temperatura e a taxa de cisalhamento empregadas durante a combinação como massa em fusão também podem ser selecionadas para serem relativamente baixas, para auxiliar a limitar a dissociação de polipeptídeos, por meio disto minimizando o impacto de agregação e de fragilização.

Description

"MÉTODO PARA FORMAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE PROTEÍNA, COMPOSIÇÃO PROCESSADA COMO MASSA EM FUSÃO E LENÇO" HISTÓRICO DA INVENÇÃO

Proteínas são frequentemente empregadas para encapsular um componente, de modo que ele possa ser liberado durante um período de tempo. Por exemplo, um artigo intitulado "Encapsulation of Essential Oils in Zein Nanospherical Particles" (Parris et al. , J. Agric. Food Chem. 2005, 53, 4788-4792) descreve amplamente a encapsulação de timol em nanoesferas de zeína por misturação do óleo com partículas de zeína, na presença de um solvente (por exemplo, etanol). Diz-se que as partículas são úteis para administração oral ou injetável de materiais biológicos no corpo. Outro artigo, intitulado "Controlled Release of Thymol from Zein Based Film" (Mastromatteo, et al. , J. Innovative Food and Emerging Technologies 2009, 10, 222-227), descreve amplamente filmes formados por dissolução de zeína de milho e glicerol em etanol, e, depois disto, a adição de timol, para formar uma solução. A solução é vertida em uma placa de Petri e secada para formar o filme.

Um problema com as técnicas descritas acima é que elas, de maneira geral, se baseiam em solventes (por exemplo, etanol) para auxiliar a dissolver o óleo para formar uma solução. Uma desvantagem do uso de solventes é que tanto o óleo quanto a proteína têm que ser solúveis em um sistema solvente comum, o que impõe um limite em qual tipo de componentes podem ser empregados na composição. Além disso, soluções com base em solvente exigem uma quantidade substancial de tempo, energia e de material para processamento. Ainda adicionalmente, uma porção do óleo pode escapar da solução quando o solvente for evaporado, o que exige o uso de uma quantidade maior do óleo do que seria normalmente necessária. Não obstante o acima, a capacidade de se usar um processo "sem solvente" é complicada pela tendência das proteínas perderem suas propriedades de escoamento quando expostas a intenso cisalhamento e à elevada temperatura, normalmente associados com o processamento de massa em fusão. Por exemplo, proteínas podem sofrer uma mudança conformacional ("desnaturação"), que faz com que ligações dissulfeto no polipeptídeo se dissociem em grupos sulfidrila ou radicais tiila. Grupos sulfidrila se formam quando ligações dissulfeto forem quimicamente reduzidas, enquanto que a cisão mecânica das ligações dissulfeto faz com que radicais tiila se formem. Uma vez dissociados, contudo, grupos sulfidrila livres se reassociam de maneira aleatória com outros grupos sulfidrila para formar nova ligação dissulfeto entre polipeptídeos. Os radicais tiila também podem se reassociar de maneira aleatória com outros radicais tiila formando novas ligações dissulfeto, ou radicais tiila podem reagir com outro aminoácido criando, de maneira funcional, novas formas de reticulação entre polipeptídeos. Devido ao fato de que um polipeptídeo contém múltiplos grupos tiol, a reticulação aleatória entre polipeptídeos conduz à formação de uma rede de polipeptídeos "agregados", que é relativamente frágil e conduz a uma perda de propriedades de escoamento.

Como tal, atualmente existe uma demanda por uma composição de proteína, que possa ser prontamente extrudada como massa em fusão.

RESUMO DA INVENÇÃO

De acordo com uma modalidade da presente invenção, é descrito um método para formação de uma composição de proteína, que compreende a combinação, de maneira dispersiva, de uma proteína, um plastificante e um reagente eletrofílico, dentro de um dispositivo de combinação de massa em fusão, em uma temperatura de cerca de 202C a cerca de 100 2C e uma tensão de cisalhamento de cerca de 1 a cerca de 100 Pascal-segundo. Proteínas constituem de cerca de 20% em peso a cerca de 95% em peso da composição, e os reagentes eletrofílicos estão presentes na composição em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, com base no peso das proteínas.

De acordo com outra modalidade da presente invenção, é descrita uma composição processada como massa em fusão, que compreende pelo menos uma proteína vegetal em uma quantidade de cerca de 20% em peso a cerca de 95% em peso, pelo menos um plastif icante em uma quantidade de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso, com base no peso da proteína, e pelo menos um reagente eletrofílico em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso com base no peso da proteína.

Outras características e aspectos da presente invenção são discutidos em maiores detalhes abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Uma descrição completa e capacitante da presente invenção, incluindo o seu melhor modo, dirigida a um técnico no assunto, é mostrada mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: A Figura 1 é um gráfico mostrando a viscosidade de uma amostra contendo 40% em peso de glúten e 60% em peso de glicerol (Exemplo 1) em várias temperaturas; e A Figura 2 é um gráfico mostrando a viscosidade de uma amostra contendo 36,9% em peso de proteína de trigo vital, 55,3% em peso de glicerol e 7,8% em peso de glicidil hexadecil éter ("GHE") (Exemplo 2) em várias temperaturas. O uso repetido de caracteres de referência nos presentes relatório descritivo e desenhos pretende representar as mesmas características ou elementos, ou características ou elementos análogos da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES REPRESENTATIVAS

Será feita agora referência em detalhes a várias modalidades da invenção, um ou mais exemplos da qual são mostrados abaixo. Cada exemplo é fornecido por meio de explicação da invenção, não de limitação da invenção. De fato, será evidente para os técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se desviar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade, podem ser usadas em outra modalidade para fornecer uma ainda outra modalidade. Portanto, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações conforme recaiam dentro do escopo das reivindicações anexas e de seus equivalentes.

Falando de maneira geral, a presente invenção é direcionada a uma composição de proteína processada como massa em fusão formada a partir de uma proteína, um plastificante e um reagente eletrofílico. Apesar dos problemas normalmente associados com proteínas de processamento de massa em fusão, os presentes inventores constataram que as condições e os componentes de processamento podem ser seletivamente controlados para permitir a formação de uma composição processada como massa em fusão, estável, que é capaz de exibir boas propriedades mecânicas. O reagente eletrofílico, por exemplo, pode ser selecionado para sofrer uma reação de adição nucleofílica com radicais sulfidrila e/ou radiais tiila livres para auxiliar a minimizar a formação de ligações de reticulação de dissulfeto, que poderíam, de outra maneira, conduzir à agregação de proteína durante o processamento de massa em fusão. Para intensificar o grau, no qual o reagente eletrofílico pode limitar a reticulação, um plastificante também é empregado, que auxilia a mediar a adsorção do reagente eletrofílico para a estrutura interna da proteína, onde ela pode ser mais prontamente retida. Além disso, a temperatura e a taxa de cisalhamento empregadas durante a combinação de massa em fusão também podem ser selecionadas para serem relativamente baixas para auxiliar a limitar a dissociação do polipeptídeo, por meio disso minimizando o impacto de agregação e de fragilização. Várias modalidades da presente invenção serão agora descritas em mais detalhes abaixo. I. Componentes A. Proteína Qualquer uma de uma variedade de diferentes proteínas, de maneira geral, pode ser processada como massa em fusão na composição da presente invenção. Exemplos de proteínas adequadas incluem proteínas vegetais, proteínas do leite, proteínas animais, assim como concentrados ou isolados dos mesmos. A fonte de proteína pode ser, por exemplo, leite (por exemplo, caserna ou caseinatos) , soro do leite, milho (por exemplo, zeína), trigo (por exemplo, glúten de trigo), soja, ou outras fontes vegetais ou animais. Proteínas vegetais são particularmente adequadas para uso na presente invenção, tais como zeína, glúten de milho, glúten de trigo, proteína de soro, proteína de soja, etc. Qualquer forma de proteína pode ser usada, tal como isolados, concentrados e farinha. Por exemplo, proteínas de soja podem estar na forma de um isolado contendo de cerca de 75% em peso a cerca de 98% de proteína, um concentrado contendo de cerca de 50% em peso a cerca de 75% em peso de proteína, ou farinha contendo de cerca de 30% em peso a cerca de 50% em peso de proteína. Em certas modalidades, é desejável usar uma proteína que seja relativamente pura, tais como aquelas apresentando um teor em proteínas de cerca de 75% peso ou mais, e, em alguns casos, de cerca de 85% ou mais. Proteínas de glúten, por exemplo, pode ser purificadas por remoção por lavagem de qualquer amido associado para deixar um compósito de proteínas gliadina e glutenina. Em uma modalidade em particular, é empregado um glúten de trigo vital. Tal glúten de trigo vital está comercialmente disponível como um pó bege cremoso produzido a partir de farinha de trigo por secagem de glúten recém-lavado. Por exemplo, glúten de trigo vital pode ser obtido a partir de Archer Daniels Midland ("ADM") de Decatur, Illinois, sob as designações WhetPro® 75 ou 80. Similarmente, isolados de proteína de soja purificados podem ser preparados por extração alcalina de uma farinha desnatada, e precipitação com ácido, uma técnica bem conhecida e usada rotineiramente na técnica. Tais proteínas de soja purificadas estão comercialmente disponíveis a partir de ADM sob a designação PRO-FAM®, as quais, tipicamente, apresentam um teor em proteínas de 90% em peso ou mais. Outros produtos de proteína de soja purificada também estão disponíveis de DuPont, de Louisville, Kentucky, sob a designação PRO-COTE® e de Central Soya sob a designação Promie R.

Se desejado, a proteína também pode ser modificada usando-se técnicas conhecidas na técnica, para aperfeiçoar sua capacidade em se dispersar em uma solução aquosa, a qual pode ser aplicada à composição para liberar o óleo botânico durante e/ou logo antes de usar, conforme descrito em mais detalhes abaixo. Técnicas de modificação adequadas podem incluir modificação de pH, desnaturação, hidrólise, acilação, redução, oxidação, etc. Apenas como um exemplo, algumas vezes, o glúten pode absorver água até que ele comece a repelir a água em excesso. Isso resulta em moléculas de glúten que estão associadas intimamente em conjunto, tal que elas resistam à dispersão em soluções aquosas. Para compensar esta tendência, a proteína pode ser tratada com um modificador de pH para aumentar sua solubilidade em ambientes aquosos. Tipicamente, o modificador de pH é um reagente básico, que pode elevar o pH da proteína, por meio disto fazendo com que ele se torne mais solúvel em soluções aquosas. Reagentes básicos contendo cátion monovalente (doravante "reagentes básicos monovalentes") são particularmente adequados para uso na presente invenção. Exemplos de tais reagentes básicos monovalentes incluem, por exemplo, hidróxidos de metais alcalinos (por exemplo, hidróxido de sódio, hidróxido de amônio, etc.), amônia, etc. Obviamente, reagentes multivalentes, tais como hidróxidos de metais alcalino-terrosos (por exemplo, hidróxido de cálcio) e óxidos de metais alcalino-terrosos (por exemplo, óxido de cálcio), também podem ser empregados, se desejado. Quando empregado, o modificador de pH pode estar presente em uma quantidade tal que o pH da proteína seja de cerca de 7 a cerca de 14, e, em algumas modalidades, de cerca de 8 a cerca de 12. A hidrólise do material de proteína também pode aperfeiçoar a solubilidade em água, e pode ser efetuada por tratamento da proteína com uma enzima hidrolítica. Muitas enzimas são conhecidas na técnica, que hidrolisam materiais de proteína, incluindo, mas não limitadas a, proteases, pectinases, lactases e quimiotripsina. A hidrólise enzimática é efetuada por adição de uma quantidade suficiente de enzima a uma dispersão aquosa de material de proteína, tipicamente de cerca de 0,1% a cerca de 10% de enzima em peso do material de proteína, e tratamento da enzima e da dispersão de proteína. Depois que hidrólise suficiente tiver ocorrido, a enzima pode ser desativada por aquecimento, e o material de proteína pode ser precipitado a partir da solução por ajuste do pH da solução para em torno do ponto isoelétrico do material de proteína. A composição da presente invenção tipicamente emprega proteínas em uma quantidade de cerca de 20% em peso a cerca de 95% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 30% em peso a cerca de 90% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 40% em peso a cerca de 80% em peso. B. Reagente Eletrofílico Um reagente eletrofílico também é empregado na composição da presente invenção, que seja capaz de sofrer uma reação de adição nucleofílica com radicais sulfidrila e/ou tiila livres, os quais são nucleófilos fortes na proteína normalmente associada com a reticulação por dissulfeto. Por exemplo, o reagente eletrofílico pode reagir com grupos sulfidrila livres para inibir a formação de novas ligações de reticulação por dissulfeto. Dessa maneira, o reagente eletrofílico pode servir como um inibidor de reticulação e limitar a agregação da proteína durante o processamento de massa em fusão. Vários reagentes eletrofílicos, que sofrem reações com tióis ou tiílas, podem ser empregados na presente invenção. Em uma modalidade, por exemplo, o reagente eletrofílico é um composto olefínico, que pode sofrer uma reação de adição de tiol-eno (também conhecida como "Adição de Michael") com tióis ou tiílas. Exemplos de tais eletrófilos olefínicos incluem, por exemplo, (met)acrilatos, (met)acrilamidas, maleimidas, acrilonitrilas, ciano-acrilatos, e assim por diante. Eletrófilos olefínicos particularmente adequados incluem (met)acrilatos, tais como acrilato de poli(etileno glicol), alquil éter acrilato de poli(etileno glicol) (por exemplo, poli(éter acrilato de etila de etileno glicol)), metacrilato de poli(etileno glicol), alquil éter metacrilato de poli(etileno glicol), ácido acrílico, acrilato de sódio, metacrilato de 3-hidróxi-propila, metacrilato de 2-hidróxi-etila, acrilato de 3-hidróxi-propila, acrilato de 2-hidróxi-etila, metacrilato de 2-bromo-etila, metacrilato de 2-cloro-etila, metacrilato de 2-iodo-etila, acrilato de 2-bromo-etila, acrilato de 2-cloro-etila, acrilato de 2-iodo-etila, metacrilato de glicidila, acrilato de 2-ciano-etila, acrilato de glicidila, acrilato de 4-nitro-fenila, acrilato de pentabromo-fenila, metacrilatos de poli(propileno glicol), acrilatos de poli(propileno glicol), acrilato de 2-sulfo-etila, metacrilato de 2-sulfo-etila, acrilato de 3-sulfo-propila, metacrilato de 3-sulfo-propila, etc., assim como misturas dos mesmos.

Outro reagente eletrofílico adequado para uso na composição é um composto de epóxido, que possa sofrer uma reação de abertura de anel nucleofílica com grupos tiol ou tiila. Em certos casos, o composto de epóxido pode conter somente um anel de epóxido por molécula ("monofuncional"), tal como t-butil glicidil éter, isopropil glicidil éter, isobutil glicidil éter, 2-etil-hexil glicidil éter, glicidil hexadecil éter, glicidil metil éter, etc., assim como misturas dos mesmos. Alternativamente, o composto de epóxido pode conter dois ou mais anéis de epóxido por molécula ("polifuncional") . Quando empregados, tais poliepóxidos podem ser um homopolímero ou um copolímero (por exemplo, aleatório, de enxerto, em blocos, etc.), linear ou ramificado, contendo grupos epóxi terminais, unidades de oxirano esqueletais e/ou grupos epóxi pendentes. Os monômeros empregados para formar tais poliepóxidos podem variar. Em uma modalidade em particular, por exemplo, o modificador de poliepóxido contém pelo menos um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional. Por exemplo, monômeros (met)acrílicos epóxi-funcionais podem incluir, mas não estão limitados a, aqueles contendo grupos 1,2-epóxi, tais como acrilato de glicidila e metacrilato de glicidila. Outros monômeros epóxi-funcionais adequados incluem alil glicidil éter, etacrilato de glicidila e itaconato de glicidila. Se desejado, monômeros adicionais também podem ser empregados no poliepóxido. Tais monômeros podem variar e incluem, por exemplo, monômeros de éster, monômeros (met)acrílicos, monômeros de olefina, monômeros de amida, etc. Em uma modalidade em particular, por exemplo, o composto de poliepóxido inclui pelo menos um monômero de a-olefina linear ou ramificado, tais como aqueles apresentando 2 a 20 átomos de carbono e, de preferência, de 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos específicos incluem etileno, propileno, 1-buteno; 3-metil-l-buteno; 3,3-dimetil- 1-buteno; l-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metila, etila ou propila; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metila, etila ou propila; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metila, etila ou propila; 1-octeno com um ou mais substituintes de metila, etila ou propila; 1-noneno com um ou mais substituintes de metila, etila ou propila; 1-deceno substituído com etila, metila ou dimetila; 1-dodeceno; e estireno. Comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno e propileno.

Outros monômeros adequados podem incluir um monômero (met)acrílico que não seja epóxi-funcional. Exemplos de tais monômeros (met)acrílicos podem incluir acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de n-propila, acrilato de isopropila, acrilato de n-butila, acrilato de s-butila, acrilato de isobutila, acrilato de t-butila, acrilato de n-amila, acrilato de isoamila, acrilato de isobornila, acrilato de n-hexila, acrilato de 2-etil-butila, acrilato de 2-etil-hexila, acrilato de n-octila, acrilato de n-decila, acrilato de metil-ciclo-hexila, acrilato de ciclopentila, acrilato de ciclo-hexila, metacrilato de metila, metacrilato de etila, metacrilato de 2-hidróxi-etila, metacrilato de n-propila, metacrilato de n-butila, metacrilato de isopropila, metacrilato de isobutila, metacrilato de n-amila, metacrilato de n-hexila, metacrilato de isoamila, metacrilato de s-butila, metacrilato de t-butila, metacrilato de 2-etil-butila, metacrilato de metil-ciclo-hexila, metacrilato de cinamila, metacrilato de crotila, metacrilato de ciclo-hexila, metacrilato de ciclopentila, metacrilato de 2-etóxi-etila, metacrilato de isobornila, etc., assim como combinações dos mesmos. Em uma modalidade em particular, o modificador de poliepóxido é um terpolímero formado a partir de um componente monomérico (met)acrílico epóxi-funcional, um componente monomérico de α-olefina e um componente monomérico (met)acrílico não epóxi-funcional. Por exemplo, o modificador de poliepóxido pode ser poli(etileno-co-metacrilato-co-metacrilato de glicidila). 0 monômero epóxi-funcional pode ser para formar um polímero usando uma variedade de técnicas conhecidas. Por exemplo, um monômero contendo grupos funcionais polares pode ser enxertado por sobre uma cadeia principal de polímero para formar um copolímero de enxerto. Tais técnicas de enxerto são bem conhecidas na técnica e descritas, por exemplo, na Patente U.S. No. 5.179.164, a qual é aqui incorporada, em sua totalidade, por referência a ela, para todas as finalidades. Em outras modalidades, um monômero contendo grupos funcionais de epóxi podem ser copolimerizados com um monômero, para formar um copolímero em blocos ou aleatório, usando-se técnicas de polimerização via radicais livres conhecidas, tais como reações em pressão elevada, sistemas de reação com catalisador de Ziegler- Natta, sistemas de reação de catalisador de sítio único (por exemplo, de metaloceno), etc.

Embora seja desejável induzir uma reação com a proteína em uma velocidade que seja suficiente para o processo de combinação de massa em fusão, muito da uma reação pode conduzir à degradação da molécula de proteína, por meio disto tornando difícil estirar em um material com as desejadas propriedades de resistência e de elongação. A esse respeito, os presentes inventores constataram que reagentes eletrofílicos apresentando uma funcionalidade relativamente baixa são particularmente eficazes em limitar a formação de reticulações por dissulfeto, enquanto ainda evitando a degradação da proteína. Em outras palavras, o número de grupos funcionais (por exemplo, epóxido ou alqueno) por molécula é tipicamente menor do que 10, em algumas modalidades, de 1 a 5, e, em algumas modalidades, de 1 a 3. Além disso, o peso molecular do reagente eletrofílico também é tipicamente pequeno, de modo que o próprio composto não altere a processabilidade como massa em fusão da proteína. Por exemplo, o reagente eletrofílico pode apresentar um peso molecular médio menor do que cerca de 10.000 gramas por mol, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 1.000 gramas por mol, e, em algumas modalidades, de cerca de 50 a cerca de 200 gramas por mol. A quantidade de reagente eletrofílico empregado é também baixa o bastante para minimizar a degradação de proteína, mas elevada o bastante para se conseguir a inibição de reticulação desejada. Tipicamente, o reagente eletrofílico está presente em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 15% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 12% em peso, com base no peso da proteína empregada na composição. Dependendo de quais outros componentes sejam empregados, a concentração do reagente eletrofílico em toda a composição pode ser a mesma ou menor do que as faixas apontadas acima. Em certas modalidades, por exemplo, o reagente eletrofílico constitui de cerca de 0,01 em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 12% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 10% em peso, com base no peso total da composição. Não obstante o acima exposto, podem ser empregados catalisadores em algumas modalidades para aumentar adicionalmente a velocidade da reação nucleofílica. Tais catalisadores são bem conhecidos pelos técnicos no assunto. Por exemplo, uma base pode ser empregada como um catalisador, tal como trimetilamina, trietilamina, tributilamina, N-metil-morfolina, dietilamina, etc. Outro catalisador adequado pode ser um composto de fosfina, tal como trifenil-fosfina, tri-o-tolil-fosfina, tri-m-tolil-fosfina, tri-p-tolil-fosfina, dimetil-fenil-fosfina, dietil-fenil-fosfina, etil-difenil-fosfina, metil-difenil-fosfina, tributil-fosfina, trietil-fosfina, triciclo-hexil-fosfina, 1,2-bis(difenil-fosf ino) etano, 1,3-bis(difenil-fosfino) propano e 1,4-bis(difenil-fosfino) butano. C. Plastificante Um plastificante também pode ser empregado na composição para auxiliar a tornar a proteína mais escoável e para auxiliar a mediar a entrega do reagente eletrofílico para a estrutura interna da proteína. Plastificantes adequados podem incluir, por exemplo, álcoois poli-hídricos, tais como açúcares (por exemplo, glicose, sacarose, frutose, rafinose, maltodextrose, galactose, xilose, maltose, lactose, manose e eritrose), álcoois de açúcares (por exemplo, eritritol, xilitol, malitol, manitol e sorbitol) , polióis (por exemplo, etileno glicol, glicerol, propileno glicol, dipropileno glicol, butileno glicol e hexano triol), etc. Também são adequados compostos orgânicos formadores de pontes de hidrogênio, que não apresentem um grupo hidroxila, incluindo uréia e derivados de uréia; anidridos de álcoois de açúcares, tal como sorbitano; proteínas animais, tal como gelatina; proteínas vegetais, tal como proteína de girassol, proteína de soja, proteínas de semente de algodão; e misturas dos mesmos. Outros plastificantes adequados podem incluir ésteres de ftalato, succinato de dimetila e de dietila e ésteres relacionados, triacetato de glicerol, mono- e diacetatos de glicerol, mono-, di- e tripropionatos de glicerol, butanoatos, estearatos, ésteres de ácido lático, ésteres de ácido cítrico, ésteres de ácido adípico, ésteres de ácido esteárico, ésteres de ácido oléico, e outros ésteres de ácido. Ácidos carboxílicos alifáticos também podem ser usados, tais como ácido lático, ácido maléico, ácido acrílico, copolímeros de etileno e de ácido acrílico, polietileno enxertado com ácido maléico, poli(butadieno-co-ácido acrílico), poli(butadieno-co-ácido maléico), poli(propileno-co-ácido acrílico), poli(propileno-co-ácido maléico), e outros ácidos com base em hidrocarboneto. Prefere-se um plastificante de baixo peso molecular, tal como menor do que cerca de 20.000 g/mol, de preferência, menor do que cerca de 5.000 g/mol, e, mais preferivelmente, menor do que cerca de 1.000 g/mol.

Se desejado, o plastificante pode ser selecionado para apresentar um certo pH (se refere ao pH antes da incorporação à composição). Por exemplo, plastificantes apresentando um pH relativamente baixo podem reduzir a tendência de proteínas de glúten se agregarem durante o processamento de massa em fusão. Portanto, quando forem empregadas proteínas de glúten, pode ser selecionado um plastif icante que apresente um pH de cerca de 6 ou menor, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 5, e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 4. Exemplos de tais plastificantes podem incluir ácidos carboxílicos alifáticos, tal como ácido lático, ácido maléico, ácido acrílico, etc. Em outras modalidades, pode ser desejável usar plastificantes apresentando um pH mais elevado, tal como quando a proteína vegetal não for, de maneira geral, sensível ao pH. Por exemplo, proteínas de soja, de maneira geral, carecem dos resíduos de cisteína, que conduzem à agregação em proteínas de glúten. Portanto, quando empregada, a proteína de soja pode ser usada com plastificantes apresentando uma faixa relativamente ampla de níveis de pH. Um exemplo de um tal plastificante é glicerol, que apresenta um pH de cerca de 6.

Tipicamente, o plastificante é empregado em uma quantidade de cerca de 20% em peso a cerca de 80% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 30% em peso a cerca de 70% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 40% em peso a cerca de 60% em peso, com base no peso da proteína empregada na composição. Igualmente, o plastificante também pode constituir de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 40% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 30% em peso, com base no peso total da composição inteira. D. Outros Componentes Em adição àqueles apontados acima, ainda outros aditivos também podem ser incorporados à composição. Por exemplo, antioxidantes também podem ser empregados na composição para neutralizar radicais e prevenir queimadura. Entre outras coisas, esses podem permitir elevadas temperaturas de processamento secundárias, enquanto também evitam transformações indesejáveis na estrutura de proteína devido à formação de radicais durante o processamento primário e secundário. Antioxidantes adequados podem incluir, por exemplo, acetil-cisteína, 3-t-butil-4-hidróxi-anisol, 2,6-di-t-butil-p-cresol, t-butil-hidroquinona, ácido caféico, ácido clorogênico, cisteína, cloridrato de cisteína, decil-mercapto-metil-imidazol, diamil-hidroquinona, di-t-butil-hidroquinona, tiodipropionato de dicetila, trioleato de digaloíla, tiodipropionato de dilaurila, tiodipropionato de dimiristila, dioleil-tocoferil-metil-silanol, rutinil-disulfato dissódico, tiodipropionato de distearila, tiodipropionato de ditridecila, gaiato de dodecila, ácido eritórbico, ferulato de etila, ácido ferúlico, hidroquinona, p-hidróxi-anisol, cloridrato de hidroxilamina, sulfato de hidroxilamina, tioglicolato de isso-octila, ácido kójico, madecassicosídeo, succinato de metóxi-PEG-7-rutinila, ácido nordi-hidroguaiarético, gaiato de octila, ácido fenil-tioglicólico, floroglucinol, gaiato de propila, ácido rosmarínico, rutina, eritorbato de sódio, tioglicolato de sódio, sorbitil-furfural, tiodiglicol, tiodiglicolamida, ácido tiodiglicólico, ácido tioglicólico, ácido tiolático, ácido tiosalicílico, tocoferet-5, tocoferet-10, tocoferet-12, tocoferet-18, tocoferet-50, tocofersolan, tocoferol (por exemplo, vitamina E) e seus derivados (por exemplo, derivados de vitamina E, tais como acetato de vitamina E, linoleato de vitamina E, nicotinato de vitamina E e succinato de vitamina E), o-tolil-biguanida, fosfito de tris (nonil-fenila), dexpantenol, ácidos alfa-hidróxi-carboxílicos (por exemplo, ácido glicólico, ácido lático, ácido mandélico) e sais dos mesmos, ésteres p-hidróxi-benzóicos (por exemplo, ésteres de metila, de etila, de propila ou de butila dos mesmos), dimetilol-dimetil-hidantoína, ácidos de N-acilamino e sais dos mesmos (por exemplo, N-octanoil-glicina, Lipacide C8G) e hinoquitol. Desses, tocoferóis e seus derivados são particularmente desejáveis.

Quando empregados, os antioxidantes podem constituir quantidade de cerca de 0,01 em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso, com base no peso da proteína empregada na composição. Igualmente, os antioxidantes também podem constituir de cerca de 0,001% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 5% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 2% em peso, com base no peso total de toda a composição.

Além disso, um agente redutor pode ser empregado na composição para retardar a formação de ligações dissulfeto a partir de grupos sulfidrila (tiol) por doação de prótons ao grupo tiol, por meio disto mantendo-os em seu estado redutor. Entre outras coisas, o retardamento da formação de ligações dissulfeto pode auxiliar a fornecer maior tempo para o reagente eletrofílico reagir com os grupos sulfidrila. Agentes redutores particularmente adequados incluem, por exemplo, sulfetos, bissulfitos, metabissulfitos ou nitritos de metais alcalinos e de amônio (por exemplo, metabissulfito de sódio), ácidos carboxílicos, cisteína, cisteamina, mercapto-etanol, etc., assim como misturas dos mesmos. Ácidos carboxílicos orgânicos são particularmente adequados, tais como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido malônico, ácido succínico, ácido salicílico, ácido sulfossalicílico, ácido adípico, ácido maléico, ácido málico, ácido oléico, ácido gálico, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido fórmico, ácido acético, ácido glicólico, ácido oxálico, ácido tartárico (por exemplo, ácido dextotartárico, ácido mesotartárico, etc.), ácido propiônico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido glutárico, ácido glicônico, ácido lático, ácido aspártico, ácido glutamínico, ácido itacônico, ácido trifluoro-acético, ácido barbitúrico, ácido cinâmico, ácido benzóico, ácido 4-hidróxi-benzóico, ácido amino-benzóico, etc.; fenóis, tais como pirogalol (benzeno-1,2,3-triol), pirocatecol (benzeno-diol), etc.; combinações dos mesmos, e assim por diante. Anidridos (por exemplo, anidrido maléico) e sais de ácidos orgânicos também podem ser empregados. Ácidos orgânicos particularmente adequados para uso na presente invenção são aqueles apresentando uma constante de dissociação de ácido (pKa) variando de 0 a cerca de 8, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 5, e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 5, determinada à 252C, tal como ácido lático (pKa de 3,85), ácido salicílico (pKa de 2,97) e ácido acético (pKa de 4,76).

Quando empregados, os agentes redutores podem constituir uma quantidade de cerca de 0,01% em peso a cerca de 15% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e, em algumas modalidades, a cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso, com base no peso da proteína empregada na composição. Igualmente, os agentes redutores também podem constituir de cerca de 0,001% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,05% em peso a cerca de 5% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 2% em peso, com base no peso total de toda a composição.

Polímeros de amido, que são frequentemente encontrados em composições de proteína comercialmente disponíveis, também podem ser empregados na presente invenção. Quando empregados, tais polímeros de amido, tipicamente, constituem de 5% em peso a cerca de 60% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 50% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 20% em peso a cerca de 40% em peso, com base no peso de proteína. Os polímeros de amido podem igualmente constituir de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso da composição, em algumas modalidades, de cerca de 5% em peso a cerca de 40% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 30% em peso da composição inteira.

Embora polímeros de amido sejam produzidos em muitas plantas, fontes típicas incluem sementes de grãos de cereais, tais como milho, milho ceroso, trigo, sorgo, arroz e arroz ceroso; tubérculos, tais como batatas; raízes, tais como tapioca (isto é, cassava e mandioca), batata doce e araruta; e a seiva da palmeira do sagu. Amidos quimicamente modificados também podem ser empregados, uma vez que eles, tipicamente, possuem um grau de sensibilidade à água mais elevado, e, portanto, podem auxiliar a facilitar a sensibilidade à água durante o uso. Tais amidos quimicamente modificados podem ser obtidos por meio de processos típicos conhecidos na técnica (por exemplo, esterificação, eterificação, oxidação, hidrólise com ácido, hidrólise enzimática, etc.). Éteres e/ou ésteres de amido podem ser particularmente desejáveis, tais como amidos de hidróxi- alquila, amidos de carbóxi-metila, etc. 0 grupo de hidróxi-alquila de amidos de hidróxi-alquila pode conter, por exemplo, 2 a 10 átomos de carbono, em algumas modalidades, de cerca de 2 a 6 átomos de carbono, e, em algumas modalidades, de 2 a 4 átomos de carbono. Amidos de hidróxi-alquila representativos, tais como amido de hidróxi-etila, amido de hidróxi-propila, amido de hidróxi-butila, e derivados dos mesmos. Ésteres de amido, por exemplo, podem ser preparados usando-se uma ampla variedade de anidridos (por exemplo, acético, propiônico, butírico, e assim por diante), ácidos orgânicos, cloretos de ácido ou outros reagentes de esterificação. O grau de esterificação pode variar conforme desejado, tal como de cerca de 1 a 3 grupos és ter por unidade glicosídica do amido. O polímero de amido pode conter diferentes percentagens de amilose e de amilopectina, diferentes pesos •moleculares de polímero, etc. Amidos com elevado teor em amilose contêm mais do que cerca de 50% em peso de amilose e amidos com baixo teor em amilose contêm menos do que cerca de 50% em peso de amilose. Embora não seja necessário, amidos com baixo teor em amilose apresentando um teor em amilose de cerca de 10% a cerca de 40% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 15% a cerca de 35% em peso, são particularmente adequados para aplicação na presente invenção. Exemplos de tais amidos com baixo teor em amilose incluem amido de milho e amido de batata, ambos os quais apresentam um teor em amilose de aproximadamente 20% em peso.

Auxiliares de dispersão também podem ser empregados para ajudar a criar uma dispersão uniforme do óleo/proteína/plastificante e retardar ou impedir a separação da composição nas fases constituintes. Quando empregado(s), o(s) auxiliar(es) de dispersão, tipicamente, constitui(em) de cerca de 0,001% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 4% em peso, com base no peso da proteína na composição. Embora qualquer auxiliar de dispersão, de maneira geral, possa ser empregado na presente invenção, tensoativos apresentando um determinado equilíbrio hidrofílico/lipofílico pode aperfeiçoar a estabilidade de longo prazo da composição. Conforme é conhecido na técnica, as hidrofilicidade ou a lipofilicidade relativas de um emulsificante podem ser caracterizadas pela escala de equilíbrio hidrofílico/lipofílico ("HLB"), que mede o equilíbrio entre as tendências de solução hidrofílica e lipofílica de um composto. A escala HLB varia de 0,5 a aproximadamente 20, com os números mais baixos representando tendências altamente lipofílicas e os números mais elevados representando tendências altamente hidrofílicas. Em algumas modalidades da presente invenção, o valor HLB dos tensoativos é de cerca de 1 a cerca de 15, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 12, e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 10. Se desejado, dois ou mais tensoativos podem ser empregados, os quais apresentem valores HLB ou abaixo ou acima do valor desejado, mas que, em conjunto, apresentem um valor HLB médio dentro da faixa desejada.

Uma classe particularmente adequada de tensoativos, para uso na presente invenção, são tensoativos não iônicos, que, tipicamente, apresentam uma base hidrofóbica (por exemplo, grupo alquila de cadeia longa ou um grupo arila alquilado) e uma cadeia hidrofílica (por exemplo, cadeia contendo porções de etóxi e/ou de propóxi). Por exemplo, alguns tensoativos não iônicos adequados, que podem ser usados, incluem, mas não estão limitados a, alquil-fenóis etoxilados, álcoois graxos etoxilados e propoxilados, éteres de poli(etileno glicol) de metil-glicose, éteres de poli(etileno glicol) de sorbitol, copolímeros em blocos de óxido de etileno-óxido de propileno, ésteres etoxilados de ácidos (Cg-Cig)-graxos, produtos de condensação de óxido de etileno com aminas ou amidas de cadeias longas, produtos de condensação de óxido de etileno com álcoois, ésteres de ácidos graxos, monoglicerídeos ou diglicerídeos de álcoois de cadeias longas, e misturas dos mesmos. Em uma modalidade em particular, o tensoativo não iônico pode ser um éster de ácido graxo, tal como um éster de ácido graxo de sacarose, éster de ácido graxo de glicerol, éster de ácido graxo de propileno glicol, éster de ácido graxo de sorbitano, éster de ácido graxo de pentaeritritol, éster de ácido graxo de sorbitol, e assim por diante. 0 ácido graxo usado para formar tais ésteres pode ser saturado ou insaturado, pode estar substituído ou não substituído, e pode conter de 6 a 22 átomos de carbono, em algumas modalidades, de 8 a 18 átomos de carbono, e, em algumas modalidades, de 12 a 14 átomos de carbono. Em uma modalidade em particular, mono- e diglicerídeos de ácidos graxos podem ser empregados na presente invenção.

Para melhor intensificar os benefícios aos consumidores, outros ingredientes opcionais também podem ser usados. Por exemplo, algumas classes de ingredientes, que podem ser usados, incluem, mas não estão limitados a ativos antimicrobianos; agentes antivermelhidão, tal como extrato de aloé; adstringentes cosméticos (induzem uma sensação de aperto ou de formigamento na pele); corantes (conferem cor ao produto); desodorantes (reduzem ou eliminam odor desagradável e protegem contra a formação de mau odor nas superfícies do corpo); emulsificantes; fragrâncias (apelo ao consumidor); opacificantes (reduzem a clareza ou a aparência transparente do produto); preservantes; agentes de condicionamento da pele; agentes de exfoliação da pele (ingredientes que aumentam a taxa de reposição das células da pele, tais como alfa-hidróxi-ácidos e beta-hidróxi-ácidos); protetores da pele (um produto de droga, que proteja a pele ou superfície de membranas mucosas lesionadas ou expostas de estímulos nocivos ou perturbadores); e espessantes (para aumentar a viscosidade).

Embora uma ampla variedade de diferentes componentes possa ser empregada, tipicamente, é desejado que a composição seja formada sem o uso de solventes, particularmente solventes orgânicos, tais como álcoois orgânicos (por exemplo. etanol). Não somente isso intensifica a eficiência de fabricação, mas também limita a evaporação de certos aditivos, que poderiam, de outra maneira, ser encontrados durante a remoção do solvente. Embora a composição possa ser, de maneira geral, livre de tais solventes, obviamente, deve ser entendido que uma pequena quantidade possa ainda estar presente na composição resultante. De maneira independente, tipicamente, a composição contém solventes em uma quantidade menor do que cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, menor do que cerca de 10% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,01% em peso a cerca de 5% em peso. II. Técnica de Processamento de Massa em Fusão Conforme indicado acima, a composição da presente invenção é formada por processamento dos componentes em conjunto em um dispositivo de combinação de massa em fusão (por exemplo, extrusora). O cisalhamento e o calor mecânicos fornecidos pelo dispositivo permitem que os componentes sejam combinados em conjunto em uma maneira altamente eficiente, sem o uso de um solvente. Técnicas de combinação de massa em fusão em batelada e/ou contínuas podem ser empregadas na presente invenção. Por exemplo, um misturador/amassador, misturador Banbury, misturador contínuo Farrel, extrusora monofuso, extrusora com parafusos gêmeos, moinho de rolos, etc., podem ser utilizados. Um dispositivo de combinação de massa em fusão particularmente adequado é uma extrusora com parafusos gêmeos, que giram em conjunto (por exemplo, extrusora com parafusos gêmeos USALAB, disponível de Thermo Electron Corporation, de Stone, Inglaterra, ou uma extrusora disponível de Werner-Pfleiderer, de Ramsey, Nova Jersey, EUA). As matérias-primas (por exemplo, proteína, plastificante, reagente eletrofílico, etc.) podem ser fornecidas ao dispositivo de combinação de massa em fusão separadamente e/ou como uma combinação. Por exemplo, a proteína e outros aditivos opcionais (por exemplo, agente redutor, antioxidantes, etc.) podem ser inicialmente alimentados a uma porta de alimentação da extrusora com parafusos gêmeos. Depois disso, o plastificante e o reagente eletrofílico podem ser injetados a extrusora à jusante da proteína. Alternativamente, os componentes podem ser simultaneamente alimentados à garganta de alimentação da extrusora ou separadamente em um ponto diferente ao longo de seu comprimento.

De maneira independente, os materiais são combinados de maneira dispersiva sob baixo cisalhamento/pressão e em uma baixa temperatura, para minimizar a dissociação de proteína associada com a agregação. No entanto, a temperatura está ainda, tipicamente, levemente no ou acima do ponto de amolecimento da proteína. Por exemplo, a combinação de massa em fusão, tipicamente, ocorre em uma temperatura de cerca de 202C a cerca de 1002C, em algumas modalidades, de cerca de 302C a cerca de 802C, e, algumas modalidades, de cerca de 40 2C a cerca de 70 2C. Igualmente, a taxa de cisalhamento aparente durante a combinação de massa em fusão pode variar de cerca de 100 segundos"1 a cerca de 5.000 segundos'1, em algumas modalidades, de cerca de 200 segundos'1 a cerca de 2.000 segundos"1, e, em algumas modalidades, de cerca de 400 segundos"1 a cerca de 1.200 segundos'1. A taxa de cisalhamento aparente é igual a &Q/7tR3, em que Q é a vazão volumétrica ("m3/s") da massa em fusão de polímero e R é o raio ("m") do capilar (por exemplo, molde de extrusora), através do qual escoa o polímero fundido. A viscosidade de massa em fusão aparente da composição resultante pode ser relativamente baixa, tal como de cerca de 1 a cerca de 100 Pascal-segundo (Pa.s), em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 60 Pa.s, e, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 50 Pa.s, conforme determinada em uma temperatura de 1602C e em uma taxa de cisalhamento de 1.000 s'1. O índice de escoamento de massa em fusão (1902C, 2,16 Kg) da composição também pode variar de cerca de 0,05 a cerca de 50 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,1 a cerca de 15 gramas por 10 minutos, e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 5 gramas por 10 minutos.

Uma vez formada, a composição da presente invenção pode ser usada em uma variedade de formas, tais como partículas, loção, creme, geléia, linimento, pomada, curativo, óleo, espuma, gel, filme, fibras, lavagem, revestimento, líquido, cápsula, tablete, concentrado, etc. Em uma modalidade em particular, por exemplo, a composição pode ser formada em um filme, seja isoladamente, seja em conjunto com um material formador de filme adicional. O filme pode ser usado em uma ampla variedade de aplicações, tais como na embalagem de itens (por exemplo, produtos alimentícios, produtos médicos, peças de vestuário, lixo, artigos absorventes (por exemplo, fraldas), etc. O filme pode apresentar uma estrutura de monocamada ou com camadas múltiplas. Filmes com camadas múltiplas normalmente contêm pelo menos uma camada de base e pelo menos uma camada de pele, mas podem conter qualquer número de camadas desejado. A camada de base e/ou a camada de pele podem conter a composição da presente invenção. Qualquer técnica conhecida pode ser usada para formar um filme a partir do material formado como compósito, incluindo, sopro, vazamento, extrusão por molde plano, etc. Em uma modalidade em particular, o filme pode ser formado por um processo de sopro, no qual um gás (por exemplo, ar) é usado para expandir uma bolha da combinação de polímero extrudado através de um molde anular. A bolha é, então, colapsada e coletada em forma de filme plano. Processos para produção de filmes soprados são descritos, por exemplo, na Patente U.S. No. 3.354.506 para Raley; na Patente U.S. No. 3.650.649 para Schippers; e na Patente U.S. No. 3.801.429 para Schrenk et al. , assim como nas Publicações de Pedidos de Patente U.S. Nos. 2005/0245162 para McCormack, et al. , e 2003/0068951 para Boggs, et al. , todas as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Em ainda outra modalidade, entretanto, o filme é formado usando-se uma técnica de vazamento.

Além de ser formada em um filme, a composição da presente invenção também pode ser formada em partículas e aplicada a outros tipos de artigos. A pulverização pode ser realizada usando-se qualquer uma dentre uma variedade de técnicas conhecidas. Técnicas de pulverização adequadas podem incluir, por exemplo, moinho de discos criogênico ou moinho de martelos, pulverização por cisalhamento em estado sólido usando tecnologia de extrusão fria, moinhos de corrente dupla (por exemplo, moinhos tipo PSKM ou PPSM, disponíveis de Pallmann Industries), e outros métodos de pulverização conhecidos. Técnicas de diminuição de tamanho criogênicas ou técnicas de pulverização por extrusão fria podem ser particularmente adequadas, uma vez que tais técnicas limitam o grau ao qual o óleo botânico volátil seja aquecido e perdido durante a formação do pó. Exemplos de tais técnicas são descritas em mais detalhes, por exemplo, na Patente U.S. No. 5.3 95.055 para Shutov, et al., a qual é aqui incorporada, em sua totalidade, por referência a ela, para todas as finalidades. 0 formato das partículas pode variar conforme desejado, tais como esférico, nodular, floco, etc. O tamanho médio das partículas pode variar, tal como de cerca de 10 a cerca de 3.000 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 50 a cerca de 800 micrômetros, e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 600 micrômetros, pode ajudar a se conseguir um bom equilíbrio entre estabilidade e capacidade de liberação. A composição da presente invenção também pode ser empregada na injeção de artigos moldados. Por exemplo, o artigo pode ser um recipiente, distribuidor, placa, instrumento cirúrgico (por exemplo, escalpos, tesouras, retratores, tubos de sucção, sondas, etc.); implante (por exemplo, placas ósseas, próteses, placas, parafusos, etc.); e assim por diante. Em uma modalidade em particular, o material de moldagem é usado para formar um recipiente de lenços umedecidos. A configuração do recipiente pode variar conforme é conhecido na técnica, tal como descrito na Patente U.S. No. 5.687.875 para Watts, et al.; na Patente U.S. No. 6.568.625 para Faulks, et al. ; na Patente U.S. No. 6.158.614 para Haines, et al.; na Patente U.S. No. 3.973.695 para Ames; na Patente U.S. No. 6.523.690 para Buck, et al. ; e na Patente U.S. No. 6.766.919 para Huang, et al. ; as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades.

Independentemente de sua forma, a composição da presente invenção pode ser empregada em uma ampla variedade de aplicações diferentes para uma variedade de propósitos. Em uma modalidade em particular, por exemplo, a composição de proteína pode ser empregada em combinação com um óleo botânico para formar uma composição antimicrobiana estável. A saber, acredita-se que a estrutura física da proteína pode encapsular, de maneira eficaz, o óleo botânico e inibir a sua liberação prematura. Isso pode auxiliar a intensificar a estabilidade de longo prazo do óleo e, por sua vez, a eficácia antimicrobiana. Óleos botânicos, empregados na composição como ativos antimicrobianos, podem ser um óleo "essencial" extraído a partir de uma planta, assim como isolado ou purificado a partir de um óleo essencial, ou preparado sinteticamente para mimetizar um composto derivado a partir de uma planta (por exemplo, timol preparado sinteticamente). Os óleos botânicos, de maneira geral, são solúveis em lipídeos e, acredita-se, que exibam eficácia antimicrobiana devido a sua capacidade em causar dano ao componente de lipídeo da membrana celular em micro-organismos, por meio disto inibindo a sua proliferação. Óleos essenciais são derivados a partir de ervas, flores, árvores e outras plantas, e estão tipicamente presentes como gotículas pequeninas entre as células das plantas e podem ser extraídas por métodos conhecidos pelos técnicos no assunto (por exemplo, destilação com vapor, tratamento de flores (isto é, extração usando gordura(s)), maceração, extração com solvente ou compressão mecânica). Exemplos de óleos essenciais adequados para uso na presente invenção podem incluir, por exemplo, óleo de anis, óleo de limão, óleo de laranja, orégano, óleo de alecrim, óleo de gaultéria, óleo de timo, óleo de lavanda, óleo de cravo da índia, lúpulo, óleo de árvore de chá, óleo de citronela, óleo de trigo, óleo de cevada, óleo de capim-limão, óleo de folha de cedro, óleo de madeira de cedro, óleo de canela, óleo de Carex pulicaris (fleagrass), óleo de gerânio, óleo de sândalo, óleo de violeta, óleo de amora, óleo de eucalipto, óleo de verbena, óleo de hortelã-pimenta, goma de benzoína, óleo de basílico, óleo de assa-fétida, óleo de abeto da Sicília, óleo de bálsamo, mentol, óleo de Ocmea origanum, óleo de Hydastis carradensis, óleo de Berberidaceae daceae, Ratanhiae e óleo de Curcuma longa, óleo de gergelim, óleo de noz macadâmia, óleo de onagra, óleo de salva espanhola, óleo de alecrim espanhol, óleo de coentro, óleo de timo, óleo de bagas de pimentão, óleo de rosa, óleo de bergamota, óleo de jacarandá, óleo de camomila, óleo de salva, óleo de salva-esclareia, óleo de cipreste, óleo de funcho marinho, óleo de olíbano, óleo de gengibre, óleo de grapefruit, óleo de jasmim, óleo de zimbro, óleo de lima, óleo de tangerina, óleo de manjerona, óleo de mirra, óleo de laranja amarga, óleo de patchuli, óleo de pimenta, óleo de pimenta negra, óleo de petitgrain, óleo de pinho, óleo de rosa (rose otto) , óleo de hortelã, óleo de Nardostachys jatamansi (spikenard) , óleo de vetiver ou ylang-ylang. Ainda outros óleos essenciais conhecidos pelos técnicos no assunto são também contemplados como sendo úteis dentro do contexto da presente invenção (por exemplo, International Cosmetic Ingredient Dictionary, 10a e 12a edições, 2004 e 2008, respectivamente, que são aqui incorporadas por referência).

Em uma modalidade, óleos contendo carvacrol e timol são purificados a partir das espécies Origanum vulgare, de uma variedade de Hirtum. Idealmente, essa é uma cepa híbrida que produz óleos de elevada qualidade, mas não se está limitado a estes gênero, espécie ou cepa. O extrato de óleo também pode ser obtido a partir de uma planta do gênero Nepeta, incluindo, mas não limitado a, as espécies Nepeta racemosa (menta dos gatos, catmint), Nepeta citriodora, Nepeta elliptica, Nepeta hindostoma, Nepeta lanceolata, Nepeta leucophylla, Nepeta longiobracteata, Nepeta mussinii, Nepeta nepetella, Nepeta sibthorpii, Nepeta subsessilis, Nepeta tuberosa, Thymus glandulosus, Thymus hyemalis, Thymus vulgaris e Thymus zygis.

Conforme indicado acima, isolados e/ou derivados de óleos essenciais também podem ser empregados na presente invenção. Por exemplo, monoterpeno-fenóis são particularmente adequados para uso na presente invenção, os quais podem ser isolados e purificados a partir de extratos de óleos vegetais, ou preparados sinteticamente por métodos conhecidos. Monoterpeno-fenóis adequados podem incluir, por exemplo, timol, carvacrol, eucaliptol, etc. Timol (isopropil-cresol) é um monoterpeno-fenol particularmente adequado, que é uma substância cristalina, que apresenta um ponto de ebulição de cerca de 2382C à pressão atmosférica. Carvacrol (isopropil-o-cresol), um isômero do timol, é outro composto adequado. O carvacrol é um líquido com um ponto de ebulição de cerca de 2332C à pressão atmosférica. Timol e carvacrol, assim como seus isômeros, podem ser derivados a partir de extratos de óleos vegetais ou podem ser sintetizados. Por exemplo, o carvacrol pode ser sintetizado pela reação de ácido nitroso com l-metil-2-amino-4-propil-benzeno. Em adição a ser empregado em uma forma isolada ou pré-sintetizada, os óleos essenciais contendo os monoterpeno-fenóis como constituintes principais podem ser empregados, com as concentrações dos monoterpeno-fenóis estando nas faixas aqui fornecidas. 0 termo "constituinte principal", de maneira geral, se refere àqueles óleos essenciais apresentando monoterpeno-fenóis em uma quantidade de mais do que 50% em peso. É bem conhecido na técnica que tais óleos essenciais também podem conter quantidades menores de outros constituintes, tais como compostos de terpeno não aromáticos. Óleos essenciais com compostos orgânicos fenólicos, como constituinte principal, incluem, por exemplo, óleo de anis, óleo de louro sem terpino, broto de cravo da índia, folha de cravo da índia, óleo de cravo da índia, tronco de cravo da índia, óleo de Origanum, bálsamo do Peru, óleo de pimentão, óleo de eucalipto e óleo de timo.

Devido à estabilidade alcançada pela composição antimicrobiana da presente invenção, uma quantidade relativamente pequena de óleos botânicos pode ser empregada e ainda se conseguir a eficácia antimicrobiana desejada. Mais particularmente, a composição pode empregar óleos botânicos em uma quantidade de cerca de 0,1% em peso a cerca de 3 0% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 20% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 1% em peso a cerca de 10% em peso.

Se desejado, a composição de proteina/óleo botânico pode ser aplicada a um lenço, para intensificar o grau de contato de superfície com micro-organismos. Tais lenços podem ser usados para reduzir populações microbianas ou virais sobre uma superfície dura (por exemplo, pia, mesa, balcão, placa, e assim por diante) ou superfície em uma membrana de um usuário/paciente (por exemplo, pele, membrana mucosa, tal como na boca, na passagem nasal, estômago, vagina, etc., local de ferimento, local cirúrgico, e assim por diante). 0 lenço pode fornecer uma área de superfície aumentada, para facilitar o contato da composição com micro-organismos. Em adição, o lenço também pode servir a outras finalidades, tais como fornecimento de absorção de água, propriedades de barreira, etc. 0 lenço também pode eliminar microorganismos por meio de forças de atrito impostas à superfície. 0 lenço pode ser formado a partir de qualquer uma dentre uma variedade de materiais, conforme é bem conhecido na técnica. Tipicamente, entretanto, o lenço inclui uma trama fibrosa, que contenha fibras absorventes. Por exemplo, o lenço pode ser um produto de papel contendo uma ou mais tramas de papel, tal como papel tissue facial, papel higiênico, tolhas de papel, guardanapos, e assim por diante. 0 produto de papel pode ser de camada única, em que a trama formando o produto inclui uma camada única ou é estratifiçada (isto é, apresenta camadas múltiplas), ou de camadas múltiplas, em que as tramas formando o produto podem, elas mesmas, ser de camada única ou com múltiplas camadas. Normalmente, a gramatura de um tal produto de papel é menor do que cerca de 120 gramas por metro quadrado ("g/m2"), em algumas modalidades, menor do que cerca de 80 g/m2, em algumas modalidades, menor do que cerca de 60 gramas por metro quadrado, e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 60 g/m2. Qualquer um de uma variedade de materiais também pode ser usado para formar a(s) trama(s) de papel do produto. Por exemplo, o material usado para preparar o produto de papel pode incluir fibras absorventes formadas por uma variedade de processos de formação de polpa, polpa kraft, polpa de sulfito, polpa termomecânica, etc. As fibras de polpa podem incluir fibras de madeira macia apresentando um comprimento de fibra médio maior do que 1 mm e, particularmente, de cerca de 2 a 5 mm, com base em uma média ponderada por comprimento. Tais fibras de madeira macia podem incluir, mas não estão limitadas a, madeira macia do norte, madeira macia do sul, pau-brasil, cedro vermelho, pinheiro do Canadá, pinho (por exemplo, pinhos do sul), abeto (por exemplo, abeto negro), suas combinações, e assim por diante. Fibras de polpa comercialmente disponíveis exemplificativas, adequadas para a presente invenção, incluem aquelas disponíveis a partir de Kimberly-Clark Corporation, sob as designações comerciais "Longlac-19". Fibras de madeira dura, tais como eucalipto, bordo, vidoeiro, álamo, e assim por diante, também podem ser usadas. Em certos casos, fibras de eucalipto podem ser particularmente desejadas para aumentar a maciez da trama. Fibras de eucalipto também podem intensificar a clareza, aumentar a opacidade e mudar a estrutura de poros da trama, para aumentar sua capacidade de ação capilar. Além disso, se desejado, fibras secundárias, obtidas a partir de materiais reciclados, podem ser usadas, tal como polpa de fibras a partir de fontes, tais como, por exemplo, impressos de jornais, papelão reaproveitado e resíduos de escritórios. Além disso, outras fibras naturais também podem ser usadas na presente invenção, tais como abacá, erva sabai, fibras de serralha, folha de abacaxi, bambu, algas, e assim por diante. Em adição, em alguns casos, também podem ser utilizadas fibras sintéticas.

Se desejado, as fibras absorventes (por exemplo, fibras de polpa) podem ser integradas com fibras sintéticas, para formar um compósito. Fibras termoplásticas sintéticas também podem ser empregadas na trama não tecida, tais como aquelas formadas a partir de poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoroetileno; poliésteres, por exemplo, poli(tereftalato de etileno) e assim por diante; poli(acetato de vinila); poli(acetato cloreto de vinila); poli(vinil-butiral) ; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, poli(acrilato de metila), poli(metacrilato de metila), e assim por diante; poliamidas, por exemplo, náilon; poli(cloreto de vinila); poli(cloreto de vinilideno); poliestireno; poli(álcool de vinila); poliuretanos; poli(ácido lático); poli(hidróxi-alcanoato); copolímeros dos mesmos; e assim por diante. Devido ao fato de muitas fibras termoplásticas sintéticas serem inerentemente hidrofóbicas (isto é, não molháveis), tais fibras podem ser opcionalmente tornadas mais hidrofílicas (isto é, molháveis) por tratamento com uma solução tensoativa, antes, durante e/ou depois da formação de trama. Outros métodos conhecidos para aumentar a molhabilidade também podem ser empregados, tais como descritos na Patente U.S. No. 5.057.361 para Sayovitz, et al, , a qual é aqui incorporada, em sua totalidade, por referência a ela, para todas as finalidades. As percentagens relativas de tais fibras pode variar sobre uma ampla gama dependendo das características desejadas do compósito. Por exemplo, o compósito pode conter de cerca de 1% em peso a cerca de 60% em peso, em algumas modalidades, de 5% em peso a cerca de 50% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 40% em peso de fibras poliméricas sintéticas. O compósito pode igualmente conter de cerca de 40% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 50% em peso a cerca de 95% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 60% em peso a cerca de 90% em peso de fibras absorventes.

Compósitos, tal como descritos acima, podem ser formados usando-se uma variedade de técnicas conhecidas. Por exemplo, um compósito não tecido pode ser formado, o qual seja um "material de coform", que contenha uma mistura ou matriz estabilizada de fibras termoplásticas e de um segundo material não termoplástico. Como um exemplo, materiais de coform podem ser preparados por um processo, no qual pelo menos um cabeçote de molde de meltblown é disposto próximo a uma calha através da qual os materiais absorventes são adicionados à trama enquanto ela estiver em formação. Tais materiais absorventes podem incluir, mas não estão limitados a, materiais orgânicos fibrosos tais como polpa de madeira e não de madeira tais como algodão, raiom, papel reciclado, felpa de polca e também partículas superabsorventes, materiais absorventes inorgânicos e/ou orgânicos, fibras descontínuas poliméricas tratadas, e assim por diante. Alguns exemplos de tais materiais de coform são descritos nas Patentes U.S. Nos. 4.100.324 para Anderson, et al. ; 5.284.703 para Everhart, et al. ; e 5.350.624 para Georger, et al. ; as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Alternativamente, o compósito não tecido pode ser formado emaranhando-se hidraulicamente fibras e/ou filamentos de comprimento descontínuo com correntes em jato de alta pressão de água. Várias técnicas para se emaranhar hidraulicamente fibras são descritas, de maneira geral, por exemplo, nas Patentes U.S. Nos. 3.494.821 para Evans e 4.144.370 para Bouolton, as quais são aqui incorporadas, em sua totalidade, por referência a elas, para todas as finalidades. Compósitos não tecidos emaranhados hidraulicamente de filamentos contínuos (por exemplo, trama de spunbond) e de fibras naturais (por exemplo, polpa) são descritas, por exemplo, nas Patentes U.S. Nos. 5.284.703 para Everhart, et al. e 6.315.864 para Anderson, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. Compósito não tecido emaranhado hidraulicamente de combinações de fibras descontínuas (por exemplo, poliéster e raiom) e fibras naturais (por exemplo, polpa), também conhecido como tecidos "spunlaced", são descritos, por exemplo, na Patente U.S. No. 5.240.764 para Haid, et al. , a qual é aqui incorporada, em sua totalidade, por referência a ela, para todas as finalidades.

Independentemente dos materiais ou dos processos utilizados para formar o lenço, a gramatura do lenço, tipicamente, é de cerca de 20 a cerca de 200 gramas por metro quadrado ("g/m2"), e, em algumas modalidades, entre cerca de 35 a cerca de 100 g/m2. Produtos com gramaturas mais baixas podem ser particularmente bem adequados para uso como lenços para serviços leves, enquanto que produtos com gramaturas mais elevadas podem ser melhor adaptados para uso como lenços industriais. O lenço pode assumir uma variedade de formatos, incluindo, mas não limitado a, de maneira geral, circular, oval, quadrado, retangular ou de formato irregular. Cada lenço individual pode ser disposto em uma configuração dobrada e empilhado um em cima do outro para fornecer uma pilha de lenços umedecidos. Tais configurações dobradas são bem conhecidas pelos técnicos no assunto e incluem configurações dobradas em c, dobradas em z, dobradas em quatro e assim por diante. Por exemplo, o lenço pode ter um comprimento não dobrado de cerca de 2,0 a cerca de 80,0 centímetros, e, em algumas modalidades, de cerca de 10,0 a cerca de 25,0 centímetros. Igualmente, os lenços podem apresentar uma largura não dobrada de cerca de 2,0 a cerca de 80,0 centímetros, e, em algumas modalidades, de cerca de 10,0 a cerca de 25,0 centímetros. A pilha de lenços dobrados pode ser colocada no interior de um recipiente, tal como um tubo plástico, para fornecer um pacote de lenços para venda final ao consumidor. Alternativamente, os lenços podem incluir uma fita de material contínua, que tenha perfurações entre cada lenço e que possa ser disposta em uma pilha ou enrolada em um rolo para distribuição. Vários distribuidores, recipientes e sistemas adequados para a entrega de lenços são descritos nas Patentes U.S. Nos. 5.785.179 para Buczwinski, et al. ; 5.964.351 para Zander; 6.030.331 para Zander; 6.158.614 para Haynes, et al. ; 6.269.969 para Huang, et al. ; 6.269.970 para Huang, et ai. e 6.273.359 para Newman, et al. , as quais são aqui incorporadas, em suas totalidades, por referência a elas, para todas as finalidades. A composição pode ser incorporada ao lenço em uma variedade de diferentes maneiras. Por exemplo, a composição pode ser aplicada a uma superfície do lenço usando-se técnicas conhecidas, tais como impressão, imersão, aplicação de spray, extrusão de massa em fusão, revestimento (por exemplo, revestimento por solvente, revestimento por pó, revestimento por pincelamento, etc.), espumação, e assim por diante. Se desejado, a composição pode ser aplicada em um padrão que cubra de cerca de 5% a cerca de 95%, em algumas modalidades, de cerca de 10% a cerca de 90%, e, em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 75% de uma superfície do lenço. Tal aplicação padronizada pode apresentar vários benefícios, incluindo apelo estético intensificado, absorbância aperfeiçoada, etc. O tipo ou o estilo em particular do padrão não são um fator limitante da invenção, e podem incluir, por exemplo, qualquer disposição de tiras, faixas, pontos ou outro formato geométrico. O padrão pode incluir indícios (por exemplo, marcas comerciais, texto e logos), desenhos florais, desenhos abstratos, qualquer configuração artística, etc. Deve ser apreciado que o "padrão" pode assumir virtualmente qualquer aparência desejada. A composição também pode ser combinada com as fibras usadas para formar o lenço. Isso pode ser particularmente útil quando a composição estiver na forma de partículas. Por exemplo, tais partículas podem ser combinadas com as fibras absorventes (por exemplo, fibras de polpa, fibras descontínuas, etc.) durante o emaranhamento hidráulico, a formação de coform, etc. As partículas também podem ser incorporadas ao material termoplástico do lenço (por exemplo, trama de meltblown) usando-se técnicas conhecidas. A quantidade da composição no lenço pode variar dependendo da natureza do substrato e de sua aplicação pretendida. Por exemplo, o nível de quantidade de suplemento (add-on) da composição pode ser de cerca de 5% a cerca de 100%, em algumas modalidades, de cerca de 10% a cerca de 80%, e, em algumas modalidades, de cerca de 20% a cerca de 7 0%. O "nível de quantidade de suplemento" é determinado por subtração do peso do substrato não tratado do peso do substrato tratado, dividindo-se este peso calculado pelo peso do substrato não tratado, e, então, multiplicando-se por 100%. Níveis de quantidade de suplemento mais baixos podem fornecer funcionalidade ótima do substrato, enquanto que níveis de quantidade de suplemento mais elevados podem fornecer eficácia antimicrobiana ótima.

Para usar a composição, uma solução aquosa pode simplesmente ser adicionada, por meio disto dispersando-se a proteína e liberando-se o óleo botânico. A solução aquosa pode conter somente água, ou ela pode conter água em combinação com outros componentes. Por exemplo, um ácido fraco pode ser empregado para auxiliar a dispersar a proteína e facilitar a liberação do óleo quando do contato com a solução aquosa. Ácidos adequados para essa finalidade podem incluir, por exemplo, ácidos carboxílicos orgânicos, tais como ácido cítrico, ácido oxálico, ácido lático, ácido acético, etc. De maneira independente, os presentes inventores constataram que a quantidade do óleo botânico liberada para a solução aquosa pode ser ainda maior do que o limite de solubilidade normal do óleo em água. Sem se pretender estar limitado por teoria, acredita-se que isso pode ser conseguido porque a estrutura física da proteína é capaz de efetivamente "portar" o produto volátil para a solução liberada. Por exemplo, o limite de solubilidade de timol em água (a 252C), tipicamente, é de cerca de 0,1% em peso. Quando liberado a partir da composição da presente invenção, contudo, a concentração de timol na solução liberada pode ser maior do que 0,1% em peso, em algumas modalidades, maior do que cerca de 0,5% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, e, em algumas modalidades, de cerca de 2% em peso a cerca de 8% em peso. A presente invenção pode ser melhor entendida com referência aos seguintes exemplos.

Materiais Empregados • Glúten de trigo vital WhetPro® 75 (75% de proteína, 25% de amido) foi obtido a partir de ADM. • Glicerina (ou glicerol) Emery 917 foi obtido a partir de Cognis Oleochemicals. • Excel P-40S (auxiliar de dispersão de mono- diglicerídeo) foi obtido a partir de Kao Corp. • Glicidil hexadecil éter ("GHE") (peso molecular de 298,5 gramas por mol) foi obtido a partir de Sigma-Aldrich Co. • Metacrilato de etil éter de poli(etileno glicol) ("PEG-EEMA") (peso molecular de 246 gramas por mol) foi obtido a partir de Sigma-Aldrich Co. • DECONOX™ MTS-90 (^ 90% de tocoferóis totais, 20% de d-a-tocoferol, óleo) foi obtido a partir de ADM. • Ácido salicílico foi obtido a partir de Sigma-Aldrich Co. Métodos de Teste Propriedades de Tração Valores de resistência à tração de tiras foram determinados em acordo substancial com o Padrão ASTM D-5034. Foi empregado um tipo de taxa de extensão constante de testador de tração. O sistema de testagem de tração era um testador de tração Sintech 1/D, que está disponível de Sintech Corp. , de Cary, Carolina do Norte, EUA. O testador de tração estava equipado com o programa de computador TESTWORK 4.08B, de MTS Systems Corporation, para dar suporte à testagem. Uma célula de carga apropriada foi selecionada, de modo que o valor testado estivesse dentro da faixa de 10-90% da carga de escala completa. As amostras de filmes foram inicialmente cortadas em formatos de osso de cachorro, com uma largura de centro de 3,0 mm antes da testagem. As amostras foram mantidas entre garras apresentando uma face frontal e uma face traseira medindo 25,4 milímetros x 76 milímetros. As faces das garras são emborrachadas, e a dimensão mais longa da garra era perpendicular à direção da puxada. A pressão da garra foi mantida em uma pressão de 275,8 kPa (40 libras por polegada quadrada). 0 teste de tração foi executado um comprimento de medida de 18,0 milímetros e uma sensibilidade de ruptura de 40%. Cinco amostras foram testadas por aplicação da carga de teste ao longo da direção da máquina e cinco amostras foram testadas pela aplicação da carga de teste ao longo da direção transversal. Durante o teste, amostras foram estiradas em uma velocidade de cruzeta de fronteira de 127 milímetros por minuto até que ocorresse a ruptura. O módulo, o estresse de pico, o esforço (strain) de pico (isto é, % esforço na carga de pico) e o alongamento foram medidos.

Viscosidade: Para medir a viscosidade, a amostra foi colocada em um viscosímetro Brookfield CAP 2000+H de cone e placa, em uma temperatura de 50 2C. Usando-se um fuso CAP#5, a viscosidade foi medida conforme a temperatura foi aumentada em aproximadamente 10 2C a cada 3 minutos até 140 2C. A taxa de cisalhamento e a velocidade de rotação do fuso foram mantidos constantes em 83,1 sec"1 e em 25 rpm, respectivamente. EXEMPLO 1 Uma mistura de 40% em peso de proteína de trigo vital e de 60% em peso de glicerol foi incialmente formada e testada em relação à viscosidade em várias temperaturas. Mais particularmente, a viscosidade aferida em um viscosímetro Brookfield CAP 2000+H de cone e placa (25 rpm) . A viscosidade foi medida conforme os aumentos de incremento de temperatura foram implementados e a taxa de cisalhamento foi mantida constante. Os resultados são mostrados na Figura 1. Conforme ilustrado, as temperaturas ótimas ocorreram entre 502C a 702C, quando a proteína foi aferida no plastificante através de interstícios, enquanto se manteve uma estrutura de proteína quaternária. Quando 902C foram alcançados, a viscosidade começou a se comportar classicamente pelo fato de que, conforme a temperatura aumentou, a viscosidade diminuiu. Quando a temperatura atingiu 1302C, houve um grande salto em viscosidade seguido por uma queda. Acredita-se que isso é um resultado da agregação das proteínas (formação de rede de polipeptídeos a partir de polipeptídeos desassociados). EXEMPLO 2 Uma mistura de 36,9% em peso de proteína de trigo vital, de 55,3% em peso de glicerol e de 7,8% em peso de glicidil hexadecil éter ("GHE") foi incialmente formada e testada em relação à viscosidade em várias temperaturas conforme descrito no Exemplo 1. 0 perfil de viscosidade resultante é mostrado na Figura 2. Conforme ilustrado, a temperatura de intumescimento ideal era 50aC a 702C; entretanto, não houve pico de agregação em 1302C. Acredita-se que a ausência de um pico de agregação indicou que a adição de GHE foi absorvida pelo glúten de trigo vital durante as temperaturas de 50aC-702C. Quando a dissociação do polipeptídeo foi iniciada em elevadas temperaturas, os grupos sulfidrila reagiram com GHE ao invés de criar reticulações, impedindo, assim, a formação de rede de polipeptídeos. EXEMPLO 3 Uma extrusora com parafusos gêmeos em escala de laboratório "PRISM USALAB 16" foi empregada para processar como massa em fusão uma amostra de 70% em peso de proteína (WhetPro® 75), 24% em peso de glicerol, 5% em peso de GHE e 1% em peso de DECONOX™ MTS-90. A extrusora continha onze (11) zonas diferentes, contudo as zonas 1 até 5 não foram utilizadas neste Exemplo. A zona de temperatura 11 era um molde de corda. O perfil de temperaturas das zonas 6 até 11 era de 322C, 382C, 442C, 552C, 702C e 702C, respectivamente. A proteína foi adicionada à extrusora na zona 6 em uma taxa de alimentação de 0,23 Kg/h (0,5 libra/hora) . Uma mistura previamente combinada de 80% em peso de glicerol, 18% em peso de GHE e 2% em peso de MTS-90 foi, então, adicionada na zona 7 em uma taxa de alimentação de 0,09 Kg/h(0,21 libra/hora). A mistura foi adicionada sobre uma placa quente para fundir o GHE. A configuração dos parafusos era composta por elementos transportadores nas zonas 6 e 7, blocos de amassamento nas zonas 8 e 9 e elementos transportadores na zona 10. A velocidade dos parafusos era de 50 rpm. O material foi extrudado de maneira bem sucedida, produzindo uma corda pelotizável homogênea e lisa. O processo era consistente em manter uma baixa pressão no molde em cerca de 1.700 kPa (17 bar) e um baixo valor de torque de cerca de 7 Nm. EXEMPLO 4 Uma extrusora com parafusos gêmeos em escala de laboratório "PRISM USALAB 16" foi empregada para processar como massa em fusão uma amostra de 68,5% em peso de proteína (WhetPro® 75), 23,2% em peso de glicerol, 5,6% em peso de GHE, 0,95% em peso de ácido salicílico, 0,95% em peso de Excel P-40S e 0,89% em peso de DECONOX™ MTS-90. A extrusora continha onze (11) zonas diferentes, contudo as zonas 1 até 5 não foram utilizadas neste Exemplo. A zona de temperatura 11 era um molde de corda. O perfil de temperaturas das zonas 6 até 11 era de 322C, 372C, 432C, 532C, 702C e 702C, respectivamente. Uma combinação seca de 97,3% em peso de proteína, 1,35% em peso de ácido salicílico e 1,35% em peso de Excel P-40S foi adicionada à extrusora na zona 6 em uma taxa de alimentação de 0,23 Kg/h (0,5 libra/hora). Uma mistura previamente combinada de 78,2% em peso de glicerol, 18,8% em peso de GHE e 3,0% em peso de MTS-90 foi, a seguir, adicionada na zona 7 em uma taxa de alimentação de 0,09 Kg/h(0,21 libra/hora). A mistura foi adicionada sobre uma placa quente para fundir o GHE. A configuração dos parafusos era composta por elementos transportadores nas zonas 6 e 7, blocos de amassamento nas zonas 8 e 9 e elementos transportadores na zona 10. A velocidade dos parafusos era de 50 rpm. O material foi extrudado de maneira bem sucedida, produzindo uma corda pelotizável homogênea e lisa. O processo era consistente em manter uma baixa pressão no molde em cerca de 2.100 kPa (21 bar) e um baixo valor de torque de cerca de 10 Nm. EXEMPLO 5 Foi formado um material conforme descrito no Exemplo 4, exceto que foi empregado metacrilato de etil éter de poli(etileno glicol) ("PEG-EEMA") ao invés de GHE. O material foi extrudado de maneira bem sucedida, produzindo uma corda pelotizável homogênea e lisa. O processo era consistente em manter uma baixa pressão no molde em cerca de 1.000 kPa (10 bar) e um baixo valor de torque de cerca de 5 Nm. As composições dos Exemplos 4 e 5 também foram comprimidas para formar um filme usando-se uma corda de 5,08-7,62 cm (2-3 polegadas) comprimida a 4.536 Kg (10.000 libras) durante um tempo de residência de minuto, em uma temperatura de 1702C. As propriedades mecânicas dos filmes foram, a seguir, testadas conforme descrito acima. Um filme de controle contendo 70% em peso de glúten e 30% em peso de glicerol também foi testado. Os resultados são mostrados abaixo na Tabela 1.

Tabela 1: Propriedades Mecânicas dos Exemplos 4-5 EXEMPLO 6 Uma extrusora com parafusos gêmeos em escala de laboratório "PRISM USALAB 16" foi empregada para processar como massa em fusão uma amostra de glúten de trigo vital (Meelunie America Inc.), glicerol e Excel P-40S. A extrusora continha onze (11) zonas diferentes. Todas as zonas foram ajustadas para uma temperatura de 60 2C. Uma combinação seca de 98% em peso de proteína 2% em peso de Excel P-40S foi adicionada à extrusora na zona 1 em uma taxa de alimentação de 0,48 Kg/h (1,05 libras/hora) . Glicerol foi, então, adicionado na zona 2 em uma taxa de alimentação de 0,20 Kg/h (0,45 libras/hora). A configuração dos parafusos era composta por elementos transportadores nas zonas 6 e 7, blocos de amassamento nas zonas 8 e 9 e elementos transportadores na zona 10. A velocidade dos parafusos era de 40 rpm. Determinou-se que nenhum material saiu da extrusora devido ao "sobretorque" do motor. Esse resultado foi um atributo de um parafuso esquerdo precedendo uma seção de bloco de amassamento localizada na zona 6, criando reprodução (back up) de material e mistura com elevado cisalhamento. Essas mistura com elevado cisalhamento e reprodução de materiais conduziram à agregação de glúten (reticulação) , resultando em sobretorque de motor.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes com respeito às modalidades específicas da mesma, será apreciado que os técnicos no assunto, quando atingirem um entendimento do acima exposto, podem prontamente conceber variações e equivalentes a estas modalidades. Consequentemente, o escopo da presente invenção deve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e de quaisquer equivalentes das mesmas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para formação de uma composição de proteina, caracterizado por compreender a combinação, de maneira dispersiva, de uma proteina, um plastificante e um reagente eletrofílico dentro de um dispositivo de combinação como massa em fusão, em uma temperatura de 20°C a 100°C e em taxa de cisalhamento de 100 a 5.000 segundos-1, sendo que as proteínas constituem de 20% em peso a 95% em peso da composição, e adicionalmente sendo que os reagentes eletrofilicos estão presentes na composição em uma quantidade de 0,1% em peso a 20% em peso, com base no peso das proteínas; e em que o reagente eletrofílico é um composto olefínico ou um composto de epóxido.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proteína é uma proteína vegetal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as proteínas constituem de 40% em peso a 80% em peso da composição.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o reagente eletrofílico contém menos do que 10 grupos funcionais por molécula e apresenta um peso molecular de 20 a 1.000 gramas por mol.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os reagentes eletrofílicos estão presentes na composição em uma quantidade de 2% em peso a 12% em peso, com base no peso das proteínas.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o plastificante é um álcool poli-hídrico, ou em que que o plastificante é um ácido carboxílico alifático.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os plastificantes estão presentes na composição em uma quantidade de 20% em peso a 80% em peso, com base no peso das proteínas.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição compreende adicionalmente um polímero de amido.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição compreende adicionalmente um agente redutor, um antioxidante, um auxiliar de dispersão ou uma combinação dos mesmos.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que é empregado um agente redutor na composição, que inclui um ácido carboxílico orgânico, e/ou em que é empregado um antioxidante na composição, que inclui tocoferol ou um derivado do mesmo.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição compreende adicionalmente um óleo botânico antimicrobianamente ativo.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a proteína, o plastificante e o reagente eletrofílico são combinados dentro do dispositivo de combinação de massa em fusão, em uma temperatura de 30°C a 80°C.

13. Composição processada como massa em fusão, formada pelo método conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender pelo menos uma proteína vegetal em uma quantidade de 20% em peso a 95% em peso, pelo menos um plastif icante em uma quantidade de 20% em peso a 80% em peso com base no peso da proteína, e pelo menos um reagente eletrofílico em uma quantidade de 0,1% em peso a 20% em peso, com base no peso da proteína; em que o reagente eletrofílico é um composto olefínico ou um composto de epóxido.

14. Composição processada como massa em fusão, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que a composição é, de maneira geral, livre de solventes.

15. Lenço, caracterizado por compreender a composição processada como massa em fusão conforme definida na reivindicação 13 ou 14.