BR112018074714B1 - Processo para formação de produtos nutricionais enriquecidos com ferro - Google Patents

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Abstract

A tecnologia refere-se a um processo para formação de um suplemento nutricional que contém ferro através do fornecimento de um meio de cultura que contém ferro insolúvel e do cultivo de fungos filamentosos no meio de cultura, para acumular ferro nos fungos filamentosos como ferro orgânico metabolizável. A tecnologia também se refere aos usos do suplemento nutricional como suplemento ou aditivo alimentar.

Description

Campo da Técnica
[001] A tecnologia refere-se ao uso de fungos filamentosos para quelar formas insolúveis de ferro para produzir suplementos de ferro naturalmente enriquecidos, fortificantes alimentares e alimentos ricos em ferro para consumo direto humano e animal.
Antecedentes
[002] Baseado no Sexto Relatório sobre a Situação Mundial da Nutrição pelas Nações Unidas (Comitê Permanente das Nações Unidas sobre Nutrição. Progresso em Nutrição, Relatório 6. ISSN 1564 a 3786) em 16/33 países que foram repetidamente pesquisados, a anemia em mulheres não grávidas tem piorado em comparação com a deficiência de vitamina A. O relatório também afirmou que “não há como escapar da necessidade urgente de aumentar amplamente o consumo de ferro biodisponível e a fortificação generalizada provavelmente fará parte da solução”.
[003] O nutriente de ferro é classificado como heme ou não-heme. O ferro heme é tipicamente derivado de carne. Dependendo das reservas de ferro de um indivíduo, 15% a 35% do ferro heme é absorvido. O ferro não heme é a forma mais comum em todas as fontes alimentares, que compreende legumes, frutas, grãos e carne. A taxa de absorção de ferro não heme varia de 2% a 20%. O método mais eficaz a longo prazo para combater a anemia nos países em desenvolvimento é fortalecer alimentos estáveis, como cereais, farinha e alimentos infantis. Os compostos de ferro atualmente utilizados em tais aplicações são listados pela Organização Mundial da Saúde. Entre eles, ferro elementar (Fe), pirofosfato férrico (FePP) e ortofosfato férrico (FeOP) são usados devido à sua natureza não reativa (Hu, B. Um estudo sobre ferros elementares e compostos de ferro para fortificação de alimentos. 18° Congresso Internacional de Nutrição), mas a absorção pelo homem destas formas insolúveis de ferro é geralmente menor que a da forma mais solúvel, como o sulfato ferroso (FeSO4).
[004] Outra forma de ferro pode ser caracterizada como um ferro quelante natural por microrganismos, como leveduras e fungos enriquecidos com ferro (Yuan, Y., et al. Construction of a high-biomass, iron-enriched yeast strain and study on distribution of iron in the cells of Saccharomyces cerevisiae. 2004. Biotechnology Letters, 26: 311 a 315; PCT/AU2013/001028). Os fungos filamentosos têm a capacidade de quelar um ferro de alto nível a partir dos compostos inorgânicos solúveis. Este ferro quelante tem uma característica de liberação lenta e é tão absorvível quanto o sulfato ferroso em humanos.
[005] Os presentes inventores desenvolveram um processo para produzir produtos nutricionais enriquecidos com ferro usando materiais de ferro insolúveis.
Sumário
[006] Em um primeiro aspecto, é fornecido um processo para a formação de um suplemento nutricional que contém ferro, sendo que o processo compreende:
[007] fornecer um meio de cultura que contém ferro insolúvel; e
[008] cultivar fungos filamentosos no meio de cultura para acumular ferro nos fungos filamentosos como ferro orgânico metabolizável.
[009] Em uma modalidade, o meio de cultura é um meio de crescimento fúngico para auxiliar o crescimento e o acúmulo de ferro pelos fungos filamentosos durante a cultura. Meios de cultura ou nutrientes podem ser fornecidos para auxiliar no crescimento dos fungos filamentosos. Exemplos incluem extrato de levedura, sais de amônio, ureia e fósforo de potássio.
[010] Em uma modalidade, o meio de cultura pode ser obtido a partir de um subproduto agrícola, tais como resíduos derivados de milho, trigo, beterraba sacarina, cana-de- açúcar, soja, vinhaça e resíduos sólidos da produção de álcool. Exemplos de tais produtos são polpas de cana e beterraba, casca de soja, soro de soja processado, casca de trigo, grão utilizado e vinhaça. Em uma (1) modalidade, o subproduto agrícola é subproduto de milho solúvel (xarope), milho, trigo e soja. Com a maior preferência, o subproduto agrícola é o Xarope.
[011] Em uma modalidade, o meio de cultura pode ser obtido a partir de um subproduto de processamento de alimentos, como licor de maceração de milho, vinhaça de milho, soro de soja, cana-de-açúcar e melaço de beterraba, casca de soja e farelo de trigo e casca de trigo.
[012] Em uma modalidade, o ferro insolúvel compreende pós de ferro elementares que incluem ferro atomizado, ferro eletrolítico, ferro reduzido em H, ferro reduzido em CO e ferro carbonílico, pirofosfato férrico, ortofosfato férrico ou óxidos de ferro.
[013] Em uma modalidade, a quantidade de ferro insolúvel adicionada ao meio de cultura varia entre cerca de 1 grama por litro de meio e até cerca de 3 gramas por litro. Outras quantidades de ferro incluem 0,1 grama por litro de meio até cerca de 10 gramas por litro.
[014] Em uma modalidade, os fungos filamentosos são selecionados de Aspergillus oryzae (A.o.), Aspergillus niger (A.n.), Rhizopus orligosporus (R.o) ou Rhizopus oryzae (R.oz).
[015] Os fungos filamentosos podem ser cultivados em qualquer ambiente adequado, tais como vasos de fermentação usados em fermentações sólidas e líquidas.
[016] A cultura dos fungos filamentosos pode ser realizada à temperatura ambiente ou a temperaturas elevadas tais como de 25 a 55 °C.
[017] Os fungos filamentosos podem ser colhidos por qualquer meio adequado. Exemplos incluem filtração, como filtro prensa, prensa de correia; centrifugação, como decantador, secagem, como secador rotativo, secador a vapor. A temperatura de secagem é tipicamente inferior a cerca de 90 °C para evitar danos indesejados pelo calor do produto.
[018] Em uma modalidade, o processo compreende ainda:
[019] remover o ferro insolúvel não acumulado da cultura.
[020] Em uma modalidade, o processo compreende ainda:
[021] colher os fungos filamentosos para obter um suplemento nutricional que contém biomassa fúngica que tem pelo menos cerca de 100 mg/kg de ferro.
[022] Em uma modalidade, o suplemento nutricional pode conter pelo menos cerca de 500 mg/kg de ferro.
[023] Em uma modalidade, o suplemento nutricional pode conter pelo menos cerca de 1.000 mg/kg de ferro.
[024] Em uma modalidade, o suplemento nutricional pode conter pelo menos cerca de 5.000 mg/kg de ferro.
[025] Em uma modalidade, o suplemento nutricional contém cerca de 5.000 a cerca de 150.000 mg/kg de ferro. O teor de ferro pode ser superior a 150.000 mg/kg, mas o rendimento da biomassa dos fungos pode ser reduzido e pode não ser econômico na prática. Os fungos filamentosos colhidos podem ser posteriormente processados para formar o suplemento nutricional contendo ferro. Processamento adicional pode compreender separação, trituração, moagem, fracionamento, extração, lavagem com água fria e quente para remover sais em excesso ou ácido leve com pH de 2 ou lavagem alcalina com pH de 9 a 10 para remover outros compostos solúveis.
[026] No segundo aspecto, é fornecido um suplemento nutricional contendo ferro produzido pelo processo descrito.
[027] O suplemento nutricional que contém o nível elevado do mineral pode ser formulado como um pó, solução, bebida, cápsula, tablete, comprimido. A biomassa fúngica que contém ferro pode ser processada para formar pó, flocos e formas extrusadas que podem ser adicionadas aos alimentos e usadas como ingrediente de fortificação de alimentos.
[028] O suplemento nutricional pode ser formulado para uso humano ou animal.
[029] No terceiro aspecto, é fornecido um produto alimentar que contém o suplemento nutricional produzido de acordo com o processo descrito.
[030] Exemplos de produtos alimentícios fermentados que podem ser suplementados com ferro incluem missô, tempeh, molho de soja, bebidas de arroz fermentado e bebidas fermentadas de soja.
[031] Exemplos de alimentos fortificados incluem, mas sem limitação, condimentos, sal, fórmula infantil, cereais matinais, farinha de trigo, farinha de milho e farinha de feijão.
[032] Ao longo desta especificação, a menos que o contexto exija o contrário, a palavra "compreender", ou variações tais como "compreende" ou "compreendem", serão entendidas como implicando a inclusão de um elemento declarado, inteiro ou etapa ou grupo de elementos, inteiros ou etapas, mas não a exclusão de qualquer outro elemento, inteiro ou etapa ou grupo de elementos, inteiros ou etapas.
[033] Qualquer discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos ou similares que tenham sido incluídos na presente especificação, é apenas para o propósito de fornecer um contexto para a presente invenção. Não deve ser tomado como uma admissão de que qualquer ou todos estes assuntos fazem parte da base da técnica anterior ou eram de conhecimento geral comum no campo relevante para a presente invenção, como existia antes da data de prioridade de cada reivindicação desta especificação.
[034] De modo a que a presente tecnologia possa ser mais claramente compreendida, as modalidades preferenciais serão descritas com referência aos seguintes desenhos e exemplos.
Breve Descrição dos Desenhos
[035] A Figura 1 mostra as etapas básicas na produção de todos os produtos fúngicos ricos em ferro natural a partir de ferro insolúvel em fermentação líquida.
Descrição das Modalidades Processo
[036] As etapas gerais de uma modalidade são apresentadas na Figura 1.
Cepas Fúngicas
[037] Aspergillus oryzae (A.o.) ou Aspergillus niger (A.n.) e Rhizopus orligosporus (R.o) ou Rhizopus oryzae (R.oz) têm a capacidade de quelar formas insolúveis de ferro a partir de fontes naturais, como o solo ou em fermentações sólidas ou líquidas controladas, contendo altas concentrações de ferro insolúvel.
[038] As cepas de Aspergillus oryzae utilizadas foram as mesmas cepas que são aprovadas e empregadas comercialmente para fabricação de molho de soja e missô, que compreende Aspergillus oryzae 2355 e 40151 do Centro Chinês de Coleção de Cultura Industrial (CICC); Aspergillus oryzae 22787 da American Type Culture Collection (ATCC) e Aspergillus niger var. 2206 e 10557 para produção de ácido cítrico de CICC e Aspergillus niger 66876 para produção de fitase de ATCC.
Cultura Fúngica
[039] As cepas de Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Rhizopus orligosporus (Ro) ou Rhizopus oryzae foram cultivadas e mantidas em meio composto por subproduto de milho integral moído, farelo de trigo, casca de soja, melaço de beterraba, cana e suco de frutas e qualquer outro subproduto do processo alimentar, que consiste em amido, açúcar e proteína. Essas matérias-primas podem ser pré- tratadas por enzimas, que compreende amilases, glucoamilases, fitase e protease. Os compostos de ferro insolúveis que podem ser adicionados durante a preparação do meio de crescimento podem compreender pó de ferro elementar, pirofosfato férrico, ortofosfato férrico ou óxidos de ferro. A quantidade do pó de ferro varia de 1 grama por litro de meio até 3 gramas por litro. Se houver algum resíduo de pó de ferro que não tenha sido utilizado por fungos; um sistema de recuperação de mecanismo magnético pode ser usado para remover o ferro se desejado. Os resíduos de pirofosfato férrico e ortofosfato também podem ser removidos por filtração, se desejado. Formas insolúveis de ferro que são usadas no processo devem ser adequadas para consumo humano.
[040] Esporos fúngicos foram preparados inoculando- se um meio sólido, como arroz cozido, soja e sorgo e a combinação deles com umidade de 40% a 70%. Em 2 a 3 semanas, os esporos germinaram e estavam prontos para serem coletados. Os esporos fúngicos foram coletados em água destilada esterilizada. Os fermentadores das pré-culturas foram preparados com 1% a 10% do volume dos fermentadores da produção final. Os meios para as pré-culturas podem ser os mesmos que os meios de produção descritos acima. A incubação por 18 a 28 horas do tempo de fermentação pré-cultura é adequada para gerar pré-culturas saudáveis após a introdução dos esporos nos meios de pré-cultura. A pré-cultura é adicionada ao fermentador de produção e o fungo é deixado crescer para produzir a massa fúngica desejada que contém ferro.
Aparelho
[041] A fermentação em larga escala pode ser realizada em qualquer recipiente ou aparelho de fermentação adequado. Para a produção de biomassa enriquecida com ferro, a fermentação é preferencialmente realizada sob condições aeróbicas durante 48 a 72 horas. O ar esterilizado ou filtrado pode ser bombeado para o fermentador em 0,5 a 1,0 vvm durante o período de fermentação para melhorar o crescimento e o rendimento. A cultura é preferencialmente agitada ou agitada durante a fermentação. A combinação de ar, agitação e projeto do recipiente de fermentação é bem compreendida para cultura microbiana comercial.
Fermentação Fúngica
[042] A fermentação pode ser realizada por 24 a 72 horas ou até que a autólise celular comece em uma temperatura de 28 a 35 oC. Uma temperatura de 28 a 30 oC foi considerada adequada. Será observado que os tempos de incubação e a temperatura podem variar dependendo do tipo de fungo e da cepa utilizada.
[043] Dependendo do perfil nutricional das matérias-primas, outros nutrientes podem ser necessários para suplementar os meios de crescimento para uma fermentação fúngica aerada. Esses nutrientes podem compreender fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, fonte de fósforo e micro minerais.
Produção de Produtos Fúngicos Enriquecidos com Ferro como Suplemento de Ferro
[044] Fungos, que compreendem fungos filamentosos, têm a capacidade de absorver mais ferro relativamente biodisponível e fortemente citotóxico. Deve ser observado que, a suplementação direta de sais de ferro inorgânicos solúveis em dietas humanas, pode resultar em uma reação citotóxica. Portanto, o uso de fungos para absorver o ferro insolúvel e transformá-lo em uma forma orgânica, pode reduzir os efeitos colaterais do consumo direto de sais de ferro.
[045] O ferro insolúvel pode ser adicionado durante a fermentação. A escolha comum do ferro insolúvel inclui pó de ferro elementar, pirofosfato férrico, ortofosfato férrico ou óxidos de ferro. Para aumentar o nível de ferro no produto fúngico, o ferro insolúvel pode ser progressivamente alimentado durante a fermentação. A dosagem de ferro depende do tipo de ferro utilizado, mas o nível de dosagem não deve comprometer o crescimento dos fungos. Após a colheita, o micélio fúngico pode ser cuidadosamente lavado para remover o excesso de ferro. Um ácido suave, pH 2 a 3, lavagem pode ser eficaz a este respeito.
Colheita de Biomassa Fúngica
[046] Após a fermentação, a biomassa fúngica contendo ferro pode ser colhida por uma máquina de desidratação, como uma centrífuga, prensa de correia, etc. Lavar com água e/ou ácido suave como ácido clorídrico 0,01 M pode ser usado para remover resíduos de ferro. O produto fúngico enriquecido com ferro pode então ser seco de 60 a 80 °C utilizando ar forçado, secador de leito fluidizado, etc. A umidificação final do produto é de preferência inferior a cerca de 10%.
[047] Se houver algum resíduo de pó de ferro que não tenha sido utilizado por fungos; um sistema de recuperação de mecanismo magnético pode ser usado para remover o ferro se desejado. Os resíduos de pirofosfato férrico e ortofosfato também podem ser removidos por filtração, se desejado.
Formulação
[048] Por exemplo, o suplemento nutricional pode ser formulado para administração oral. Exemplos não limitantes de tipos particulares de formulação compreendem tabletes, cápsulas, comprimidos, pós, grânulos, ampolas, frascos, soluções ou suspensões prontas a usar, bebidas e materiais liofilizados. As formulações sólidas, tais como os comprimidos ou cápsulas, podem conter qualquer número de excipientes ou carreadores aceitáveis adequados. A aplicação de alimentos pode compreender formas em pó, flocos ou formas extrusadas e/ou misturadas com outros minerais, vitaminas e ingredientes alimentares.
Produtos
[049] O suplemento nutricional compreende a biomassa fúngica que tem pelo menos cerca de 100 mg/kg de ferro. O suplemento nutricional contém tipicamente cerca de 500 a cerca de 150.000 mg/kg de ferro ou cerca de 5.000 a cerca de 150.000 mg/kg de ferro. O suplemento pode ter pelo menos cerca de 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200, 1.300, 1.400, 1.500, 1.600, 1.700, 1.800, 1.900, 2.000, 2.100, 2.200, 2.300, 2.400, 2.500, 2.600, 2.700, 2.800, 2.900, 3.000, 3.500, 4.000, 4.500, 5.000, 5.500, 6.000, 6.500, 7.000, 7.500, 8.000, 8.500, 9.000, 9.500, 10.000, 11.000, 12.000, 13.000, 14.000, 15.000, 16.000, 17.000, 18.000, 19.000, 20.000, 21.000, 22.000, 23.000, 24.000, 25.000, 26.000, 27.000, 28.000 29.000, 30.000, 31.000, 32.000, 33.000, 34.000, 35.000 36.000, 37.000, 38.000, 39.000, 40.000, 41.000, 42.000 43.000, 44.000, 45.000, 46.000, 47.000, 48.000, 49.000 50.000, 60.000, 70.000, 80.000, 90.000, 100.000, 110.000 120.000, 130.000, 140.000, 150.000 mg/kg ou mais de ferro.
[050] O suplemento nutricional que contém o nível elevado do mineral pode ser formulado como um pó, solução, bebida, cápsula, tablete, comprimido. A biomassa pode ser processada para formar pó, flocos e formas extrusadas que podem ser adicionadas aos alimentos e usadas como ingrediente de fortificação de alimentos. A fortificação de alimentos inclui, mas não se limita a condimentos, sal, leite em pó, cereais matinais e farinhas de trigo, milho e feijão.
[051] Uma vantagem do suplemento nutricional é que contém ferro orgânico natural derivado da fermentação pelos fungos. O suplemento nutricional pode ser formulado para conter adicionalmente fitase e outras enzimas naturalmente produzidas pelos fungos filamentosos.
[052] O suplemento nutricional pode ser formulado para uso humano ou animal.
Fermentação Fúngica Líquida: Produção de Todos os Produtos Fúngicos Ricos em Ferro Natural
[053] A base do meio de fermentação consistiu em, mas não se limitou a, milho, trigo, soja e arroz como fontes de carbono. Os subprodutos do processamento agrícola e processamento de alimentos também podem ser usados como fontes de carbono e nitrogênio. Dependendo do perfil nutricional das matérias-primas, outros nutrientes podem ser necessários para suplementar os meios de crescimento durante uma fermentação de fungos aerados. Esses nutrientes podem incluir fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, fonte de fósforo e micro minerais.
[054] As etapas detalhadas do processo estão descritas na Figura 1. Todos os fungos, A.o., A.n., R.o e R.oz são adequados para fermentação líquida.
[055] Os compostos de ferro insolúveis que podem ser adicionados durante a preparação do meio de crescimento podem incluir pó de ferro elementar, pirofosfato férrico, ortofosfato férrico ou óxidos de ferro. A quantidade de pó de ferro varia de 1 grama por litro de meio até 3 gramas por litro. Se houver algum resíduo de pó de ferro que não tenha sido utilizado por fungos; um sistema de recuperação de mecanismo magnético pode ser usado para remover o ferro se desejado. Os resíduos de pirofosfato férrico e ortofosfato também podem ser removidos por filtração, se desejado. Formas insolúveis de ferro que são usadas no processo devem ser adequadas para consumo humano.
Fermentação Fúngica Sólida: Produção de Todos os Alimentos Enriquecidos com Ferro Natural para Consumo Direto ou Fortificação de Alimentos Tempeh Enriquecido com Ferro Natural
[056] As técnicas básicas de fermentação de fabricação de tempeh usando o R.o. e/ou R.oz. são descritos de várias maneiras e vão desde métodos mais tradicionais até a produção em ambientes mais controlados. Formas insolúveis do composto de ferro podem ser adicionadas durante o estágio de cozimento da soja. Uma vez que os fungos foram cultivados durante a fermentação, parcialmente solubilizando e incorporando o ferro na estrutura celular, como mostrado na Figura 1. A vantagem de usar o ferro insolúvel versus o ferro solúvel, como o sulfato ferroso e o EDTA-ferro, é que o ferro insolúvel na conversão biológica é improvável que cause mudanças de sabor e cor durante a fermentação e o subsequente armazenamento e cozimento.
Missô Enriquecido com Ferro Natural
[057] Quando adicionado à fabricação de missô, o ferro insolúvel irá suportar um processo de fermentação prolongado e será gradualmente solubilizado por A.o. ou outros microrganismos durante o envelhecimento do missô, para formar compostos de ferro organicamente quelantes. Esse ferro solúvel naturalmente derivado é altamente biodisponível sem o alto custo do EDTA-ferro, que está associado a esforços especiais do mercado, como o molho de soja fortificado com ferro-EDTA.
EXEMPLO 1
[058] Ferro elementar, que compreende ferro atomizado, H-reduzido e eletrolítico, pode ser adicionado a uma fermentação líquida para produzir A.o.. Utilizando milho e farelo de trigo como meio-base, adicionou-se ferro atomizado durante a preparação do meio e A.o. inoculação. Após uma fermentação aerada de 48 horas, o teor de ferro no A.o. a biomassa foi significativamente aumentada. Foi utilizado um íman para remover o excesso de pó de ferro e o excesso de ferro em pó a 23,5% foi removido da biomassa fúngica quando a Amostra C foi comparada com a Amostra B (Tabela 1). Tabela 1. Teor de Ferro em A. o. Biomassa Quando Cultivada em Meios Líquidos Enriquecidos com Ferro Atomizado
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1. Ferro atomizado adicionado ao meio de crescimento líquido. 2. A amostra C foi processada a partir da amostra B utilizando um íman para remover o excesso de pó de ferro.
EXEMPLO 2
[059] O pirofosfato férrico insolúvel (FePP) foi aprovado para uso como aditivo alimentar. Usando A.o. em uma fermentação líquida com a adição de FePP resultou em um aumento do teor de ferro na biomassa fúngica. A quelação de FePP por A.o. era muito forte, como demonstrado por um alto teor de ferro. Todo o ferro adicionado no FePP foi quelado para a biomassa fúngica. O rendimento da biomassa fúngica também foi 25,2% maior com o meio enriquecido com FePP quando comparado ao enriquecido com ferro elementar (Exemplo 1 acima). O aumento no rendimento de biomassa pode ser explicado pelo componente fosfato no FePP. Na Tabela 2, a amostra C foi preparada a partir da Amostra B por lavagem B com água desionizada. A lavagem removeu cerca de 30% do ferro da biomassa fúngica, mas o teor de ferro na amostra C ainda era superior a 7% (70,7 mg/g). Tabela 2. Teor de Ferro em A.o. Biomassa Quando Cresce em Meio Líquido Enriquecido com Pirofosfato Férrico
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EXEMPLO 3
[060] Uma digestibilidade in vitro e um estudo com células Caco-2 (células Au, A.P. e Reddy, M.B., Caco-2 podem ser usadas para avaliar a biodisponibilidade humana de ferro a partir de uma refeição semipurificada. 2000. J. Nutr. 130(5):1329 a 1334) foi conduzido sobre a biodisponibilidade de A.o. fermentado com meio enriquecido com FePP (FePP-Ao) e meio enriquecido com ferro elementar (Fe-Ao) em comparação com o FePP insolúvel e o pó de ferro elementar. Utilizando sulfato ferroso (FeSO4) como 100% solúvel, a solubilidade de outros produtos contendo ferro está listada na Tabela 3. Tanto o FePP-Ao quanto o Fe-Ao apresentaram maior digestibilidade do que as contrapartes químicas. Mas a formação de ferritina na célula Caco-2 para o FePP-Ao foi menor que a do FePP. É provável que o FePP-Ao quelante tenha uma ligação mais firme entre ferro e Ao e formou compostos orgânicos de maior peso molecular. Uma vez que o teste de células Caco-2 é utilizado principalmente em compostos de ferro inorgânicos, pode não produzir uma boa correlação entre a formação de ferritina e o teste in vivo em humanos. O Fe- Ao apresentou maior resposta de ferritina do que o pó de ferro.
[061] O pó de ferro atomizado é amplamente utilizado na fortificação de alimentos, o uso de Fe-Ao pode melhorar a biodisponibilidade do ferro. Tabela 3. Solubilidade In Vitro de Ferro Enriquecido A.o. quando Comparado aos Produtos Químicos do Ferro
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EXEMPLO 4
[062] A formação de um multimineral A.o. biomassa usando FePP como fonte de ferro e outros compostos minerais também foi alcançada. A absorção de todos os minerais pelos fungos pode variar de 80% a 100% (Tabela 4). A concentração de minerais na Tabela 4 demonstra uma combinação particular de minerais e concentração. O resultante multimineral rico A.o. biomassa, quando usado em uma dose de 0,5 gramas fornecida até 99% da Exigência Diária Recomendada (RDA - Recommended Daily Requirement) dos minerais recomendados pela Administração Federal de Alimentos e Medicamentos (FDA - Food and Drug Administration) dos EUA (Tabela 5). O tipo e concentração de cada mineral pode ser feito sob medida para atender a qualquer exigência mineral em multivitaminas ou alimentos funcionais. Tabela 4. Conteúdo Multimineral em A.o. Biomassa Quando Cultivada em Pirofosfato Férrico e Outros Meios Líquidos Enriquecidos com Minerais
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Tabela 5. Porcentagem de RDA em uma Dose de 0,5 gramas de A.o. Pó Seco De Biomassa
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EXEMPLO 5
[063] Tempeh e Missô são dois dos alimentos asiáticos mais populares que usam ou em parte usam R.o e/ou R.oz e A.o. respectivamente em fermentação sólida de soja. Como os fungos são capazes de quelar o ferro insolúvel e transformar o ferro em uma forma orgânica com biodisponibilidade aumentada, os presentes inventores verificaram que o pó de ferro ou o FePP podem ser utilizados para enriquecer o teor de ferro da soja antes da fermentação sólida. O tempeh ou missô resultante tinha ferro organicamente enriquecido para consumo humano. Com 10 mg de ferro elementar por 100 gramas de soja cozida antes da fermentação do tempeh, o crescimento de R. oryzae foi o mesmo que o processo sem adição de ferro. A aparência do tempeh acabado era semelhante e não havia diferenças sensoriais ou gustativas percebidas.
[064] Como o uso de pó de ferro é mais econômico que o FePP como um fortificante de alimentos, o uso de pó de ferro para enriquecer o tempeh ou missô, pode fornecer uma fonte de ferro biodisponível melhorada para a população de países que consomem esses alimentos. O sulfato ferroso e o ferro de sódio EDTA foram estudados na fermentação do tempeh, mas não resultam em um produto comercial adequado. O sulfato ferroso pode resultar em mudanças de cor no tempeh ou mudanças em outros alimentos quando cozidos juntos. O ferro de sódio EDTA é muito mais caro para uso como um alimento fortificante estável, por isso pode não ser comercialmente viável em muitas situações.
[065] Esta tecnologia refere-se a métodos para o uso de fungos, Aspergillus oryzae (A.o.) ou niger (A.n.) e Rhizopus orligosporus (R.o.) ou Rhizopus oryzae (R.oz), para quelar formas insolúveis de compostos de ferro através de fermentação líquida ou fermentação sólida para produzir biomassa fúngica naturalmente enriquecida com minerais para uso como suplementos de ferro, fortificantes alimentares e alimentos ricos em ferro para consumo direto humano ou animal.
[066] Será observado pelas pessoas habilitadas na técnica que podem ser feitas numerosas variações e/ou modificações à invenção, como mostrado nas modalidades específicas, sem se afastar do espírito ou escopo da tecnologia, conforme amplamente descrito. As presentes modalidades são, portanto, consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas.

Claims (7)

1. Processo para formação de um suplemento nutricional que contém ferro, sendo que o processo é caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer um meio de cultura que contém ferro insolúvel, tendo de 0,1 gramas a 10 gramas de ferro elementar por litro de meio de cultura; cultivar fungos filamentosos no meio de cultura, para acumular ferro nos fungos filamentosos como ferro orgânico metabolizável; e coletar os fungos filamentosos para obter um suplemento nutricional contendo biomassa fúngica tendo no mínimo 100 mg/kg de ferro orgânico na biomassa fúngica, em que o ferro insolúvel é ferro atomizado, pirofosfato férrico, ou óxido de ferro na forma de Fe2O3, e em que os fungos filamentosos são de Aspergillus oryzae (A.o.).
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ferro insolúvel é adicionado ao meio de cultura de 1 grama por litro de meio até 3 gramas por litro.
3. Processo, de acordo com qualquer umas das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: remover o ferro insolúvel não acumulado da biomassa coletada.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o suplemento nutricional contém no mínimo 1.000 mg/kg de ferro orgânico.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o suplemento nutricional contém 5.000 a 150.000 mg/kg de ferro orgânico.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda adicionar um mineral selecionado do grupo que consiste em sulfato de zinco, sulfato de manganês, sulfato cúprico, cloreto de cromo e selenito de sódio ao meio de cultura, cultivar os fungos filamentosos para acumular o mineral nos fungos filamentosos como mineral orgânico metabolizável, e coletar a biomassa fúngica para formar um suplemento nutricional tendo no mínimo 100 mg/kg de ferro orgânico e no mínimo um de zinco, manganês, cobre, cromo ou selênio orgânicos na biomassa fúngica.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionar os minerais sulfato de zinco, sulfato de manganês, sulfato cúprico, cloreto de cromo e selenito de sódio ao meio de cultura, cultivar os fungos filamentosos para acumular os minerais nos fungos filamentosos como minerais orgânicos metabolizáveis, e coletar a biomassa fúngica para formar um suplemento nutricional tendo no mínimo 100 mg/kg de ferro orgânico e zinco, manganês, cobre, cromo e selênio orgânicos na biomassa fúngica.
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Family Cites Families (7)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1100870C (zh) * 1998-03-02 2003-02-05 中国农业科学院饲料研究所 同时富集铁锌微量元素菌体的制造方法
CN1970731A (zh) * 2006-12-04 2007-05-30 山东大学 利用黑曲霉制备高效生物铁载体的方法
CN101126125A (zh) * 2007-07-12 2008-02-20 中国铝业股份有限公司 一种铝土矿选矿尾矿综合利用方法
US20090124572A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Deanna Jean Nelson Iron-containing nutritional supplement
CN101755606A (zh) * 2008-12-23 2010-06-30 北京玉佳明三态离子科学研究院有限公司 一种声波促长富铁抗癌平菇的生产方法
CN104717968A (zh) * 2012-09-11 2015-06-17 达科他星都有限公司 含铁的营养补充剂
CN103663466B (zh) * 2013-11-21 2015-07-01 成都兴能新材料有限公司 石英砂的微生物除铁工艺

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