BR9506659B1

BR9506659B1 - Óleo de girassol, e produto alimentício.

Info

Publication number: BR9506659B1
Application number: BRPI9506659-4A
Authority: BR
Inventors: Jorge Osorio; Jose Maria Fernandez; Manuel Mancha; Rafael Garces
Original assignee: Consejo Superior Investigacion
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 2014-09-30
Also published as: US6486336B1; HU9602092D0; BG62751B1; EP0741511A1; MX9603046A; AU1705495A; US7009064B2; RO117746B1; DE69511844D1; AU706751B2; US6410831B1; US20030084481A1; BR9506659A; DE69528672T2; BG100734A; WO1995020313A1; DE69511844T2; PT934692E; EP0741511B1; HU223419B1

Description

ÓLEO DE GIRASSOL, E PRODUTO ALIMENTÍCIO A presente invenção refere-se a sementes de girassol compreendendo um óleo tendo maior teor de ácido esteárico quando comparadas com plantas do tipo agrestes, entre 1 0 por cento e 35 por cento em peso em relação à quantidade total de ácidos graxos no óleo. A invenção refere-se também a sementes de girassol, tendo teor de ácido esteárico de até 54 por cento em peso ou mais. A invenção refere-se também ainda a um óleo de girassol extraível das sementes da invenção, âs plantas de girassol produzidas das sementes, aos processos de preparação das sementes e ao óleo, bem como ao uso do óleo em vários produtos e aos produtos que compreendem o óleo. 0 girassol é de modo geral cultivado para a obtenção de um óleo que tem ácidos graxos saturados (palmítico e esteárico), e ácidos graxos insaturados (olêico e linolêico). 0 teor de ácido esteárico sempre é inferior a 10 por cento (Gustone, F. D. et al. "The Lipid Handbook"; Chapman and Hall 1986), e normalmente é constituído de 3 por cento e 7 por cento. Em relação aos ácidos graxos insaturados há duas diferentes espécies de sementes de girassol; o girassol normal que tem um teor de ácido linolêico entre 50 por cento e 70 por cento (Knowles, P. F. "Recent advances in ou crops breeding"; AOCS Proceedings 1988) e o girassol com alto teor de ácido olêico que tem 2 por cento a 10 por cento de ácido linolêico e 75 por cento a 90 por cento de ácido olêico (Soldatoy, K. I. "Chemical Mutagenesis in Sunflower Breeding"; Int. Proc. 7th International Sunflower Conference, 352 a 357, 1976). Também há uma linhagem de girassol tendo alto teor de ácido palmítico entre 22 por cento e 40 por cento (R. Ivanov et al. "Sunflower Breeding for High Palmitic Acid Content in the Oil; Proc. of the 1 2th International Sunflower Conference, Vol. II, 453 a 456, 1988) e uma outra linhagem com baixo teor de ácido graxo saturado (6 por cento ou menos) (EP-A-496504). A Tabela 1 mostra a composição de ácido graxo para algumas variedades de óleo de girassol conhecidas. 1 Fernández Martínez et al.; Grasas y Aceites 37, (1986); 2 Patente EP-A—496504; 3 Esta variedade tem também 3,6 por cento de ácido paimitolêico. O teor de ácido graxo saturado de um óleo diretamente correlacionado com as suas características físicas e químicas. No caso do dito teor ser suficientemente alto, o óleo pode ser um sólido em temperatura ambiente como algumas gorduras animais. O óleo de girassol normal sempre um líquido sob as ditas condições.

Na indústria de alimentos, como para a produção de doces, ou de margarina são requeridas gorduras animais ou gorduras vegetais hidrogenadas. Por meio de hidrogenação, os ácidos graxos insaturados são convertidos em ácidos graxos saturados. Gorduras animais, bem como gorduras hidrogenadas, não são muito recomendáveis sob o ponto de vista nutricional (Chow, C. K. "Fatty Acids in food and their health implications" , Dekker, N. Y. 1 992). As gorduras animais possuem um teor de colesterol relativamente alto. Colesterol de mais na dieta pode ser prejudicial para a saúde. Assim, as gorduras animais foram substituídas nos últimos anos por gorduras vegetais hidrogenadas, que no contam colesterol.

Contudo, as gorduras hidrogenadas apresentam um outro problema derivado do processo de hidrogenação. No dito processo têm lugar a isomerização posicionai(desvio de ligações duplas) e as transformações estéreo-químicas (formação de "trans" isômeros). Os isômeros são produzidos em quantidade de até 30 por cento a 50 por cento da quantidade total de ácidos graxos. Estes isômeros não são muito saudáveis de um ponto de vista nutricional (Wood, R., "Bíological Effects of geometrical and positional isomers of monounsaturated fatty acids in humans"; Dekker, N. Y. (1990); Willet, W. C. & Ascherio, A., "Trans Fatty Acids: Are the Effects Only Marginal?", American Journal of Public Health, Vol. 84, 5, (1 994)). Assim, o uso de gorduras hidrogenadas na indústria alimentícia deverá ser evitado. O óleo de semente de girassol tem um teor desejável de ácidos graxos insaturados. Contudo, para uso na indústria de alimentos, o teor de ácido esteárico do óleo precisa ser mais alto do que no óleo de girassol normal (Norris, Μ. E., "Oil substitutions in food formulations", Inform. 1, 388 a 392 (1990) a fim de obter um produto mais sólido. è portanto um objetivo da invenção prover um novo óleo vegetal natural extraído de sementes que passaram por mutação, o óleo tendo um teor de ácido esteárico mais alto quando comparado com o óleo obtido de sementes do tipo agreste.

Assim, a invenção provê sementes de girassol compreendendo um óleo de girassol tendo maior teor de ácido esteárico quando comparadas com as sementes do tipo agreste obteníveis pelo tratamento de sementes precursoras com um agente mutagênico durante um período de tempo e em concentração suficiente para induzir uma ou mais mutações no traço genético envolvido na biossíntese do ácido esteárico, resultando em uma produção maior de ácido esteárico, germinando as sementes tratadas e cultivando as plantas descendentes das mesmas, colhendo e analisando as sementes descendentes, selecionando as sementes que adquiriram o traço genético desejável e opcionalmente repetindo o ciclo de germinação cultura e coleta das sementes.

Preferivelmente, as sementes de girassol de acordo com a invenção compreendem um óleo tendo um teor de ácido esteárico entre 19,1 e 35 por cento em peso, relativamente â quantidade total de ácidos graxos no óleo, e são obteníveis mediante o tratamento das sementes precursoras durante 2 horas em temperatura ambiente com um agente de alcoilação tal como uma solução de metano-sulfonato de etila 70 mM em água.

Em uma outra modalidade da invenção, as sementes compreendem um óleo tendo um teor de ácido esteárico de entre 1 0 por cento e 1 9 por cento em peso em relação â quantidade total de ácidos graxos no óleo, e são obteníveis pelo tratamento das sementes precursoras com uma solução de azida de sódio 2 mM em água durante 2 horas em temperatura ambiente.

Sementes de óleo de girassol identificadas como "CAS-3", tendo um teor médio de ácido esteárico de 25 por cento em peso em relação à quantidade total de ácidos graxos no óleo, foram depositadas em 14 de dezembro de 1994, com a "American Type Culture Collection, 12301 Parklawn Drive, Rockville, MD 20852, USA" sob acesso de depósito No. ATCC 75968. Sementes de girassol identificadas como "CAS—4", tendo um teor médio de ácido esteárico de 15,4 por cento em peso, relativas à quantidade total de ácidos graxos no óleo, foram depositadas no mesmo dia com a mesma instituição sob o número de acesso de depósito ATCC 75969.

Sementes tendo um teor ainda mais alto de ácido esteárico, entre 29 por cento e 54 por cento em peso em relação à quantidade total de ácidos graxos no óleo podem ser obtidas de acordo com a invenção mediante cruzar girassóis originários de sementes tendo um teor de ácido esteárico entre 19,1 por cento e 35 por cento em peso com girassóis originários de sementes tendo teor de ácido esteárico entre 10 por cento e 19 por cento em peso, e coletar as sementes. A invenção refere-se ainda ao óleo de girassol tendo um teor de ácido esteárico entre 1 0 por cento e 54 por cento em peso, preferivelmente entre 10 por cento e 35 por cento em peso, em relação à quantidade total de ácidos graxos no óleo, que pode ser obtido mediante a extração das sementes de girassol da invenção. Óleo de girassol tendo um teor de ácido esteárico de 15,4 por cento em peso relativo â quantidade total de ácidos graxos no óleo pode ser obtido pela. extração de sementes de girassol tendo o número de acesso de depósito ATCC 75969. Óleo de girassol tendo um teor de ácido esteárico de 25 por cento em peso com relação a guantidade total de ácidos graxos no óleo, é obtenível psla extraçao das sementes de girassol tendo o número de acesso de depósito ATCC 75968.

Preferencialmente, o óleo de girassol da invenção tem um teor de ácido palmítico entre 3 por cento e 40 por cento em peso, um teor de ácido olêico entre 3 por cento e 85 por cento em peso, e um teor de ácido linolêico entre 2 por cento e 84 por cento em peso, tudo relativo quantidade total de ácidos graxos no óleo. Tais tipos de óleo podem ser obtidos de sementes produzidas pelo cruzamento de sementes com alto teor de ácido esteárico da invenção com sementes tendo um teor desejável de um ou mais ácidos graxos saturados e/ou insaturados. Assim, as sementes especialmente produzidas e o óleo especialmente produzido a partir das mesmas podem ser obtidos pela preparação de mutantes de acordo com a invenção e uso destes na prática do aperfeiçoamento da planta convencional, pelo cruzamento das mesmas com outro mutante conhecido ou ainda desconhecido, ou plantas do tipo agreste. A invenção também se refere a um processo para a preparação de sementes de girassol tendo um teor maior de ácido esteárico, quando comparadas com sementes do tipo agreste, pelo tratamento das sementes precursoras com um agente mutagênico durante um período de tempo e em concentração suficientes para induzir uma ou mais mutações no traço genético envolvido na biosíntese de ácido estearico, resultando em uma produção maior de ácido esteárico, germinação das sementes tratadas, e cultura das plantas descendentes das mesmas, coleta e análise das sementes descendentes, seleção das sementes que adquiriram o traço genético desejável e, opcionalmente, repetição do ciclo de germinação, cultura e coleta das sementes.

Na prática, o processo compreende a mutagênese das sementes de girassol com um agente mutagênico adequado. A

mutagênese produzirá mudanças genéticas hereditárias no DNA das sementes. De acordo com a invenção, foi possível depois de vários diferentes tratamentos, selecionar alguns tratamentos que, portanto, produziram um alto número de modificações genéticas nos genes que controlam a biossíntese do ácido graxo da semente. Estes tratamentos compreendem o uso de azida de sódio ou um agente de alcoilação como metano-sulfonato de etila. É claro que qualquer outro agente mutagênico, tendo os mesmos efeitos ou efeitos semelhantes, pode ser também usado.

Após, a geração seguinte de sementes foi analisada com uma nova metodologia descrita por Garcés, R. e Mancha, M. em "One-Step Lipid Extraction and Fatty Acid Methyl Esters Preparation From Fresh Plant Tissues" em Analytical Biochemistry, 211:139—143, 1993. Isto permitiu a detecção de sementes com modificações na composição de qualquer ácido graxo. Sementes selecionadas apresentando um teor desejavelmente alto de ácido esteárico foram cultivadas até a quinta geração, mostrando que este novo traço genético é hereditário e estável e independente de condições de crescimento.

No processo desta invenção as sementes precursoras são, por exemplo, tratadas durante 2 horas em temperatura ambiente com uma solução de metano-sulfonato de etila 70 mM em água ou durante 2 horas em temperatura ambiente com uma solução de azida de sódio 2 mM em água.

Em uma modalidade adicional do processo da invenção, as fases de mutação e seleção podem ser seguidas por técnicas de aperfeiçoamento convencionais de plantas, conduzindo assim a sementes que apresentam, por exemplo, um teor de ácido esteárico ainda mais alto de até 54 por cento em peso ou mais, ou a sementes tendo um teor desejável de um ou mais outros ácidos graxos. Ainda em uma outra modalidade as sementes da invenção podem ser sujeitas a uma ou mais outros tratamentos de mutação.

Sementes de girassol tendo um teor de ácido esteárico entre 10 por cento e 35 por cento em peso relativamente à quantidade total de ácidos graxos no óleo podem ser preparadas por extração das sementes de girassol da invenção, de qualquer modo conhecido, por um técnico na matéria. Tais processos de extração são bem conhecidos e por exemplo descritos em "Bailey's Industrial Oil and Fat Products", Volume 2, capitulo 3; 4 Edição, John Wiley and Sons, New York (1982). A invenção ainda se refere a plantas de girassol produzidas a partir de sementes de acordo com a invenção.

Assim, as sementes podem ser usadas para produzir linhagens precursoras que apresentam alto teor de ácido esteárico no seu óleo. Isto se aplica também as plantas originárias de sementes obtidas depois do cruzamento dos mutantes da invenção entre si ou com outras sementes tendo um fen6tipo desejável. As sementes podem ser cultivadas pelo meio normal no solo ou qualquer outro substrato. A produção de plantas modificadas não requer qualquer medida adicional comparada com o crescimento de sementes de girassol comuns.

As plantas de girassol podem ser usadas em programas de cultura para o desenvolvimento de linhagens de girassol ou híbridos de girassol, cujos programas são desejados na produção de variedades polinizadas ou híbridas abertas, que obedecem aos requisitos de pratica da lavoura referentes rendimento, resistência as doenças e outros traços agronomicamente importantes em áreas principais de crescimento de girassóis no mundo. Sementes resultantes destes programas podem ser usadas no crescimento de culturas comerciais de girassóis. A invenção se refere também ao uso do óleo de girassol da invenção na indústria de alimentos. O óleo vegetal natural, que foi extraído das sementes de girassol mutagenizadas, tem um alto teor de ácido esteárico (entre 10 por cento e 35 por cento) ou, no caso de intercruzamento das sementes, mesmo de até 54 por cento ou mais. Isto permite o uso de óleo destas espécies de sementes como tal.

Contudo, as combinações do óleo da invenção com óleo das sementes de girassol conhecidas com alto teor de ácido olêico ou alto teor de ácido palmítico, na produção de gorduras comestíveis ou misturas de gorduras, como margarinas, produtos de laticínio a produtos vegetais, ou na produção de artigos de confeitaria ou de padaria, também possível dependendo dos requisitos da aplicaço. A vantagem destes óleos reside em que eles no possuem isômeros de ácido graxo artificial, como os "trans" isômeros encontrados nos óleos hidrogenados e por certo nenhum colesterol, como nas gorduras animais. A invenção se refere ainda a produtos obtidos com o uso do óleo tais como margarina, laticínios vegetais, de confeitaria ou de padaria. O óleo pode, simplesmente substituir os óleos ou gorduras ordinariamente usados neste tipo de produtos. Esta ao alcance de um técnico especializado determinar como usar o óleo sem realizar qualquer trabalho inventivo. A presente invenção é a seguir ilustrada por meio dos seguintes exemplos, que são dados com finalidades ilustrativas apenas e não são de modo algum destinados a limitar o escopo da invenção.

EXEMPLOS (Materiais e Processos) A azida de sódio e o metano—sulfonato de etila foram usados como agentes mutagênicos nos exemplos 1 e 2, respectivamente. Várias linhagens de girassóis com um teor de ácido esteárico entre 10 por cento e 35 por cento foram obtidas. Em todos estes casos, a linhagem precursora do girassol original usada foi RDF-1-532 (Sunflower Collection of Instituto de Agricultura Sostenible, CSIC, Cordoba, Espanha) que tem de 4 por cento a 7 por cento de teor de ácido esteárico no óleo da semente. A preparação das linhagens CAS-3 e CAS—4, e da linhagem CAS-3 x 4 obtido depois do cruzamento de CAS-3 com CAS-4, foi descrita nos exemplos seguintes. EXEMPLO 1 Sementes foram mutagenizadas com uma solução de metano sulfonato de etila 70 mM (EMS) em água. O tratamento foi realizado em temperatura ambiente durante 2 horas com agitação (60 rpm). Depois da mutagênese, a solução EMS foi descartada e as sementes foram lavadas durante 16 horas sob água corrente.

As sementes tratadas foram germinadas no campo e as plantas foram auto-polinizadas. As sementes recolhidas destas plantas foram usadas para selecionar novas linhagens de girassóis com modificações na composição do ácido graxo.

Pelo uso do processo de Garcés, R. e Mancha, M. (supra) , a composição de ácido graxo da semente foi determinada por cromatografia gasosa líquida, depois da conversão dos ácidos graxos nos seus ésteres de metila correspondentes.

Uma primeira planta com 9 por cento a 1 7 por cento de teor de ácido esteárico no óleo foi selecionada. A descendência foi cultivada por cinco gerações nas quais o teor de ácido esteárico aumentou e o novo traço genético se tornou estavelmente fixo no material genético da semente.

Esta linhagem á chamada CAS-3. Uma amostra selecionada desta linhagem foi analisada resultando em um teor de ácido esteárico de 26 por cento (Tabela 2) . O mínimo e o máximo teor de ácido esteárico da linhagem foi de 1 9 por cento e 35 por cento, respectivamente. O teor de ácido esteárico do óleo extraído das sementes desta linhagem de célula pode assim se situar entre 19 por cento e 35 por cento. EXEMPLO 2 Sementes de girassol foram mutagenizadas com azida de sódio, em uma concentração de 2 mM em água. 0 tratamento foi realizado em temperatura ambiente durante 2 horas durante agitação (60 rpm). Então a solução da mutagênese foi descartada e as sementes foram lavadas durante 16 horas com água corrente.

As sementes foram plantadas no campo e as plantas foram alto-polinizadas. As sementes destas plantas foram recolhidas e a composição de ácido graxo foi determinada por cromatografia gasosa liquida, depois da conversão dos 5cidos graxos nos seus ésteres de metila correspondentes usando o processo descrito no Exemplo 1.

Sementes de uma planta tendo cerca de 10% de ácido esteárico e em óleo foram selecionadas e cultivadas por 5 gerações. Durante este processo, o teor de ácido esteárico foi aumentado e o novo traço genético fixado. Esta linhagem é chamada CAS-4. Uma amostra selecionada desta linhagem foi analisada resultando em um teor de ácido esteárico de 16,1 por cento. Os valores mínimo e máximo foram de 12 por cento e 19 por cento respectivamente (Tabela 2). EXEMPLO 3 Plantas de girassol foram cultivadas das sementes de girassol CAS-3 e CAS-4. As plantas assim obtidas foram artificialmente polinizadas a fim de assegurar apenas a ocorrência de cruzamentos entre CAS-3 e CAS-4, sem polinização das plantas mutantes entre si.

Das sementes assim produzidas, as plantas foram cultivadas e o teor de ácido esteárico da descendência foi determinada como descrito nos exemplos 1 e 2. CAS-3 x 4 híbrido tinha um teor de ácido esteárico superior a 35% em peso. Disto parece que o intercruzamento dos mutantes dará híbridos com um teor de ácido esteárico ainda mais alto.

De acordo com a invenção, as plantas de girassol e as suas sementes das quais o óleo pode ser extraído, foram obtidas por meio de um processo biotecnológico. O alto teor de ácido esteárico um traço que pode ser hereditário e que é independente das condições de crescimento. - REIVINDICAçÕES -

Claims

1. ÓLEO DE GIRASSOL, caracterizado por apresentar um teor de ácido esteárico mínimo de 12,0 por cento e máximo de 35,0 por cento em peso relativamente à quantidade total de ácidos graxos no óleo, o óleo sendo obtido a partir das sementes escolhidas entre os números de depósito de ATCC 75968 e 75969.

2. ÓLEO DE GIRASSOL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apresentar um teor de ácido esteárico mínimo de 12,0 por cento e máximo de 19,0 por cento em peso relativamente à quantidade total de ácidos graxos no óleo, o óleo sendo obtido a partir das sementes escolhidas do depósito de n° ATCC 75969.

3. ÓLEO DE GIRRASOL, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o óleo apresentar um teor de ácido esteárico de 15,4 porcento em peso relativo à quantidade total de ácidos graxos no óleo, e o óleo sendo obtido a partir das sementes escolhidas do depósito de n° ATCC 75969.

4. ÓLEO DE GIRASSOL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o óleo apresentar um teor de ácido esteárico entre 19,1 porcento e 35,0 porcento em peso relativo à quantidade total de ácidos graxos no óleo, o óleo sendo obtido a partir das sementes escolhidas do depósito de n° ATCC 75968.

5. ÓLEO DE GIRASSOL, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por ter um teor de ácido esteárico de 25,0 porcento em peso, relativo à quantidade total ácidos graxos no óleo, o óleo sendo obtido a partir das sementes escolhidas do depósito de n° ATCC 75968.

6. ÓLEO DE GIRASSOL, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ainda ter um teor de ácido palmítico entre 3,0 porcento e 40,0 porcento em peso, um teor de ácido olêico entre 3,0 porcento e 85,0 porcento em peso e um teor de ácido linolêico entre 2,0 porcento e 84,0 porcento em peso, todos em relação à quantidade total de ácidos graxos no óleo, e por ser obtenível pela extração de sementes de girassol de acordo com as reivindicações 1 a 5.

7. PRODUTO ALIMENTÍCIO, caracterizado por compreender um óleo de girassol, conforme definido na reivindicação 1.

8. PRODUTO ALIMENTÍCIO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o produto compreender uma margarina, um produto de padaria, um produto de confeitaria, e um produto lacto-vegetal.