ES2197203T3

ES2197203T3 - Metodo de obtencion de extractos apolares y polares de curcuma y aplicaciones de los mismos.

Info

Publication number: ES2197203T3
Application number: ES95926979T
Authority: ES
Inventors: Eliseo Quintanilla Almagro; Joaquin Diaz Alperi
Original assignee: A C PHARMACEUTICAL INTERNATION; ASAC Pharmaceutical International AIE
Current assignee: A C PHARMACEUTICAL INTERNATION; ASAC Pharmaceutical International AIE
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 2004-01-01
Anticipated expiration: 2015-08-03
Also published as: DE69531146T2; DE69531146D1; EP0726074A1; EP0726074B1; US6440468B1; PT726074E; JP3048642B2; WO1996003999A1; DK0726074T3; JPH09503528A

Abstract

SE PRESENTA UN PROCEDIMIENTO PARA OBTENER EL EXTRACTO APOLAR QUE COMPRENDE: A) LA EXTRACCION DE RIZOMAS CON UN SOLVENTE ORGANICO; B) EL FILTRADO Y EVAPORACION DEL EXTRACTO; C) LA DISOLUCION DE LA OLEORRESINA OBTENIDA EN CALIENTE, LA PRECIPITACION MIENTRAS QUE SE PERMITE QUE SE ENFRIE Y EL FILTRADO DE LOS SOLIDOS; D) EL SECADO Y LA RECRISTALIZACION DE LOS SOLIDOS PARA OBTENER UN PRODUCTO QUE TENGA UNA PUREZA EN CURCUMINOIDES MAYOR DEL 90%. LA OBTENCION DEL EXTRACTO POLAR COMPRENDE: A'') LA EXTRACCION DE LOS RIZOMAS EN AGUA A ENTRE 50 (GRADOS) Y 70 (GRADOS) C Y B'') EL FILTRADO Y LA EVAPORACION DEL AGUA. LA INVENCION TIENE APLICACION EN LA FABRICACION DE COMPOSICIONES Y PREPARACIONES UTILES COMO CAPTURADORES DE LOS RADICALES LIBRES Y DE LOS AGENTES ANTIENVEJECIMIENTO, ASI COMO AGENTES REDUCTORES PARA REDUCIR LOS NIVELES DE PLASMA DE LOS PEROXIDOS LIQUIDOS EN LOS SERES HUMANOS.

Description

Método de obtención de extractos apolares y polares de cúrcuma y aplicaciones de los mismos.

Campo técnico de la invención

La presente invención se integra en el campo técnico de la obtención de extractos de plantas con distintas aplicaciones medicinales.

Más específicamente, la presente invención proporciona métodos para obtener extractos apolares o polares de cúrcuma, que tienen importantes aplicaciones como captadores de radicales libres o como agentes antienvejecimiento.

Técnica anterior de la invención

La curcumina y otros curcuminoides, tales como los aceites esenciales obtenidos de extractos de plantas de la cúrcuma y en general de la familia Zingiberaceae, son útiles para el tratamiento y la profilaxis de distintas enfermedades. Por ejemplo, se puede citar: documento EP 568.001 (agentes antivíricos), documento EP 440.885 (agentes antiinflamatorios), documento EP 319.058 (contra la pérdida del cabello), documento EP 256.353 (tratamiento de los síndromes de mala absorción), documentos US 5.108.750, US 4.906.471, US 4.842.859 (agentes de antiagregación plaquetaria y agentes anticolesterol); documento WO88/05304 (contra la hepatitis B y el SIDA), documento WO88/08713 (tratamiento de trastornos neurológicos), documento US 4.568.546 (agente antiveneno). También se conocen las propiedades antioxidantes y colorantes de la curcumina y de los derivados de la misma, por tanto, se utilizan ampliamente en las industrias alimentaria y cosmética como conservantes naturales (documento US 5.266.344, KK KOBE SEIKO SHO).

Por otra parte, se sabe que el exceso de oxígeno reactivo y de radicales libres en los tejidos produce alteraciones que pueden conducir al envejecimiento prematuro de las células y al comienzo de distintas enfermedades. Dada la preocupación creciente por este fenómeno, no es sorprendente que existan numerosos documentos sobre la preparación de extractos de plantas con efectos antioxidantes, captadores de radicales libres y, por consiguiente, útiles en la prevención del envejecimiento de las células. Sin embargo, en el caso específico de los extractos de Curcuma longa, el número de documentos encontrados no es muy grande y la mayor parte no son bibliografía de patente.

Entre las referencias bibliográficas de las patentes más interesantes que existen en los bancos de datos, destaca la solicitud FR 2.655.054 (PACIFIC CHEMICAL) sobre agentes de protección celular contenidos en curcuminoides (curcumina, 4- hidroxicinamoil(feruloli)metano, bis(-hidroxicinamoil)metano, etc) obtenidos a partir de Curcuma longa, ácido ascórbico y/o superóxido dismutasa (DSO). Los curcuminoides tienen un efecto antioxidante conocido, así como el ácido ascórbico y la DSO, que producen un efecto sinérgico.

Por otra parte, la actividad antiinflamatoria de los curcuminoides puede resultar también de su actividad antioxidante. En este sentido, la solicitud EP 550.807 (STEIGERWALD ARZNEIMITTELWERK) describe preparaciones de Curcuma longa útiles para el tratamiento de enfermedades inflamatorias asociadas con la producción en exceso de leucotrienos y prostaglandinas (enfermedad de Crohn, asma bronquial, psoriasis, etc.) Según este documento, la curcumina lleva a cabo su acción antiinflamatoria, por un lado participando en las reacciones de eliminación del oxígeno activo y los radicales libres y, por otro lado, inhibiendo la ciclooxigenasa y la lipooxigenasa, enzimas responsables de la síntesis de prostaglandinas y leucotrienos, respectivamente. Los efectos beneficiosos de la administración de extractos de cúrcuma también se tratan en Srivastana et al, Biomedical Reviews, 1993, vol. 2, págs. 15-29; Srinivas et al, Archives of Biochemistry and Biophysics, Feb. 1992, vol. 292, 2, págs. 617-623 y en Shalini et al., Mol. And Cell. Biochem., 1987, vol. 77, págs. 3-10.

En relación con los métodos de extracción de las fracciones polares y apolares de los rizomas de Curcuma longa, existen métodos convencionales que utilizan disolventes habituales (líquidos en condiciones normales) o si no CO_{2} ó NO_{2} líquidos o en condiciones supercríticas, que es, asimismo, habitual para la extracción de aromas y aceites esenciales a partir de plantas ``Carbon dioxide extracted ingredients for fragances'' (``Componentes extraídos con dióxido de carbono para aromas''), Flavours & Fragrances O-5M385P, North Albert Road, Reigate, Surrey RH2 9ER, Inglaterra). En el documento JP-A-6009479 se describen métodos adicionales para obtener extractos a partir de la cúrcuma.

Sin embargo, es un campo de notable interés en el que es deseable todavía obtener extractos puros, para descubrir nuevas posibles aplicaciones de los mismos en los campos médico-farmacéutico, en cosmética, dietética, etc.

A lo largo de estas líneas, la presente invención proporciona extractos apolares y polares de Curcuma longa con importantes propiedades como captadores de radicales libres y, en consecuencia, como agentes antienvejecimiento de las células. Asimismo, estos extractos han mostrado la capacidad para reducir los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido en seres humanos.

Por otro lado, según los datos bibliográficos se sabe que los radicales oxigenados generados en las células están controlados por el sistema defensivo de la célula. La generación en exceso de tales radicales puede sobrepasar la capacidad protectora del sistema defensivo y conducir a la oxidación de los componentes de la célula, proteínas, lípidos y ADN. Estos procesos oxidativos son importantes en la patogenia de enfermedades tales como la arteriosclerosis y la artritis reumatoide.

Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a métodos para obtener extractos apolares o polares de cúrcuma y a las aplicaciones de estos extractos.

Las plantas del género Curcuma y, especialmente, Curcuma longa, son plantas tropicales conocidas desde la antigüedad que pertenecen a la familia Zingiberaceae y son originarias de Asia. Los rizomas secos de cúrcuma se utilizan todavía en Asia como especia y como tinte textil. También se utilizaron en la medicina popular para tratar dolencias estomacales.

En los últimos años, han aparecido nuevas aplicaciones farmacológicas en la literatura científica: actividad antibacteriana, actividad antiinflamatoria, capacidad de peroxidación de lípidos, capacidad antihepatotóxica y capacidad antitumorígena.

Los extractos de cúrcuma son pigmentos amarillos denominados curcuminoides, compuestos básicamente por: curcumina (diferuloilmetano), demetoxicurcumina (hidroxicinamoilferuloilmetano) y bisdesoxicurcumina (dihidroxicinamoilmetano).

El método de la presente invención, para obtener el extracto apolar de la Curcuma longa, se caracteriza porque comprende las siguientes operaciones:

a): someter los rizomas de cúrcuma, previamente cortados, secados y reducidos a polvo a un proceso de extracción continua durante 48 horas, utilizando un disolvente orgánico en una relación rizoma:disolvente de 1:7 en peso/volumen, llevando a cabo el proceso en un sistema estacionario para evitar pérdidas del disolvente, para cuyo fin se ajusta la temperatura de la caldera de extracción;

b): filtrar la mezcla de extracción resultante de la etapa (a) y evaporar el disolvente del filtrado obtenido a presión reducida para obtener una oleorresina característica de color marrón como residuo seco;

c): disolver la oleorresina resultante de la etapa (b) en acetato de etilo caliente, en una proporción del 50% p/p y después dejar que la disolución se enfríe hasta temperatura ambiente durante aproximadamente 24 horas. Aparece un precipitado de color naranja que se separa por filtración;

d): secar el filtrado proveniente de la etapa anterior a presión reducida para obtener una segunda oleorresina más oscura que la anterior, cuyo contenido en curcuminoides es desde el 20 hasta el 25%;

e): recristalizar el precipitado resultante en acetato de etilo al 50% (p/p) para obtener un sólido con una pureza en curcuminoides superior al 90%.

Por su parte, el método de la presente invención para obtener el extracto polar de la Curcuma longa se caracteriza porque comprende las siguientes operaciones:

a): someter los rizomas de Curcuma longa, previamente cortados, secados y reducidos a polvo a un proceso de extracción con agua, manteniéndolos en maceración durante 24 horas a una temperatura de entre 50 y 70ºC;

b): filtrar la mezcla de extracción resultante de la etapa (a) y evaporar el agua de este filtrado obtenido a presión reducida para obtener un residuo que es un sólido higroscópico que corresponde al extracto polar de la Curcuma longa.

Asimismo, para obtener el extracto apolar, se lleva a cabo el método de la presente invención mediante extracción supercrítica, para cuyo fin el rizoma de cúrcuma, previamente cortado, secado y reducido a polvo, se extrae con etanol/CO_{2} y a una presión de aproximadamente 260 bares, para obtener el correspondiente extracto apolar con una pureza en curcuminoides del 90%. El extracto apolar así obtenido es idéntico al obtenido mediante extracción con disolventes, según lo muestran los datos espectroscópicos y cromatográficos de los mismos.

Preferiblemente, la obtención del extracto apolar mencionado anteriormente, mediante extracción supercrítica, se lleva a cabo en las siguientes condiciones:

- Secar la Curcuma longa cortada a una temperatura de 50ºC;

- Moler el rizoma hasta tener partículas de entre 0,1 y 1 mm;

- Extraer el rizoma de Curcuma longa utilizando etanol, modificado con una pequeña cantidad de CO_{2}, como disolvente, a 250 bares y 50ºC;

- Extraer el etanol presente en la oleorresina con CO_{2} a 280 bares y 50ºC;

Los extractos apolar y polar de cúrcuma así obtenidos tienen la capacidad para captar radicales libres, específicamente, radicales hidroxilo OH^{\bullet} y superóxido O_{2}^{\bullet} tal como se demuestra más adelante en el presente documento mediante los estudios llevados a cabo por los inventores, a este respecto. Además, dichos extractos, tal como se muestra más adelante en el presente documento, tienen la capacidad para reducir los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido en los seres humanos. En consecuencia, tienen efectos beneficiosos en patologías relacionadas con la oxidación celular tales como la arteriosclerosis y la artritis reumatoide.

La presente invención también incluye el uso de composiciones y preparaciones según las reivindicaciones con la capacidad para captar radicales libres, que son eficaces frente a procesos de envejecimiento, protección de material genético y capacidad antimutágena y con capacidad para reducir los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido.

Las composiciones o preparaciones citadas contienen como principios activos los extractos polares y apolares de rizoma de Curcuma longa obtenidos mediante los métodos de la invención, junto con excipientes de calidad farmacéutica adecuados para la administración oral.

Estas preparaciones orales pueden venir en forma sólida (polvos, comprimidos, grageas, cápsulas, etc.) o en forma líquida (jarabes o suspensiones).

De acuerdo con lo que se ha dicho anteriormente, los presentes inventores muestran un agente protector o captador de radicales libres, aparte del extracto apolar de Curcuma longa en el que hay curcuminoides, el extracto acuoso o polar de Curcuma longa, en el que no hay curcumina ni curcuminoides. Además, los estudios llevados a cabo por los citados inventores, demuestran que el extracto acuoso de Curcuma longa es en sí mismo un fuerte captador de radicales libres, especialmente del superóxido (O_{2}^{\bullet}).

La aplicación relativa a la reducción de los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido se basa fundamentalmente en la capacidad para captar radicales libres de los citados extractos.

Dentro del campo de estudio del envejecimiento, es necesario evaluar distintas variables que pertenecen a los ámbitos de la fisiología, la bioquímica y la psicología. Los estudios dirigidos hacia la gerontología preventiva han conducido a la creación del perfil de edad biológica y estilo de vida, que pretende ser una herramienta que evalúe, de la forma más estricta y simple posible, los parámetros más sensibles en lo que se refiere a los hábitos vitales, tales como: tratamiento farmacológico, tabaco, alcohol, ejercicio, sueño, percepción de la propia salud y estrés.

Aparte del estilo de vida de la población en general, hay parámetros bioquímicos tales como el colesterol total, los triglicéridos, la glucosa, el ácido úrico y el HDL/colesterol, que se consideran importantes en la evaluación del grado de envejecimiento.

En este sentido, debido a la gran cantidad de información que produce, es interesante incluir en el perfil de edad biológica, un parámetro bioquímico que se puede medir de forma bastante fácil en la sangre periférica: los peróxidos de lípido, resultantes de la oxidación por radicales libres derivados del oxígeno, de los ácidos grasos polisaturados que forman parte de los fosfolípidos de las membranas.

Este proceso oxidativo normalmente sobrepasa la capacidad homeostática de la célula y puede haber un proceso de oxidación anómalo e incontrolado con destrucción masiva de la membrana celular. Se sabe que en la homeostasis de la peroxidación toman parte antioxidantes tales como betacarotenos y tocoferoles. Por consiguiente, es lógico pensar que la administración exógena de un antioxidante puede ser útil para restablecer este equilibrio celular.

Los presentes inventores han estudiado la capacidad antioxidante de composiciones farmacéuticas compuestas por extractos polares y apolares de Curcuma longa, por su acción sobre los niveles séricos de malonaldehído (MDA) en seres humanos, como un indicador de su capacidad bloqueante de la acción de los radicales libres de la membrana celular. Las conclusiones obtenidas a partir de este estudio son las siguientes:

1.: La Curcuma longa es un extracto natural que reduce los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido, lo que implica un mecanismo protector de la membrana celular.

2.: No tiene toxicidad en absoluto: la ingestión de Curcuma longa durante 105 días no modifica los análisis sanguíneos hepáticos y renales.

3.: El efecto a nivel de los peróxidos de lípido es rápido: 45 días después se detectó todavía una caída de los mismos, prácticamente en todas las décadas y en ambos sexos.

4.: La inhibición de los peróxidos de lípido y la captura de los radicales libres, propiedades básicas de la Curcuma longa, son uno de los fundamentos en los que se basan las teorías de envejecimiento.

Breve descripción de las figuras

Figura 1: valores de los niveles de peróxido de lípido para los hombres del estudio.

Figura 2: valores de los niveles de peróxido de lípido para las mujeres del estudio.

Realizaciones de la invención

La presente invención se ilustra de forma adicional con los siguientes ejemplos.

Ejemplo 1

Este ejemplo ilustra la obtención del extracto apolar de cúrcuma de la presente invención.

Se sometieron 13-14 kg de rizoma seco molido de cúrcuma a extracción continua utilizando 70 litros de diclorometano. La temperatura de la caldera se ajustó hasta que se obtuvo un sistema estacionario.

Se consideró que la extracción había finalizado tras 48 horas.

Se filtró el extracto y se evaporó el disolvente a presión reducida (0,5 torr) hasta que se eliminó totalmente.

El rendimiento de oleorresina utilizando este método osciló entre el 12-15% basado en el peso de rizoma seco de partida.

La oleorresina así obtenida se disolvió en acetato de etilo caliente (50% en peso) y se dejó a temperatura ambiente durante 24 horas, durante cuyo transcurso apareció poco a poco un precipitado de color naranja (curcuminoides) que se separó por filtración.

El filtrado se secó a presión reducida hasta que se obtuvo una segunda oleorresina más oscura que la anterior, cuyo contenido en curcuminoides osciló entre el 20 y el 25%. El precipitado se recristalizó en acetato de etilo (50% en peso) tras las etapas anteriormente mencionadas, obteniendo así curcuminoides con una pureza superior al 90%.

Ejemplo 2

Este ejemplo ilustra la obtención del extracto polar de cúrcuma de la presente invención.

Se extrajeron 30 kg de rizomas molidos de Curcuma longa con 300 litros de agua a 70ºC, en maceración durante 24 horas. La disolución se filtró a través de una placa de filtración y se evaporó el disolvente a presión reducida (0,5 bares) obteniéndose 240 g de un sólido higroscópico. Rendimiento del 8%.

Ejemplo 3

Este ejemplo revela cómo se optimiza el proceso de extracción utilizando fluidos en un estado supercrítico, estudiando los parámetros siguientes:

- Estabilidad térmica de los curcuminoides

- Estudio de la temperatura de extracción

- Estudio de la presión de alimentación

- Estudio del tamaño de partícula

- Estudio de la humedad de la matriz de partida

- Estudio del flujo del fluido supercrítico

- Estudio del uso de etanol como codisolvente

- Extracción mediante técnicas combinadas

Se han evaluado los costes a partir de los resultados experimentales y el método óptimo es el que incluye las siguientes etapas:

- Secar la Curcuma longa cortada a una temperatura de 50ºC.

- Moler el rizoma hasta tener partículas de entre 0,1 y 1 mm;

- Extraer el rizoma de Curcuma longa utilizando etanol, modificado con una pequeña cantidad de CO_{2} como disolvente, a 250 bares y 50ºC.

- Extraer el etanol presente en la oleorresina con CO_{2} a 280 bares y 50ºC.

Lo novedoso de esta técnica reside en el uso de etanol modificado con CO_{2} para extraer la Curcuma longa y, por otro lado, este método reduce los costes para extraer curcumina en comparación con técnicas convencionales, extracción con disolventes y/o extracción supercrítica con dióxido de carbono.

Este método de extracción aumenta la selectividad de la extracción de curcumina en comparación con otros curcuminoides.

- Estabilidad de la curcumina

La curcumina presente en la fracción polar muestra una degradación térmica respecto al tiempo.

Los resultados indican una pérdida de curcuminoides según aumenta la temperatura, sobre todo sobrepasando los 50ºC.

Inicialmente, se produce una mayor degradación que se estabiliza a partir de las 24-48 horas de exposición. La degradación se mantiene en el 2% a temperaturas inferiores a 50ºC y en el 4% a 80ºC.

- Estudio de la temperatura de extracción

Se ha estudiado el rendimiento de la extracción a 250 bares, con un flujo de 3 kg/h de CO_{2} y un tamaño de partícula de entre 0,1 y 1 mm, a 35ºC, 40ºC, 50ºC, 55ºC y se han obtenido los mejores rendimientos a 55ºC.

- Estudio de la presión de alimentación

Se ha estudiado el rendimiento de la extracción a distintas temperaturas (30ºC, 40ºC, 50ºC) y a distintas presiones (100 bares, 150 bares, 200 bares, 250 bares) con un flujo de 3 kg/h de CO_{2} y un tamaño de partícula de entre 0,1 y 1 mm. Para todas las temperaturas estudiadas, se ha obtenido el máximo rendimiento a 250 bares de presión.

- Estudio del tamaño de partícula

Se ha estudiado el rendimiento de la extracción a 50ºC. 250 bares y un flujo de 3 kg/h de CO_{2} para distintos tamaños de partícula.

Se ha obtenido el máximo rendimiento para tamaños de partícula de entre 0,1 y 1 milímetro.

- Estudio de la humedad de la matriz de partida

Se ha estudiado el rendimiento de la extracción de distintas muestras de rizomas de cúrcuma con un grado distinto de humedad (80%, 50%, 8%). El rendimiento más elevado de curcumina se obtuvo trabajando con una humedad de la matriz de partida del 8%, por consiguiente, para obtener la fracción apolar, el proceso de extracción se lleva a cabo con el sistema deshidratado.

- Estudio del flujo del fluido supercrítico

Se ha observado que según se reduce el flujo de disolvente, se retrasa el comienzo de los efectos difusivos, aumentando el efecto de solubilidad y aumentando el rendimiento de la extracción. Por otro lado, flujos excesivamente grandes y/o pequeños aumentan el tiempo de extracción.

- Extracción con etanol y dióxido de carbono supercrítico

Se ha estudiado el rendimiento de curcuminoides extrayendo cúrcuma con diferentes proporciones de codisolvente (etanol) en CO_{2}.

Se obtuvo el mayor rendimiento de oleorresina utilizando 96% de etanol con 4% de CO_{2}, obteniéndose un rendimiento de oleorresina del 11,42% (con 43% de curcuminoides), lo que significa un 98% de la cantidad total de oleorresina en el producto inicial y un rendimiento del 100% de curcuminoides totales.

- Extracción mediante técnicas combinadas

De las extracciones supercríticas a partir de Curcuma longa, se obtuvieron las oleorresinas mediante extracción con un disolvente. Se observó que la extracción fue muy rápida al principio, pero que empezó a ralentizarse con el tiempo por solidificación de la oleorresina. Este sólido tenía un aspecto compacto y estaba formado por partículas muy finas.

El extracto tenía, como componente principal, el disolvente utilizado en la extracción.

En estas pruebas, se observó la existencia de un gran efecto codisolvente, puesto que el extracto obtenido se introdujo de nuevo en el equipo para ver si podía fraccionarse y se observó que no era muy soluble en CO_{2} supercrítico.

Se obtuvo una oleorresina con etanol y CO_{2} 96-4%, a 250 bares y a 50ºC, y entonces esta oleorresina se extrajo a 280 bares, 50ºC y utilizando un flujo de 3 kg/h de CO_{2}.

La oleorresina sólida obtenida mostró un rendimiento similar al rendimiento obtenido mediante métodos convencionales pero aumentó la selectividad de la extracción de la oleorresina en la extracción con etanol, en comparación con la extracción con disolventes orgánicos. Los resultados se facilitan a continuación en el presente documento.

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \+ % Curcumina \+ % Demetoxi \+ % Bisdemetoxi\cr  Oleorresina \+
34,50% \+ 29,50% \+ 36,00%\cr  obtenida mediante\+\+\+\cr 
métodos\+\+\+\cr  convencionales\+\+\+\cr  Oleorresina \+ 72,36% \+
17,76% \+ 9,88%\\\cr  obtenida con\+\+\+\cr 
EtOH\+\+\+\cr}

- Cálculo del coste

A partir de los estudios citados anteriormente, se ha realizado un cálculo de los costes estudiando los distintos casos posibles, calculando el coste por kg de curcumina. Las distintas posibilidades son:

a.-: Partir de Curcuma longa y extraer la oleorresina con CO_{2} en un estado supercrítico.

1.-: Flujo de 3 kg/h y densidad aparente de la cúrcuma de 0,413 kg/l. Posibilidad 1.1.

2.-: Flujo de 3 kg/h y densidad aparente de la cúrcuma de 0,573 kg/l. Caso de posibilidad 1.2.

3.-: Flujo de 1 kg/h y densidad aparente de la cúrcuma de 0,413 kg/l. Posibilidad 1.3.

b.-: Utilizar Curcuma longa como materia prima y extraer la oleorresina mediante un proceso en lotes utilizando una mezcla de etanol/dióxido de carbono a alta presión como disolvente. Posibilidad 2.

c.-: Partir de la oleorresina extraída con disolventes orgánicos mediante métodos convencionales y extraer los disolventes presentes con CO_{2} en un estado supercrítico. De esta forma, se obtiene una resina sólida más concentrada en curcumina. Posibilidad 3.

d.-: Partir de una oleorresina extraída con etanol/CO_{2} a alta presión y extraer el etanol presente con CO_{2} en un estado supercrítico. De esta forma, se obtiene una oleorresina sólida incluso más concentrada en curcumina que la anterior. Posibilidad 4.

e.-: Partir de Curcuma longa y extraer la oleorresina con CO_{2} SCX modificado con etanol.

1.-: Proporción de etanol en el disolvente del 17%. Posibilidad 6.1.

2.-: Proporción de etanol en el disolvente del 34%. Posibilidad 6.2.

Operación

Para llevar a cabo el cálculo del coste, se ha considerado una eficacia del 90% del total de la operación.

1

Se observa que la posibilidad más favorable es la posibilidad número 4, en la que el rizoma de Curcuma longa se extrae con etanol bajo presión y después se purifica la oleorresina mediante extracción con CO_{2}.

Instalación

Para llevar a cabo la obtención de la curcumina a partir de su oleorresina, se necesitan dos extractores y dos separadores, dotados de envueltas exteriores calefactoras.

El equipo debe estar equipado con una bomba con refrigeración interna, capaz de proporcionar presiones de 300 bares. Además, se necesita un refrigerante para licuar el CO_{2} que procede del segundo separador, para poder así recircular el CO_{2}, disminuyendo los costes de operación.

El hecho de tener dos extractores se debe a que así se puede llevar a cabo un proceso de extracción semicontinuo, puesto que durante los tiempos inoperativos de carga y descarga y de presurización de la unidad, el proceso puede continuar funcionando con el otro extractor.

La planta debe estar equipada con un sistema para controlar la presión y la temperatura en el extractor y el separador y el flujo y la temperatura del refrigerante. Además, debe instalarse un sistema de alarma de presión y temperatura en los extractores, separadores y envueltas exteriores calefactoras, así como en el refrigerante, para evitar cualquier accidente.

Ejemplo 4

Este ejemplo ilustra una composición según la presente invención, para ser administrada oralmente, en la forma de comprimidos compuestos de:

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 - Curcuminoides\dotl \+ 15 mg.\cr  - Extracto acuoso de
cúrcuma\dotl \+ 175 mg.\cr  - Avicel pH 102\dotl \+ 489 mg.\cr  -
Almidón\dotl \+ 45 mg.\cr  - Estearato de magnesio\dotl \+ 8 mg.\cr 
- Primogel\dotl \+ 3 mg.\cr  - EM compress\dotl \+ 15
mg.\cr}

Ejemplo 5

Este ejemplo ilustra una composición líquida según la presente invención, para ser administrada oralmente como una emulsión, compuesta por:

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 - Curcuminoides\dotl\+ 20 mg.\cr  - Extracto acuoso de
cúrcuma\dotl\+ 200
mg.\cr}

junto con cantidades variables de edulcorantes (por ejemplo, sacarosa o fructosa) y aromatizantes (por ejemplo esencia de menta o de fresa) y de aceites vegetales en una cantidad suficiente para 100 ml de emulsión.

Los siguientes ejemplos corresponden a los estudios llevados a cabo en los extractos de la invención, dirigidos a determinar y evaluar la capacidad de los mismos para captar radicales libres, así como la capacidad de los mismos para reducir los peróxidos de lípido.

Ejemplo 6

Estudio de la capacidad para captar el radical superóxido (O_{2}^{\bullet}) mediante el método del pirogalol

Se ha estudiado la autooxidación del pirogalol tras un periodo de inducción de 20 segundos y durante 2 minutos, tiempo en el que el aumento de absorbancia es lineal a 420 nm. La inhibición de la autooxidación del pirogalol por los extractos de cúrcuma se utiliza para determinar la capacidad para captar el radical O_{2}^{\bullet}.

El experimento se llevó a cabo a 25ºC. El pirogalol se llevó a cabo ácido clorhídrico 10 mM. Se inició la reacción cuando se añadió tampón Tris-ácido cacodílico saturado de aire, con un pH de 8,2 que contenía 1 nM de DTPA-pirogalol. El DTPA (ácido dietilentriamino pentaacético) se utiliza como agente quelante para eliminar posibles interferencias de iones tales como hierro, cobre o manganeso.

Para los extractos apolares de cúrcuma se encontró un porcentaje de inhibición del 40,92% \pm 0,002 (p< 0,01) a una concentración de 16, 129 \mug/ml en curcuminoides, mientras que la inhibición de la DSO es del 95%.

Ejemplo 7

Estudio de la capacidad para captar el radical hidroxilo (OH^{\bullet}) mediante el método del DMSO (dimetilsulfóxido)

Capacidad para captar el radical hidroxilo mediante la prueba del DMSO.

Se ha estudiado la capacidad para captar radicales libres hidroxilo (OH^{\bullet}) mediante la medida del formaldehído generado durante la oxidación del DMSO; un fuerte captador de radicales hidroxilo por el sistema ácido ascórbico/Fe^{+3}. La oxidación es desencadenada por el ascorbato y está catalizada por el Fe^{+3} a 37ºC. La mezcla de reacción está formada por EDTA (ácido etilendiamino tetraacético) (0,1 mM), complejo EDTA-Fe^{+++} (/1:2) (167 \muM) DMSO (33 mM), extracto problema y tampón fosfato 50 mM pH 7,4, en un volumen final de 3 ml.

Se añadió el ácido ascórbico (2 mM) y tras 30 minutos de incubación a 37ºC, se detuvo la reacción con 1 ml de ácido trifluoroacético al 17,5% (p/v), y se midió en una alícuota de 1,5 ml mediante espectrofotometría.

La competencia entre el extracto problema y el DMSO por el radical hidroxilo (OH^{\bullet}) generado, procedente del sistema ascórbico/hierro, se utiliza para calcular la actividad de captación del radical hidroxilo (OH^{\bullet}) de la sustancia problema, expresándolo como el porcentaje de inhibición de la producción de formaldehído.

El protocolo utilizado es el siguiente:

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 EDTA \+ Bc \mu l \+ C \mu l \+ Bp \mu l \+ P \mu l\cr 
EDTA  -  Fe ^{+++}  \+ 250 \+ 250 \+ 250 \+ 250\cr  DMSO
\+ 250 \+ 250 \+ 250 \+ 250\cr  VEHÍCULO \+ 500 \+ 500 \+ --- \+
---\cr  EXTRACTO \+ --- \+ --- \+ 500 \+ 500\cr  TAMPÓN \+ 250 \+
--- \+ --- \+ ---\cr  FOSFATO\+\+\+\+\cr  ASCORBATO \+ --- \+ 250 \+
250 \+
250\cr}

Tc: objetivo control

C: control

Tp: objetivo problema

P: problema

Se mide el formaldehído producido en la acción anterior mediante la adición de 2 ml de una mezcla reactiva de acetato amónico y acetilacetona en un tampón fosfato 50 mM pH 7,4, en una alícuota de 1,5 ml. La mezcla se incubó a 58ºC durante 5 minutos y después se sumergieron las muestras en un baño de hielo y se midió a 412 nm la 3,5-diacetil-1,4-dihidrolutina formada.

Los resultados obtenidos fueron: para el extracto apolar, la mezcla de curcuminoides fue del 95,13 \pm 2,46% (P< 0,01, n=6) siendo la concentración de la muestra de 16,129 \mug/ml.

Ejemplo 8

Estudio de la capacidad para captar el radical superóxido (O_{2}^{\bullet}) del NADH (nicotinamida adenina dinucleótido)-metosulfato de fenazina (PMS)-O_{2}-azul de nitrotetrazolio (NBT)

Se estudia la capacidad para captar radicales superóxido mediante la inhibición de la formación de diformaran, un compuesto sumamente coloreado que tiene un máximo de absorción a 560 nm. La mezcla de reacción está compuesta por tampón fosfato 19 mM pH 7,4, NADH (90 \muM), NBT (43 \muM), extracto que se va a probar (vehículo para el objetivo), pH 5 (2,7 \muM), todo en un volumen de 3,1 ml. La reacción de reducción del NBT se inicia añadiendo PMS y se sigue espectrofotométricamente, midiendo la absorbancia a 560 nm y a 20ºC durante 2 minutos, para calcular el aumento de la absorbancia en (\DeltaA/min). El siguiente esquema muestra el protocolo utilizado:

\newpage

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \+ Bc ( \mu l) \+ C ( \mu l) \+ Bp ( \mu l) \+ P ( \mu l)\cr 
TAMPÓN \+ 250 \+ 250 \+ 250 \+ 250\cr  FOSFATO\+\+\+\+\cr  NADH \+
100 \+ 100 \+ 100 \+ 100\cr  NBT \+ 100 \+ 100 \+ 100 \+ 100\cr 
EXTRACTO \+ --- \+ --- \+ 100 \+ 100\cr  VEHÍCULO \+ 100 \+ 100 \+
--- \+ ---\cr  PMS \+ --- \+ 100 \+ --- \+
100\cr}

Tc: objetivo control

C: control

Tp: objetivo problema

P: problema

Se obtuvieron los porcentajes de la inhibición para el extracto polar de Smilax Lundeli para 5 muestras con una concentración de 500 \mug/ml, que es del 99,6 \pm 0,01% para p < 0,1.

Ejemplo 9

Estudio de la capacidad para captar el radical superóxido (O_{2}^{\bullet}) mediante el método de la xantina-xantina

Se ha estudiado la capacidad para captar el radical superóxido de la fracción polar de la Curcuma longa mediante el método de la xantina-xantina oxidasa y hubo una inhibición del 77,95% para una concentración final de 1,25 \mug/ml en curcuminoides. Se ha verificado que el extracto no inhibe la enzima, lo que indica que este extracto es un fuerte captador de radicales superóxido.

Ejemplo 10

Estudio de los efectos de los extractos de Curcuma longa sobre los niveles de peróxidos de lípido en la sangre humana

Este ejemplo pretende mostrar la acción, sobre los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido, de una composición farmacéutica compuesta por extractos polares y apolares de Curcuma longa, cuando se administra oralmente, en la forma de dos comprimidos diarios que contienen de 7 a 14 mg de curcumina por comprimido y de 150 a 175 mg de extracto acuoso de Curcuma longa, a un grupo de sujetos sanos de ambos sexos durante un periodo de dos meses y medio.

Composición de los comprimidos del presente ejemplo

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 \+ mg/comprimido\cr  Extracto apolar de  Curcuma longa  \+
60*\cr  Extracto polar de  Curcuma longa  \+ 175\cr  Avicel pH
102 \+ 489\cr  Almidón de maíz \+ 45\cr  Estearato de magnesio \+
8\cr  Primogel \+ 3\cr  EM Compress \+
15\cr}

*equivalente a 12,5 mg de curcuminoides

Método

Se ha estudiado una población de 19 hombres y 12 mujeres de edades comprendidas entre los 27 y los 74 años, tal como se indica en la siguiente tabla 1:

\newpage

TABLA 1 Número de sujetos estudiados distribuidos por edades y sexo
\\
Hombres

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Edades \+ Frecuencia\cr  25  -  30 \+ 3\cr 
31  -  40 \+ 3\cr  41  -  50 \+ 4\cr 
51  -  60 \+ 7\cr  60  -  70 \+
2\cr}

Mujeres

\dotable{\tabskip6pt#\hfil\+\hfil#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 Edades \+ Frecuencia\cr  30  -  40 \+ 3\cr 
41  -  50 \+ 4\cr  51  -  75 \+
6\cr}

Se tomó sangre periférica de estos sujetos para la determinación de un hemograma completo, de los parámetros de evaluación de las funciones hepática y renal; asimismo, se determinó el nivel de lípidos y peróxidos de lípido en el suero.

Tras conocer los resultados, se inició el tratamiento que consistía en dos comprimidos diarios de Curcuma longa, con el siguiente protocolo: segunda toma de sangre quince días después de la administración, determinando los parámetros citados anteriormente. Se mantuvo el protocolo de seguimiento, repitiendo los análisis de sangre cuarenta y cinco y setenta y cinco días después de que se iniciara el estudio. Tras haber completado este protocolo, tuvo lugar un periodo de descanso de 30 días, periodo en el que no se administró ningún comprimido y tras el cual se determinaron de nuevo los parámetros citados anteriormente.

Métodos analíticos

El hemograma se realizó en un analizador Technicon H-1 (EE.UU.).

Los parámetros bioquímicos se realizaron siguiendo reactivos estandarizados de Boehringer-Mannheim (Alemania), con un autoanalizador Hitachi 717 (Japón).

Los peróxidos de lípido se determinaron con malonaldehído (MDA) mediante el método de Ohkama, Ohishi y Yagi (Analytical Biochem. 95 351-358 (1979)), modificado para el suero.

Resultados

Durante el protocolo, los pacientes no informaron de ninguno de los siguientes signos: disfagia, pirosis, náuseas, vómitos, diarrea o estreñimiento.

No se observaron alteraciones ni en el hemograma ni en los parámetros bioquímicos en toda la población estudiada, sin ninguna distinción por sexo o edad. Se observó que las enzimas que señalan la función hepática (GOT, GPT, GGT, fosfatasa alcalina) como indicadores de la toxicidad del producto y la bilirrubina total directa e indirecta, no se vieron afectadas durante todo el proceso, tal como puede observarse en la siguiente tabla 3. Dicha tabla 3 muestra los valores inicial y final de GOT, GPT y fosfatasa alcalina, distribuidos por grupos de edad, respecto al sexo. Se indican la media y la desviación estándar (DE). Las unidades en dicha tabla son las siguientes:

(a): Tiempo inicial = tiempo 0

(b): Tiempo final = 105 días desde el principio

(c): Valores de referencia para el método analítico indicado (VR):

TABLA 3

2

Tal como se muestra en la figura 1, tras 15 días de tratamiento, se observó una reducción de alrededor del 8% en el nivel de peróxidos de lípido en los hombres, mientras que 45 días después de que se iniciara el tratamiento, la reducción alcanzó un valor medio del 34%, de tal forma que la variación con respecto a la situación tras 15 días será del 59%, para todos los hombres sometidos al estudio. En las mujeres, se observó un aumento en el nivel de peróxidos de lípido (26%) tras 15 días (figura 2); sin embargo, tras 45 días, es más evidente la reducción del nivel de peróxidos (cae una media del 11%), afectando a prácticamente todos los sujetos; estos resultados implican una reducción media tras 45 días con respecto a la situación de las mujeres sometidas al estudio tras 15 días, del 80%.

Claims

1. Procedimiento para obtener un extracto apolar a partir de rizoma de Curcuma longa, que actúa como agente para capturar radicales libres en la sangre humana, comprendiendo el procedimiento someter al rizoma de Curcuma longa a un proceso de extracción que comprende las etapas de:

(a): someter un polvo de rizoma de rizomas de Curcuma longa a una extracción continua con un disolvente orgánico en una proporción de polvo de rizoma:disolvente orgánico de 1:7 en peso/volumen, durante 48 horas, en un sistema estacionario, hasta obtener una mezcla de reacción que comprende el extracto,

(b): filtrar la mezcla de reacción para obtener un primer filtrado, evaporar el disolvente orgánico del primer filtrado a presión reducida hasta obtener un primer residuo seco que comprende una primera oleorresina de color marrón,

(c): disolver dicha oleorresina en acetato de etilo caliente, en una proporción del 50% p/p para obtener una disolución, dejar enfriar dicha disolución hasta temperatura ambiente durante 24 horas, hasta obtener un precipitado de color naranja,

(d): separar el precipitado por filtración para obtener un segundo filtrado, secar dicho segundo filtrado a presión reducida hasta obtener un segundo residuo, que comprende una segunda oleorresina de color marrón más oscuro que dicha primera oleorresina y con un contenido en curcuminoides del 20 al 25%;

(e): recristalizar dicho segundo residuo en acetato de etilo al 50% p/p para obtener el extracto sólido apolar que tiene una pureza en curcuminoides superior al 90%, obteniéndose así un extracto apolar a partir de rizoma de Curcuma longa.

2. Procedimiento para obtener un extracto polar a partir de rizoma de Curcuma longa, que actúa como agente para capturar radicales libres en la sangre humana, comprendiendo el procedimiento someter al rizoma de Curcuma longa a un proceso de extracción que comprende las etapas de:

(a): someter un polvo de rizoma de rizomas de Curcuma longa a un proceso de extracción mediante maceración en agua durante 24 horas, a una temperatura de entre 50 y 70ºC, para obtener una mezcla de extracción;

(b): filtrar la mezcla de extracción para obtener un filtrado y evaporar el agua del filtrado para obtener el extracto polar como un residuo sólido higroscópico que está libre de curcumina y de curcuminoides.

3. Procedimiento para obtener un extracto apolar a partir de rizoma de Curcuma longa, que actúa como agente para capturar radicales libres en la sangre humana, comprendiendo el procedimiento someter al rizoma de Curcuma longa a un proceso de extracción que comprende las etapas de:

(a): someter rizomas molidos de Curcuma longa, que tienen un tamaño de partícula de 0,1 a 1 mm, a extracción supercrítica

a una presión seleccionada de entre 100 bares, 150 bares, 200 bares y 250 bares y a una temperatura seleccionada de entre 35ºC, 40ºC, 50ºC y 55ºC,

con un disolvente de etanol modificado con CO_{2}, para obtener una oleorresina, y

(b): extraer dicho etanol de dicha oleorresina con CO_{2}, para obtener un extracto sólido apolar que tiene una pureza en curcuminoides del 90%.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la extracción supercrítica se lleva a cabo a 50ºC y 250 bares, el disolvente es etanol modificado con un 4% de CO_{2}.

5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que dicho etanol se extrae de dicha oleorresina a una presión de 280 bares y a una temperatura de 50ºC.

6. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que el disolvente es etanol modificado con un 4% de CO_{2}.

7. Uso de al menos un extracto de rizoma de Curcuma longa seleccionado del extracto apolar que se puede obtener mediante el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3 a 6, y del extracto polar que se puede obtener mediante el procedimiento de la reivindicación 2, para fabricar un medicamento para la administración combinada de dichos extractos polar y apolar, para evitar o tratar trastornos relacionados con la presencia de radicales libres en la sangre.

8. Uso según la reivindicación 7, en el que el medicamento es un agente antienvejecimiento para las células.

9. Uso de un extracto según la reivindicación 7, en el que los radicales libres relacionados con los trastornos son radicales superóxido.

10. Uso de al menos un extracto de rizoma de Curcuma longa seleccionado del extracto apolar que se puede obtener mediante el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3 a 6, y del extracto polar que se puede obtener mediante el procedimiento de la reivindicación 2, para fabricar un medicamento para la administración combinada de dichos extractos polar y apolar, para reducir los niveles plasmáticos de peróxidos de lípido en los seres humanos.

11. Uso de al menos un extracto de rizoma de Curcuma longa seleccionado del extracto apolar que se puede obtener mediante el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 y 3 a 6, y del extracto polar que se puede obtener mediante el procedimiento de la reivindicación 2, para fabricar un medicamento para la administración combinada de dichos extractos polar y apolar, para evitar o tratar patologías relacionadas con la oxidación celular.

12. Uso según la reivindicación 11, en el que dichas patologías son la arteriosclerosis y la artritis reumatoide.