ES2199143T3 - Sistema de refuerzo de hierro. - Google Patents
Sistema de refuerzo de hierro.Info
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Abstract
Un complejo hidrolizado de proteína de hierro que comprende iones ferrosos quelatados a proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada.
Description
Sistema de refuerzo de hierro.
Este invento hace referencia a un sistema de
refuerzo de hierro que está basado en hidrolizados de proteína de
clara de huevo, y que puede utilizarse en alimentos y bebidas. El
invento también hace referencia a un método para preparar el sistema
y al refuerzo de alimentos y bebidas con hierro.
El hierro es un elemento de indicio esencial en
la nutrición animal y humana. Es un componente de hema en
hemoglobina y de mioglobina, citocromos y varias enzimas. El papel
principal del hierro es su participación en el transporte,
almacenamiento y utilización del oxígeno. Un hierro inapropiado es
una causa directa de la alta incidencia de anemia, especialmente en
los niños, adolescentes y mujeres. La necesidad de hierro adecuado
se extiende durante toda la vida del ser humano.
Sin embargo, el cuerpo no produce hierro y
depende por completo de un suministro exterior de hierro;
nutricional o suplementario. La toma diaria recomendada permitida
de hierro suele ser de unos 10 mg por día. No obstante, la cantidad
necesaria depende de la edad y del sexo. Los niños, las mujeres en
la época de la menopausia, las embarazadas y las madres lactantes
tienen mayor necesidad de hierro.
Por consiguiente, la falta de hierro es
esencialmente un problema nutricional; un problema nutricional que
no únicamente es común en países en vías de desarrollo. El problema
se resuelve fácilmente consumiendo alimentos que proporcionen
hierro adecuado de manera natural, pero esto no siempre resulta
posible en sociedades con circunstancias desfavorables. Asimismo,
muchos alimentos que se consumen normalmente en países
desarrollados son pobres en hierro.
Para proporcionar una fuente de hierro, muchos
alimentos y bebidas llevan suplementos de hierro. Generalmente, la
fuente de hierro empleada en una sal de hierro soluble, como
sulfato ferroso, lactato ferroso, gluconato ferroso, fumarato
ferroso, citrato férrico, citrato férrico-colina y
citrato férrico-amónico. El sulfato ferroso es
especialmente común debido a su buena biodisponibilidad.
Desgraciadamente, el refuerzo con hierro y especialmente el
refuerzo con sulfato ferroso tiene efectos nocivos. De modo
particular, el hierro suele causar decoloración y falta de sabor
debido a su capacidad para interactuar con polifenoles y lípidos, y
promocionar reacciones destructivas de radicales libres. Este es
particularmente el caso a altas temperaturas y en presencia de
oxigeno y luz.
Por ejemplo, la adición de una fuente de hierro
soluble en el polvo de leche con chocolate hace que la bebida
adquiera un color grisáceo al prepararla con agua o leche. Se cree
que esto se debe a la interacción entre el hierro e ingredientes
sensibles al hierro, tales como polifenoles. Además, la adición de
fuentes de hierro soluble a la leche, cereales u otros productos que
contienen grasas, en especial productos con un alto nivel de ácidos
gratos sin saturar, ocasiona cambios de sabor debidos a la
oxidación lípida. La oxidación lípida no afecta únicamente las
propiedades organolépticas de los alimentos y bebidas, sino que
también afecta, de modo no deseable, la calidad nutricional de
dichos productos. Dichas interacciones también pueden resaltarse
durante el tratamiento en caliente, tal como la pasteurización o la
esterilización. Además, el pH de algunos sistemas de sales de
hierro pueden no ser compatibles con otros ingredientes y pueden
afectar el sabor. Asimismo, desde un punto de vista técnico, las
sales de hierro solubles causan corrosión en los equipos de
procesamiento.
Desgraciadamente, las fuentes de hierro no
soluble o ligeramente soluble tales como hierro elemental,
pirofosfato férrico, etc., no son suficientemente biodisponibles.
Por consiguiente, mientras pueden causar pocos o ningún problema de
decoloración o falta de sabor, son deficientemente absorbidos por el
cuerpo.
Para resolver estos problemas, se han hecho
varios intentos para encapsular o componer fuentes de hierro
solubles a fin de reducir su reactividad pero manteniendo su
biodisponibilidad. Sin embargo, dichos intentos no han conseguido
un éxito completo.
Se describe un ejemplo de hierro encapsulado en
la patente estadounidense 3.992.555, en la cual el hierro se
recubre con una grasa metabolizable comestible, con un punto de
fusión comprendido entre 38 y 121ºC, aproximadamente. Se describen
como adecuados aceites vegetales refinados e hidrogenados, y de
modo especial monoglicéridos destilados de aceite de semillas de
algodón completamente hidrogenados. Aun cuando este encapsulado
produce una reducción entorno del 20% en biodisponibilidad, se
considera aceptable siempre y cuando la fuente de hierro utilizada
tenga una biodisponibilidad suficientemente buena. No obstante, el
principal problema es que si los alimentos han de someterse a algún
tipo de tratamiento rudo, la cápsula se destruye. Por consiguiente,
el hierro encapsulado no puede utilizarse en productos que deban
pasar por retorta o ser sometidos a otras formas de rudo
tratamiento.
Se describe un precoz ejemplo de complejo de
hierro en la patente estadounidense núm. 505.986. El complejo de
una preparación de albúmina de hierro. La albúmina está en forma
intacta pero coagulada térmicamente. El complejo se recupera como
precipitado. Sin embargo, cuando estos complejos de albúmina de
hierro se emplean en bebidas, se produce decoloración y oxidación.
Por ejemplo las bebidas de chocolate reforzadas con complejos de
albúmina de hierro adquieren un color grisáceo.
Se describen ejemplos más recientes de complejos
de hierro en la patente estadounidense 3.969.540, en la cual el
hierro en forma férrica se compleja con caseina hidrolizada o polvo
de hígado hidrolizado. También se mencionan otras proteínas
hidrolizadas como posibles ligamentos. Los complejos se recuperan
como precipitados insolubles. Desgraciadamente es muy poco probable
que el hierro en los complejos tenga una biodisponibilidad
aceptable.
Se describe otro ejemplo de complejo de hierro en
la patente WO-98/48648. Dicho documento describe
complejos de hierro (II) quelatados con aminoácidos u oligopéptidos
de dos a cuatro aminoácidos.
Se describen otros ejemplos de complejos de
hierro en la patente estadounidense 4.172.072, donde el hierro es
complejado sustancialmente en colágenos completamente hidrolizados.
También se mencionan como posibles ligamentos otras varias
proteínas completamente hidrolizadas. No obstante, se dice que los
complejos son estables bajo condiciones acídicas y, dado que las
condiciones en el intestino son acídicas, es poco probable que el
hierro de los complejos tenga una biodisponibilidad aceptable.
Asimismo, los complejos no son lo bastante fuertes como para
prevenir la decoloración y la oxidación lípida.
Se describen otros ejemplos en la patente
estadounidense 4.216.144, en que el hierro en forma ferrosa se
compleja con proteína hidrolizada; en especial proteína de soja. Se
reivindica que la biodisponibilidad del hierro en los complejos es
mejor que el sulfato ferroso. No obstante, cuando se utilizan
complejos hidrolizados de soja ferrosa en bebidas, se produce
decoloración y oxidación. Por ejemplo, las bebidas de chocolate
reforzadas con complejos hidrolizados de soja ferrosa adquieren un
color grisáceo.
Se describen otros ejemplos de complejos de
hierro en las solicitudes de patente japonesas
2-083.333 y 2.083.400. En estas solicitudes, se
utilizan complejos de caseinato ferroso para el tratamiento de la
anemia. No obstante, estos complejos no son adecuados para usar en
el refuerzo de alimentos y bebidas dado que no son lo bastante
estables. Asimismo, dichos complejos tienen forma de coagulados y
son difíciles de dispersar.
Por consiguiente, un objeto del presente invento
es proporcionar un sistema de refuerzo de hierro que sea
relativamente estable, pero en que el hierro sea relativamente
biodisponible.
Por tanto, este invento proporciona un complejo
hidrolizado de proteína de hierro, de acuerdo con la reivindicación
1.
Sorprendentemente se ha descubierto que los
complejos formados de hierro en forma ferrosa y proteína de clara
de huevo parcialmente hidrolizada son muy estables. De hecho, los
complejos son suficientemente estables para resultar adecuados para
emplearse en productos tratados en retorta que contengan lípidos y
polifenoles. Sin embargo, a pesar de la estabilidad, el hierro en
los complejos tiene sustancialmente la misma biodisponibilidad que
el sulfato ferroso; lo cual es notablemente bueno.
La proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada tiene un peso molecular del orden de 2.000 a 6.000
aproximadamente.
En otro aspecto, el invento proporciona un
complejo hidrolizado de proteína de hierro que comprende iones
ferrosos quelatados a proteína de clara de huevo que se hidroliza
parcialmente utilizando una proteasa microbiana.
Preferiblemente, la proteasa microbiana es una
proteasa obtenida del Aspergillus oryzae y contiene tanto
endo-peptidasa como
exo-peptidasa.
En otro aspecto, este invento proporcionar un
complejo hidrolizado de proteína de hierro, que comprende iones
ferrosos quelatados a proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada; conteniendo el complejo alrededor del 1 al 2%, o
alrededor del 4,5 al 10% aproximadamente de peso en seco de iones
ferrosos.
Preferiblemente, los complejos son estables al pH
neutro pero disociados a un pH inferior de aproximadamente 3.
En todavía otro aspecto, este invento proporciona
una bebida líquida esterilizada que contiene lípido y un sistema de
refuerzo de hierro estable, comprendiendo el sistema de refuerzo de
hierro un complejo hidrolizado de proteína de hierro de iones
ferrosos quelatados a proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada. La bebida puede ser una bebida que contiene
chocolate.
Todavía en otro aspecto, este invento proporciona
una bebida líquida esterilizada que contiene polifenoles y un
sistema de refuerzo de hierro estable, comprendiendo el sistema de
refuerzo de hierro un complejo hidrolizado de proteína de hierro de
iones ferrosos quelatados a proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada. La bebida puede ser una bebida de té.
Las bebidas pueden esterilizarse sometiéndolas a
la retorta a pasteurización a temperatura ultra elevada.
El invento también proporciona un polvo para
bebida que contiene lípido y un sistema de refuerzo de hierro
estable, comprendiendo el sistema de refuerzo de hierro un complejo
hidrolizado de proteína de hierro de iones ferrosos quelatados a
proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada. El polvo para
bebida puede contener chocolate.
En otro aspecto, este invento proporciona un
procedimiento para la preparación de un sistema de refuerzo de
hierro, comprendiendo el procedimiento:
- -
- hidrolizar enzimáticamente, con preferencia bajo condiciones acídicas, una proteína de clara de huevo que utiliza una proteasa microbiana, preferiblemente un fungal acídico, para proporcionar una proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada;
- -
- añadir una fuente ferrosa a la proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada bajo condiciones acídicas; y
- -
- elevar el pH de 6,5 a 7,5 para formar un complejo de proteína de clara de huevo ferrosa hidrolizada como sistema de refuerzo de hierro.
La proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada puede estar sometida a otras fases de hidrólisis antes
de añadir la fuente ferrosa. Preferiblemente la proteasa fungal se
obtiene del Aspergillus oryzae y contiene tanto
endo-peptidasa como
exo-peptidasa.
El procedimiento también puede incluir la fase
adicional de secar el complejo de proteína de clara de huevo
ferrosa hidrolizada para darle forma de polvo.
Seguidamente se describen, a modo de ejemplo,
formas de realización del invento.
Este invento está basado en el descubrimiento de
que la proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada es capaz
de formar un fuerte complejo con iones de hierro y proporcionar aún
el hierro en una forma biodisponible. Los complejos de hierro
resultantes han reducido la capacidad de causar efectos nocivos
paralelos como la oxidación lípida, la degradación del color, y la
degradación de la vitamina C. Esto convierte los complejos de
hierro en un vehículo ideal para reforzar alimentos y bebidas,
especialmente alimentos y bebidas destinadas a mejorar el estado
nutricional.
La fuente de hierro que puede utilizarse en los
complejos de hierro puede ser cualquier sal ferrosa de grado
alimenticio, tal como sulfato ferroso, cloruro ferroso, nitrato
ferroso, citrato ferroso, lactato ferroso o fumarato ferroso, o
mezclas de los mismos. No obstante, la fuente de hierro preferida es
el sulfato ferroso. Preferiblemente, la fuente de hierro se
proporciona en forma de solución ferrosa.
Se preparan los complejos de hierro preparando
proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada, añadiendo la
fuente de hierro bajo condiciones acídicas, y luego
neutralizando.
La proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada será tal que el peso molecular de las fracciones
proteínicas sea del orden de 500 a 10000 aproximadamente;
preferiblemente alrededor de 2000 a 6000. Se ha descubierto que los
complejos de hierro que se preparan a partir de proteína de clara de
huevo intacta o proteína de hierro extensivamente hidrolizada no
son lo bastante fuertes. Sin embargo, los complejos de hierro
preparados a partir de proteína de clara de huevo parcialmente
hidrolizada son extremadamente estables.
La hidrólisis de la proteína de clara de huevo
puede llevarse a cabo en una o más fases, como en el modo
convencional. Sin embargo, se consiguen mejores resultados cuando
el procedimiento de hidrólisis incluye una fase de hidrólisis
enzimática utilizando una proteasa ácida en un medio acídico. En el
comercio se obtiene proteasas ácidas adecuadas. Pueden conseguirse
proteasas ácidas especialmente adecuadas por medio de la
fermentación controlada de hongos como el Aspergillus
oryzae. Estas proteasas contienen tanto
endo-peptidasas como
exo-peptidasas. Un ejemplo de una tal enzima ácida
es la VALIDASE FP-60 (que puede conseguirse de
Valley Research, Inc. South Bend, Indiana).
Puede acidificarse el medio utilizando un ácido
inorgánico u orgánico de grado alimenticio. Son ejemplo de ácidos
que puede utilizarse los fosfóricos, clorhídricos, sulfúricos,
lácticos, málico, fumárico, glucónico, succínico, absórbico o
cítrico. El ácido más preferido es el ácido fosfórico. Puede
seleccionarse el pH a fin de proporcionar el óptimo rendimiento de
la enzima. El pH seleccionado puede ser aquel en que la enzima se
comporta de manera óptima. Esta información puede obtenerse del
suministrador o a través de pruebas.
La proteína hidrolizada que se obtiene después de
la hidrólisis con la proteasa ácida puede utilizarse en esta forma.
No obstante, si se desea, la proteína hidrolizada puede
hidrolizarse más. Para cualquier otra fase enzimática hidrolizada
que pueda desearse, puede emplearse cualquier enzima apropiada. Como
ejemplos se incluye, pero sin quedar limitado, la ALCALASE,
FLOVORZYME y NEUTRASE (Novo Nordisk A/S, Novo Alle, Dinamarca), y
las PROZYME y PABNCREATIN (Amano International Enzyme Co., Inc.,
Troy, VA). Las enzimas pueden ser proteasas acídicas, proteasas
alcalinas o proteasas neutras. Son especialmente adecuadas las
proteasas alcalinas.
Antes de añadir la fuente de hierro a la proteína
de clara de huevo parcialmente hidrolizada, dicha proteína de clara
de huevo parcialmente hidrolizada debe tener un pH acídico de
aproximadamente 3,0 a 5,5. En caso necesario, puede ajustarse el pH
añadiendo un ácido de tipo inorgánico u orgánico de grado
alimenticio que sea apropiado, tal como se ha dicho antes. El ácido
más preferido es el ácido fosfórico.
Luego se combinan la solución ferrosa y la
proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada.
Preferiblemente, esto se lleva a cabo bajo agitación con la
solución ferrosa añadida a la proteína de clara de huevo
parcialmente hidrolizada; preferiblemente con lentitud. La cantidad
de solución ferrosa añadida puede seleccionarse a fin de
proporcionar la carga ferrosa deseada. No obstante,
sorprendentemente se ha descubierto que la unión del ferroso en el
complejo está relacionada a la cantidad de ferroso unido. Se obtiene
una unión óptima cuando el complejo contiene del 1 al 2%,
aproximadamente, o alrededor el 4,5 al 10% en peso seco de hierro.
Naturalmente, pueden usarse cargas ferrosas superiores al 10% pero
la unión, y por tanto la estabilidad del complejo, pueden ser algo
inferiores.
Una vez añadida la fuente de hierro a la proteína
de clara de huevo parcialmente hidrolizada, la solución debe
neutralizarse para promover la formación de un complejo ferroso.
Sin embargo, no hay que dejar que la mezcla se vuelva básica para
evitar la precipitación y la formación de iones de hidróxido. Se
recomienda un pH del orden de 6,5 a 7,5 aproximadamente.
Si es necesario, puede añadirse un álcali para
neutralizar el pH de la mezcla. Cualquier álcali de grado
alimenticio puede usarse para la neutralización, incluyendo pero no
limitando, hidróxido sódico, hidróxido potásico, hidróxido amónico,
hidróxido de magnesio, carbonato sódico, bicarbonato sódico,
carbonato potásico y bicarbonato potásico. Se prefiere el hidróxido
amónico.
Preferiblemente, todas las fases se realizan bajo
agitación.
Los complejos obtenidos pueden usarse en la forma
líquida, tal como se consiguen. No obstante, de manera más
preferible, los complejos se secan en forma de polvo. El secado
puede ser un secado por congelación o un secado por aspersión. Puede
emplearse cualquier procedimiento adecuado para el secado por
aspersión o congelación de los complejos en forma de polvo. En la
técnica ya son conocidos procedimientos adecuados para ello.
Para su uso, se incluyen los complejos en
ingredientes que forman los alimentos o bebidas deseadas, y se
procesan los ingredientes de manera normal. Aun cuando la
biodisponibilidad del hierro puede ser algo inferior a la del
sulfato ferroso, se ha encontrado que se halla dentro de los
límites admisibles. En la mayoría de casos, la diferencia
estadística en biodisponibilidad no es significativa. Además, se ha
descubierto que los complejos son muy estables y cuando se emplean
en alimentos y bebidas no tienden a aumentar la generación de
decoloración o pérdida de sabor. Asimismo, se ha descubierto que los
complejos no aumentan los problemas de procesamiento, tales como el
ensuciamiento.
Los complejos son especialmente adecuados para
utilizar en alimentos o bebidas en forma líquida; por ejemplo
concentrados de fórmula infantil y bebidas a punto de beber, tales
como bebidas de chocolate y leche malteada. Tales alimentos o
bebidas generalmente son sometidos a retortas u otra esterilización
como parte de su procesamiento y la capacidad de los complejos para
resistir un rudo tratamiento, proporcionando una gran mejora. Sin
embargo, los complejos pueden utilizarse en otros tipos de
alimentos o bebidas tales como bebidas en polvo, formulas
infantiles y cereales infantiles.
Los complejos pueden incluirse en alimentos para
animales de compañía que normalmente contienen lípidos y
vitaminas.
Los productos que contienen los complejos
presentan similares propiedades organolépticas y de color
comparables a productos sin reforzar. Esto tiene la ventaja de
pueden reforzarse productos sin ocasionar cambios notables que
lleguen a afectar adversamente la percepción del consumidor.
Asimismo, se ha descubierto que la vitamina C no queda degradada
por los complejos. Así pues, pueden usarse los complejos en
productos destinados a estar equilibrados nutricionalmente.
A continuación se describen ejemplos específicos
para explicar más el invento.
Se añade una cantidad de 1000 g de clara de huevo
congelada a un fermentador (Biostat® M) y se deja que descongele a
temperatura ambiente. Se ajusta lentamente el pH a 3,0 utilizando
un 85% de H_{3}PO_{4} bajo agitación. Luego se calienta la
solución a 42ºC. Se añade una cantidad de 2,5 g de una proteasa
ácida (VALIDASE FP60 adquirida a Valley Research, Inc o South Bend,
Indiana) y se deja que la solución reaccione durante 16 horas bajo
agitación baja/media con un pH de 3,0 a 3,3. Se obtiene esta
proteasa ácida de Aspergillus oryzae y contiene tanto
endo-peptidasa y exo-peptidasa.
Al cabo de 16 horas de reacción, se añade
hidróxido amónico (28%) para aumentar el pH a 7,4. Se añade una
cantidad de 2,5 g de proteasa alcalina (ALCALASE 2.4L, adquirida a
Novo Nordisk A/S) y se incrementa la temperatura de la solución a
50ºC, bajo agitación. Esta proteasa se obtiene a partir de un
tamizado de Bacilus licheniformis y contiene principalmente
endo-proteinasa. Después de 3 horas de reacción
bajo agitación baja/media, se enfría la solución a temperatura
ambiente. Se añade una cantidad de 43,5 g de un 85% de
H_{3}PO_{4}, seguida por una cantidad de 5,0 g de
FeSO_{4}.7H_{2}O en 50 ml de H_{2}O, ambas bajo agitación.
Luego se ajusta el pH a 6,7 con un 28% de NH_{4}OH, bajo
agitación. Luego se calienta la solución a una temperatura de 90ºC,
durante 10 minutos. A continuación se enfría la solución a
temperatura ambiente.
Se recoge el complejo de hierro líquido.
Se repite el procedimiento del ejemplo 1.
Entonces se añade una cantidad de 90 g de maltodextrina M.D.5 al
complejo de hierro líquido, bajo agitación. Luego se seca la mezcla
por aspersión, utilizando un secador por aspersión atomizado por
disco rotativo (T_{in} = 145ºC, T_{out} = 80ºC).
Se recoge el complejo de hierro en polvo.
Se añade una cantidad de 1000 g de clara de huevo
congelada a un fermentador (Biostat® M) y se deja que descongele a
temperatura ambiente. Se ajusta lentamente el pH a 3,0 utilizando
un 85% de H_{3}PO_{4} bajo agitación. Luego se calienta la
solución a 42ºC. Se añade una cantidad de 2,5 g de una proteasa
ácida (VALIDASE FP60 adquirida a Valley Research, Inc o South Bend,
Indiana) y se deja que la solución reaccione durante 4 horas bajo
agitación baja/media con un pH de 3,0 a 3,3.
Después de la reacción, se enfría la solución a
temperatura ambiente. Se añade una cantidad de 5,0 g de
FeSO_{4}.7H_{2}O en 50 ml de H_{2}O, bajo agitación. Luego se
ajusta el pH a 6,7 con un 28% de NH_{4}OH, bajo agitación. A
continuación se calienta la solución a una temperatura de 60ºC
durante 10 minutos. Luego se enfría la solución a temperatura
ambiente.
Se añade una cantidad de 90 g de maltodextrina
M.D.5 a la solución, bajo agitación. Luego se seca la mezcla por
aspersión, utilizando un secador por aspersión atomizado por disco
rotativo (T_{in} = 145ºC, T_{out} = 80ºC).
Se recoge el complejo de hierro en polvo.
Se repite el procedimiento del ejemplo 1, con
excepción de que la clara de huevo se somete a hidrólisis durante 6
horas. Se recoge el complejo de hierro en polvo.
Se preparan cuatro bebidas de chocolate con leche
mediante la reconstitución de un polvo de chocolate con leche
(QUIK, Nestlé USA, Inc) con una concentración del 8,5% en peso.
Cada bebida contiene 12,5 ppm de hierro añadido en forma de un
complejo de hierro diferente de uno de los ejemplos 1 a 4.
Las bebidas se colocan dentro de potes de vidrio
cerrados de 125 ml, y se someten en autoclave a aproximadamente
121ºC (250ºF) durante 5 minutos. Los potes son enfriados a
temperatura ambiente y se guardan durante 6 meses.
Las bebidas son valoradas en cuanto a estabilidad
física, color y gusto al cabo de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 meses. El gusto
se juzga mediante un panel de prueba de sabor de 10 personas. Todas
las bebidas se determinaron sin decoloración, sedimentación o
coagulación y con un buen sabor.
Se preparan cuatro bebidas de chocolate con leche
mediante la reconstitución de un polvo de chocolate con leche
(QUIK, Nestlé USA, Inc) con una concentración del 8,5% en peso.
Cada bebida contiene 12,5 ppm de hierro añadido en forma de un
complejo de hierro diferente de uno de los ejemplos 1 a 4.
Las bebidas son precalentadas a unos 80ºC
(175ºF), calentadas a unos 40ºC (285ºF) por inyección de vapor,
manteniéndolas a dicha temperatura durante 5 segundos, y luego son
enfriadas a unos 80ºC (175ºF). A continuación se homogeneizan las
bebidas a unos 17/3.5 Mpa (2500/500 libras por pulgada cuadrada),
enfriadas a aproximadamente 16ºC (60ºF) y llenadas en envases de 250
ml Tetra Brik Aseptic® (Tetra Pak Inc., Chicago IL).
Las bebidas son valoradas en cuanto a estabilidad
física, color y gusto al cabo de 1 día, 2 semanas, 1 y 2 meses. El
gusto se juzga mediante un panel de prueba de sabor de 10 personas.
Todas las bebidas se determinaron sin decoloración, sedimentación o
coagulación y con un buen sabor.
Se preparan cuatro bebidas de chocolate con leche
mediante la reconstitución de un polvo de chocolate con leche
(QUIK, Nestlé USA, Inc) con una concentración del 8,5% en peso.
Cada bebida contiene 12,5 ppm de hierro añadido en forma de un
complejo de hierro diferente de uno de los ejemplos 1 a 4.
Las bebidas son precalentadas a unos 80ºC
(175ºF), calentadas a unos 40ºC (285ºF) por inyección de vapor,
manteniéndolas a dicha temperatura durante 5 segundos, y luego
enfriadas a unos 80ºC (175ºF). A continuación se homogeneizaron las
bebidas a unos 17/3.5 Mpa (2500/500 libras por pulgada cuadrada),
enfriadas a aproximadamente 16ºC (60ºF) y llenadas en envases de 250
ml Tetra Brik Aseptic® (Tetra Pak Inc., Chicago IL).
Las bebidas son valoradas en cuanto a estabilidad
física, color y gusto al cabo de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 meses. El gusto
se juzga mediante un panel de prueba de sabor de 10 personas. Todas
las bebidas se determinaron sin decoloración, sedimentación o
coagulación y con un buen sabor.
Se preparan seis bebidas; 3 reconstituyendo polvo
de leche con chocolate (QUIK, Nestlé USA) y 3 reconstituyendo polvo
malteado (MILO, Nestlé Australia Ltd.). Cada bebida está formada
por 22,0 g de polvo y 180 ml de agua hirviendo. Se añade un
complejo de hierro de cada uno de los ejemplos 2 a 4 a ambas bebidas
de chocolate y malteado. Las concentraciones finales de hierro en
las bebidas de chocolate son de 15,0 ppm mientras que en las
bebidas malteadas son de 25,0 ppm.
Se agitaron brevemente las bebidas y se dejaron
reposar a temperatura ambiente durante 15 minutos. Al final de los
15 minutos, se valoraron las bebidas por parte de un panel de
prueba de sabor de 10 personas. No se encontraron cambios de color
ni de sabor al comparar las muestras con las muestras de control sin
adición de hierro.
Se preparan tres comidas infantiles de cereales
reconstituyendo 55 g de cereal infantil conteniendo plátano (Nestlé
USA) con 180 ml de agua hirviendo. Se añadió un complejo de hierro
de cada uno de los ejemplos 2 a 4 a cada cereal para conseguir 7,5
mg de hierro por 100 g de polvo de cereal.
Cada comida de cereal se agitó brevemente y se
dejó reposar a temperatura ambiente durante 15 minutos. Al cabo de
los 15 minutos, se valoraron las comidas de cereales por parte de
un panel de prueba de sabor de 10 personas. No se encontraron
cambios de color ni de sabor al comparar las muestras con las
muestras de control sin adición de hierro.
Las biodisponibilidades de los complejos se
determinan del siguiente modo:
Los animales empleados son ratones macho
Spragule-Dawley recién destetados de 3 semanas de
edad (IFFA-CREDO, l'Arbresle, Francia).
La dieta de control es una dieta ICN baja en
hierro (Soccochim SA, Lausana, Suiza) que tiene un contenido de
hierro de 3 mg/kg. Esta dieta es a base de caseina y cubre las
necesidades nutritivas de los ratones en crecimiento, salvo el
hierro.
Las dietas experimentales son:
Dieta A: La dieta de control reforzada con
FeSO_{4}.7H_{2}O para proporcionar 10 mg/kg de hierro.
Dieta B: La dieta de control reforzada con
FeSO_{4}.7H_{2}O para proporcionar 20 mg/kg de hierro.
Dieta 1: La dieta de control reforzada con el
complejo del ejemplo 4 para proporcionar 10 mg/kg de hierro.
Dieta 2: La dieta de control reforzada con el
complejo del ejemplo 4 para proporcionar 20 mg/kg de hierro.
Dieta 3: La dieta de control reforzada con 10
mg/kg del complejo del ejemplo 2 para proporcionar 10 mg/kg de
hierro.
Dieta 4: La dieta de control reforzada con 20
mg/kg del complejo del ejemplo 2 para proporcionar 20 mg/kg de
hierro.
1) El análisis de hemoglobina se realizó
anestesiando los ratones con isoflurano y luego extrayendo una
muestra de 200 \mum de sangre del plexus orbital venoso. El
nivel de hemoglobina en el sangre se determinó mediante el método
cianmetemogina (Hb kit MPR 3, Boehringer Mannheim GmbH, Alemania),
utilizando un instrumento automatizado (Hemocue,
Baumann-Medical SA, Wetzikon, Suiza). Se midieron
muestras comerciales de control de la calidad de la sangre
(Dia-HT Kontrolblutt, Dia MED, Cressier, Suiza) que
tenían una gama de niveles de hemoglobina con todas las
determinaciones de hemoglobina.
2) Se evaluó la biodisponibilidad Fe comparada
con heptahidrato de sulfato ferroso, utilizando un calculo de
relación de pendiente basado en los niveles de hemoglobina. Una
ecuación de regresión múltiple pone de manifiesto las cantidades de
hierro añadidas a los niveles de hemoglobina. La ecuación
proporciona una línea recta por dieta que intercepta a dosis cero.
Se calcula luego la biodisponibilidad de la fuente de hierro con
respecto al heptahidrato de sulfato ferroso como relación de ambas
pendientes. La relación se multiplica por 100 a fin de proporcionar
el valor de biodisponibilidad relativa.
Los ratones se alojaron individualmente en jaulas
de policarbonato, provistas de rejillas de acero inoxidable. Se
permitió el libre acceso de los animales al agua destilada. Para
que los ratones se volvieran anémicos, los ratones tiene acceso
ad libitum a la dieta de control durante 24 días. Cada día
se suministró dieta fresca. A fin de reducir la pérdida de dieta por
parte de los ratones, se cubrió la dieta con una rejilla.
Al cabo de 24 días, se determinó la hemoglobina y
el peso. Setenta ratones con niveles de hemoglobina comprendidos
entre 4,5 y 5,8 mg/dl se colocaron aleatoriamente en 7 grupos de
10, que tenían aproximadamente la misma hemoglobina media y peso
corporal. Cada grupo de animales se alimentó con una dieta
experimental durante 14 días. Los ratones se alimentaron con dietas
ad libitum, empezando con 20 g/día en el día 0. Los ratones
tenían libre acceso al agua destilada. Diariamente se midió el
consumo individual de alimento. Al cabo de 14 días, los ratones
fueron pesados y se determinó la hemoglobina.
El consumo medio de alimento y la toma de hierro
no se ve afectado por el tipo de fuente de hierro. Sin embargo, los
ratones que no recibieron ningún hierro adicional comieron menos
que aquellos que recibieron hierro. Los ratones que consumieron
dietas con 20 mg/kg de hierro añadido consumieron algo más que
aquellos que reciben dietas con 10 mg/kg de hierro.
El aumento de peso de los ratones no se ve
afectado por el tipo de fuente de hierro. Sin embargo, los ratones
que no recibieron hierro adicional ganaron menos peso que los que
recibieron hierro. Los ratones que recibieron dietas de 20 mg/kg
ganaron algo más de peso que aquellos que recibieron dietas con 10
mg/kg de hierro.
Los niveles de hemoglobina en la sangre al inicio
y al final del periodo aparecen en la siguiente tabla:
Valores medios de hemoglobina (Desvío
estándar)
| Dieta | Fe añadido | Hemoglobina | Hemoglobina | Diferencia |
| (mg/kg) | inicial(g/dl) | final(g/dl) | (g/dl) | |
| Control | 0 | 5,12(0,42) | 4,88(0,43) | -0,24(0,20) |
| A | 10 | 5,12(0,41) | 8,66(0,81) | 3,54(0,65) |
| B | 20 | 5,12(0,40) | 11,53(0,86) | 6,41(0,82) |
| 1 | 10 | 5,12(0,40) | 7,90(0,54) | 2,78(0,41) |
| 2 | 20 | 5,13(0,39) | 11,15(0,57) | 5,92(0,54) |
| 3 | 10 | 5,13(0,37) | 8,36(0,47) | 3,23(0,34) |
| 4 | 20 | 5,12(0,38) | 11,51(0,79) | 6,39(0,65) |
La biodisponibilidad relativa es como sigue:
| Dieta | Biodisponibilidad relativa |
| 1,2 | 90 |
| 3,4 | 98 |
| A,B | 100 |
Las biodisponibilidades de todos los complejos de
proteína Fe son similares a las del sulfato ferroso. Se toma una
biodisponibilidad relativa inferior al 91% como significativamente
menor que la referencia. Por consiguiente, desde el punto de vista
estadístico, los valores relativos de biodisponibilidad de los
complejos de hierro del ejemplo 2 son similares a las del sulfato
ferroso. No obstante, desde un punto de vista práctico, todos los
complejos tienen una muy buena biodisponibilidad.
Claims (13)
1. Un complejo hidrolizado de proteína de hierro
que comprende iones ferrosos quelatados a proteína de clara de
huevo parcialmente hidrolizada que tienen un peso molecular del
orden de 2.000 a 6.000.
2. Un complejo de acuerdo con la reivindicación
1, en que la proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada es
un hidrolizado de proteasa microbiana.
3. Un complejo de acuerdo con la reivindicación
2, en que la proteasa microbiana se obtiene del Aspergillus
oryzae y contiene tanto endo-peptidasa como
exo-peptidasa.
4. Un complejo de acuerdo con la reivindicación
1, en que la proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada es
un hidrolizado de proteasa microbiana obtenida mediante la
hidrolización de la proteína de clara de huevo con una proteasa
obtenida del Aspergillus oryzae y conteniendo tanto
endo-peptidasa como exo-peptidasa,
y una proteasa obtenida del Bacillus licheniformis y
conteniendo endo-proteinasa.
5. Un complejo de acuerdo con la reivindicación
1, el cual contiene del 1 al 2% o del 4,5 al 10% de peso en seco de
iones ferrosos.
6. Un complejo de acuerdo con la reivindicación
1, el cual es estable en pH neutro paro se desasocia a un pH
inferior a 3.
7. Un complejo de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, el cual comprende del 1 al 2% o del
4,5 al 10% de peso en seco de iones ferrosos.
8. Una bebida líquida esterilizada que contiene
lípido y un sistema de refuerzo de hierro estable, comprendiendo el
sistema de refuerzo de hierro un complejo hidrolizado de proteína
de hierro de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
precedentes.
9. Una bebida líquida esterilizada que contiene
polifenoles y un sistema de refuerzo de hierro estable,
comprendiendo el sistema de refuerzo de hierro un complejo
hidrolizado de proteína de hierro de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 7.
10.Una bebida de acuerdo con la reivindicación 9,
la cual es una bebida de té.
11. Un polvo para bebida que contiene lípido y un
sistema de refuerzo de hierro, comprendiendo el sistema de refuerzo
de hierro un complejo hidrolizado de proteína de hierro de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
12. Un polvo para bebida de acuerdo con la
reivindicación 11, el cual contiene cacao.
13. Un procedimiento para preparar un sistema de
refuerzo de hierro, de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, comprendiendo el procedimiento:
- -
- hidrolizar enzimáticamente una proteína de clara de huevo que utiliza una proteasa microbiana para proporcionar una proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada;
- -
- añadir una fuente ferrosa a la proteína de clara de huevo parcialmente hidrolizada bajo condiciones acídicas; y
- -
- elevar el pH de 6,5 a 7,5 para formar un complejo de proteína de clara de huevo ferrosa hidrolizada como sistema de refuerzo de hierro.
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