ES2199523T3 - Proceso para formar una composicion proteinica vegetal conteniendo un material proteinico vegetal empobrecido en isoflavona con un material conteniendo isoflavona. - Google Patents

Proceso para formar una composicion proteinica vegetal conteniendo un material proteinico vegetal empobrecido en isoflavona con un material conteniendo isoflavona.

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Abstract

LA PRESENTE INVENCION ES UNA COMPOSICION DE PROTEINAS VEGETALES. LA COMPOSICION DE PROTEINAS VEGETALES CONTIENE UN MATERIAL PROTEINICO VEGETAL CARENTE DE ISOFLAVONA Y UN MATERIAL QUE CONTIENE ISOFLAVONA, QUE SE DISPERSA EN EL MATERIAL PROTEINICO VEGETAL CARENTE DE ISOFLAVONA. LA COMPOSICION PUEDE UTILIZARSE EN ALIMENTOS A FIN DE PROPORCIONAR LOS BENEFICIOS NUTRICIONALES DEL MATERIAL PROTEINICO VEGETAL CARENTE DE ISOFLAVONA, AL MISMO TIEMPO QUE SE PROPORCIONAN LOS BENEFICIOS PARA LA SALUD DEL MATERIAL QUE CONTIENE ISOFLAVONA. LA INVENCION INCLUYE IGUALMENTE LOS PROCEDIMIENTOS PARA OBTENER TALES COMPOSICIONES PROTEINICAS VEGETALES.

Description

Proceso para formar una composición proteínica vegetal conteniendo un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavona con un material conteniendo isoflavona.
La presente invención se refiere a un proceso para preparar composiciones proteínicas vegetales con contenido de isoflavonas, y particularmente composiciones proteínicas vegetales que contienen un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas con un material con contenido de isoflavonas preferiblemente exógenas dispersado en dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
Los materiales vegetales que contienen proteína son elaborados comercialmente para producir materiales proteínicos vegetales tales como concentrados proteínicos vegetales y aislados proteínicos vegetales. Los materiales proteínicos vegetales que son comúnmente producidos incluyen concentrados proteínicos de soja, aislados proteínicos de soja, materiales proteínicos de guisante y materiales proteínicos sacados de legumbres. Los materiales proteínicos vegetales son extensamente usados en la industria alimentaria como ingredientes de enriquecimiento con proteínas o como ingredientes funcionales en los de una amplia variedad de comestibles. Por ejemplo, son usados materiales proteínicos vegetales en productos alimentarios tales como carnes, bebidas nutritivas, sopas, quesos, productos panificables y yogures.
Los de varias variedades de materiales vegetales que contienen proteína contienen también isoflavonas fitoestrogénicas en su estado nativo sin elaborar. Las isoflavonas son compuestos fenólicos que se dan de manera natural en numerosos tipos de plantas y sirven para ayudar a la fijación del nitrógeno en los sistemas radiculares de ciertas plantas y para actuar como un protector natural contra los parásitos.
En la producción de materiales proteínicos vegetales tales como concentrados proteínicos vegetales y aislados proteínicos vegetales destinados a ser usados en comestibles, los expertos se han centrado en obtener un material que conste principalmente de proteína. En la producción de materiales proteínicos vegetales a partir de materiales vegetales que contienen proteína e isoflavonas, una parte considerable de las isoflavonas es separada de la proteína vegetal, lo cual redunda en un material rico en proteína que ha sido empobrecido en su contenido de isoflavonas. Por ejemplo, son formados concentrados proteínicos vegetales a base de lavar un material vegetal con un alcohol acuoso o una solución ácida acuosa que tiene un pH situado aproximadamente al nivel del punto isoeléctrico de la proteína. Véase, p. ej., "Soy Protein Products, Characteristics, Nutritional Aspects, and Utilisation", pp. 3-6 (Pub. Soy Protein Council, 1987). El líquido de lavado de alcohol o ácido acuoso retira de la proteína y de los otros materiales insolubles tales como los materiales que consisten en fibras vegetales los materiales que son solubles en el líquido de lavado, incluyendo una parte considerable de las isoflavonas y los carbohidratos del material vegetal, dejando un material que constituye un concentrado proteínico que contiene de un 65% a un 90% de proteína en peso pero presenta una concentración de isoflavonas considerablemente reducida.
Son formados aislados proteínicos a base de someter a un material vegetal que contiene proteína a extracción con agua o una solución alcalina acuosa para solubilizar la proteína y los otros materiales que son solubles en la solución acuosa, tales como los carbohidratos y las isoflavonas. El extracto que contiene la proteína solubilizada es separado del material de fibra vegetal insoluble, y el pH del extracto es entonces ajustado a aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína para precipitar la proteína. La proteína es entonces separada del extracto y de los materiales que son aún solubles en el extracto, incluyendo una parte considerable de las isoflavonas, para formar un material que es un aislado proteínico que contiene un 90% de proteína en peso o más. El aislado proteínico es lavado con agua para retirar de la proteína adicionales materiales solubles en agua. Véase, p. ej., "Soy Protein Products, Characteristics, Nutritional Aspects, and Utilisation", pp. 3-6 (Pub. Soy Protein Council, 1987). El aislado proteínico resultante tiene una concentración de isoflavonas considerablemente reducida con respecto al material vegetal del cual se saca el aislado proteínico.
El de retirar de los materiales proteínicos vegetales las isoflavonas en la producción de concentrados proteínicos y aislados proteínicos vegetales ha venido constituyendo un objetivo en la elaboración de tales materiales, puesto que las isoflavonas han venido siendo asociadas al sabor amargo de materiales proteínicos vegetales tales como la soja. Por ejemplo, la Patente Japonesa Nº 59-232052A describe un proceso para retirar de un material proteínico de soja las isoflavonas a base de poner al material proteínico en contacto con una resina adsorbente para producir una proteína de soja de mejor sabor. Se prefiere particularmente la extracción con alcohol de los materiales proteínicos vegetales para retirar de la proteína los componentes solubles en alcohol puesto que la extracción con alcohol produce un material proteínico vegetal que tiene mejor sabor que el que es producido mediante extracción acuosa, en parte debido al hecho de que el alcohol resulta muy eficaz para retirar del material proteínico vegetal los compuestos isoflavónicos. Véase, p. ej., la Patente Japonesa Nº 63-245.648A.
Sin embargo, se ha sugerido recientemente que las isoflavonas tienen varias ventajas para la salud en los seres humanos. Se ha sugerido que las isoflavonas pueden ser eficaces para impedir o retrasar determinados cánceres tales como el cáncer de próstata y el cáncer de mama, como se describe en los artículos siguientes: "Genistein Inhibition of the Growth of Human Breast Cancer Cells, Independence from Estrogen Receptors and the Multi-Drug Resistance Gene", Peterson y Barnes, Biochemical and Biophysical Research, Communications, Vol. 179, Nº 1, pp. 661-667, (Ago. 30, 1991); "Genistein and Biochanin A Inhhibit the Growth of Human Prostate Cancer Cells but no Epidermal Growth Factor Tyrosine Autophosphorylation" Peterson y Barnes, The Prostate, Vol. 22, pp. 335-345 (1993); y
"Soybeans Inhibit Mammary Tumours in Models of Breast Cancer", de Barnes et al., Mutagens and Carcinogens in the Diet, pp. 239-53 (1990). Se ha postulado que la baja incidencia de cáncer de mama en las mujeres japonesas se debe a una dieta que contiene grandes cantidades de isoflavonas. "Soybean Phytoestrogen Intake and Cancer Risk", Herman et al., First International Symposium on the Role of Soy in Preventing and Treating Chronic Disease, pp. 757S-770S (Feb. 20-23, 1994). Se cree también que las isoflavonas reducen o previenen los síntomas de la menopausia. "Dietary Phyto-oestrogens and the Menopause in Japan", Adlercreutz et al., The Lancet, Vol. 339, p. 1233 (16 mayo, 1992). Además, las isoflavonas han sido identificadas como agentes vasodilatadores en los seres humanos y en los primates no humanos, con correspondientes efectos cardioprotetores. "Enhancement of Coronary Vasodilation by Soy Phytoestrogens and Genistein", Honoré et al., Circulation, 91:1:349 (1995).
Los recientes esfuerzos para obtener las ventajas médicas de las isoflavonas se han centrado en separar y recuperar las isoflavonas de los materiales vegetales. Las patentes siguientes describen varios métodos para separar las isoflavonas de materiales vegetales tales como pueraria lobata, legumbres y soja: Las Patentes U.S. Núms. 4.428.876, 5.702.752, 5.679.806, 4.390.559, 4.366.248, 4.366.082, 4.264.509, 4.232.122 y 4.157.984; las Patentes Japonesas Núms. 1-258669A, 5-170756A, 41-90720A, 62-126186A y 62-126185A; y la Solicitud de Patente al Amparo del PCT Nº WO 93/23069 (PCT = Tratado de Cooperación en Materia de Patentes). Los materiales isoflavónicos separados pueden ser utilizados en composiciones farmacéuticas o de suplementos dietéticos como se describe en las Patentes U.S. Núms. 5.516.528, 5.424.331, 5.569.459 y 5.654.011 y en la Solicitud de Patente al Amparo del PCT Nº WO 93/23069.
Si bien las composiciones de isoflavonas purificadas pueden ser útiles en las composiciones farmacéuticas y en los suplementos dietéticos para tratar y prevenir las de una variedad de afecciones, en estudios recientes hemos comprobado que algunos beneficios para la salud que pueden ser obtenidos de los materiales proteínicos vegetales que contienen cantidades considerables de isoflavonas no pueden ser proporcionados por las isoflavonas solamente o por el material proteínico vegetal cuando el material proteínico vegetal está considerablemente empobrecido en isoflavonas. Se ha comprobado que la ingestión de materiales proteínicos de soja que contienen cantidades considerables de isoflavonas reduce los importantes factores de enfermedad cardíaca coronaria que son el colesterol total y el colesterol con lipoproteínas de baja densidad (colesterol con LDL) en los primates no humanos, en los que se postula que las isoflavonas de soja son responsables de hasta un 70% del efecto hipocolesterolémico, y parece que las mismas tienen el mismo efecto en los seres humanos que tienen niveles elevados de colesterol. Véase, p. ej., "Meta-Analysis of the Effects of Soy Protein Intake on Serum Lipids", Anderson et al., N. Engl. J. Med., Vol. 333, Nº 5, pp. 276-82 (1995). Se ha comprobado, sin embargo, que la ingestión de tabletas que contienen isoflavonas purificadas a partir de la soja carece de efecto en el colesterol total y en el colesterol con LDL en las mujeres menopáusicas y perimenopáusicas. "Soy Isoflavones Improve Systemic Arterial Compliance but Not Plasma Lipids in Menopausal and Perimenopausal Women", Nestel et al., Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology, Vol. 17, Nº 12 (Dic. 1997). Análogamente, se ha comprobado que la proteína de soja extraída con alcohol, que contiene cantidades mínimas de isoflavonas, tiene poco o ningún efecto en el colesterol total y en el colesterol con LDL. Véase Anthony et al., "Soybean Isoflavones Improve Cardiovascular Risk Factors Without Affecting the Reproductive System of Peripubertal Rhesus Monkeys", J. Nutr., 126: 43-50 (1996).
Se han hecho también esfuerzos para maximizar los beneficios que para la salud pueden ser obtenidos de las isoflavonas que quedan en los materiales proteínicos vegetales elaborados tales como los concentrados proteínicos vegetales o los aislados proteínicos vegetales, a base de convertir las isoflavonas que quedan en los mismos en su forma más biológicamente activa. Por ejemplo, la Patente U.S. Nº 5.637.562 aporta un proceso para producir un concentrado proteínico vegetal enriquecido en isoflavonas aglucónicas en el cual los glucósidos isoflavónicos son convertidos en la isoflavona aglucónica más biológicamente activa mediante disociación enzimática de una mitad glucosídica de los glucósidos isoflavónicos. La WO 9510530 describe un proceso para producir un aislado proteínico vegetal enriquecido en isoflavonas aglucónicas a base de convertir los glucósidos isoflavónicos en isoflavonas aglucónicas antes de precipitar un material proteínico de un extracto que contiene isoflavonas y proteína solubles.
La presente invención aporta un proceso que es para formar una composición proteínica vegetal y comprende el paso de dispersar un material que contiene isoflavonas y es un concentrado proteínico vegetal o un aislado proteínico vegetal en un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. La composición proteínica vegetal de la presente invención puede tener cualquier cantidad seleccionada de isoflavonas dispersada en la misma, y preferiblemente tiene dispersadas en la misma isoflavonas suficientes para hacer que la composición proteínica vegetal sea eficaz para tratar o prevenir los estados de salud adversos que se pretende evitar.
En otro aspecto adicional, la presente invención aporta un proceso para formar una composición proteínica vegetal en el cual un material vegetal que contiene proteína e isoflavonas es sometido a extracción con un extractor que sirve para solubilizar las isoflavonas para formar un extracto que contiene isoflavonas. Entonces es separado del extracto que contiene isoflavonas un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas, y a partir del extracto es formado un material que contiene isoflavonas. El material que contiene isoflavonas es entonces dispersado en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
En una realización preferida en grado sumo, el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es un material proteínico vegetal extraído con alcohol para obtener un material proteínico vegetal de buen sabor.
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La composición proteínica vegetal preparada mediante la presente invención incluye un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas y un material que contiene isoflavonas y está dispersado en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
Materiales proteínicos vegetales empobrecidos en isoflavonas
Los materiales proteínicos vegetales empobrecidos en isoflavonas que son usados en la presente invención son materiales proteínicos vegetales que pueden ser usados como ingrediente de enriquecimiento con proteína en un material alimentario o como ingrediente funcional en un material alimentario. Los materiales proteínicos vegetales que son usados como ingrediente de enriquecimiento con proteína en un material alimentario incluyen materiales proteínicos vegetales que son usados para aportar proteína suplementaria en un material alimentario, así como materiales proteínicos vegetales que son usados para aportar el contenido de proteínas totales en un material alimentario. Los materiales proteínicos vegetales que son usados como ingredientes funcionales en un material alimentario incluyen materiales proteínicos vegetales que son usados para impartir propiedades emulsivas a un material alimentario, materiales proteínicos vegetales que son usados para fijar grasa, aceites o agua en un material alimentario, y materiales proteínicos vegetales que son usados para impartir propiedades gelificantes a un material alimentario.
Los materiales proteínicos vegetales empobrecidos en isoflavonas que son usados en la invención son sacados de materiales vegetales que contienen proteína e isoflavonas. En el sentido en el que se la utiliza en la presente, la expresión "empobrecido en isoflavonas" se refiere a la concentración de isoflavonas en un material proteínico vegetal con respecto a la concentración de isoflavonas en un material vegetal del cual está sacado el material proteínico vegetal. Preferiblemente, el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es un material proteínico de soja, un material proteínico de altramuz, un material proteínico de legumbre o un material proteínico de guisante. Con la máxima preferencia, el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es un material proteínico de soja.
El material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es un concentrado proteínico vegetal o un aislado proteínico vegetal. En el sentido en el que se la utiliza en la presente, la expresión "concentrado proteínico vegetal" tiene el mismo significado que se asocia convencionalmente a la expresión "concentrado proteínico vegetal", exceptuando que el concentrado proteínico vegetal es sacado de un material vegetal que contiene tanto isoflavonas como proteína. Específicamente, en el sentido en el que la expresión es usada en la presente, un "concentrado proteínico vegetal" es un material que es sacado de un material vegetal que contiene isoflavonas y proteína mediante lavado o bien sometiendo al material vegetal a extracción con una solución acuosa que tiene un pH situado al nivel de aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína del material vegetal o con una solución alcohólica, y separando del material vegetal el líquido de lavado o la solución de extracto para obtener el concentrado proteínico vegetal. Un concentrado proteínico vegetal como el utilizado en la invención tiene un contenido de proteína en seco de aproximadamente un 65% a aproximadamente un 90% en peso.
En el sentido en el que se la utiliza en la presente, la expresión "aislado proteínico vegetal" tiene el mismo significado que es asociado convencionalmente a la expresión "aislado proteínico vegetal", exceptuando que el aislado proteínico vegetal es sacado de un material vegetal que contiene tanto isoflavonas como proteína. Específicamente, en el sentido en el que se la utiliza en la presente, la expresión "aislado proteínico vegetal" significa un material que es sacado de un material vegetal que contiene isoflavonas y proteína a base de 1) someter al material vegetal a extracción con un extractor adecuado, que es en general agua o una solución alcalina acuosa que tiene un pH de aproximadamente 7 a aproximadamente 11, para solubilizar la proteína y las isoflavonas en el extractor; 2) separar el extractor de los materiales vegetales insolubles; 3) precipitar la proteína del extracto separado a base de ajustar el pH del extracto a aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína; 4) separar la proteína precipitada del extracto; y 5) opcional pero preferiblemente, lavar la proteína separada con agua y/o alcohol. Un aislado proteínico vegetal como el utilizado en la invención tiene un contenido de proteína en seco de al menos un 90% en peso.
En una realización particularmente preferida, el concentrado proteínico vegetal o el aislado proteínico vegetal es un material lavado o extraído con alcohol puesto que la extracción con alcohol proporciona un material proteínico que es especialmente adecuado para ser usado en un material alimentario. Un concentrado proteínico vegetal puede ser extraído con una solución de alcohol en la formación del concentrado proteínico vegetal, o bien puede ser extraído con un alcohol tras haber sido formado el concentrado proteínico vegetal mediante un líquido de lavado acuoso isoeléctrico. Un aislado proteínico vegetal es extraído o lavado con un alcohol tras haber sido precipitado y separado del extracto alcalino acuoso. El concentrado o aislado proteínico vegetal es preferiblemente extraído o lavado con un alcohol de calidad alimentaria, y con la máxima preferencia con una solución de etanol acuoso que contiene de aproximadamente un 55% a aproximadamente un 90% de etanol.
Materiales que contienen isoflavonas
Los materiales que contienen isoflavonas y son usados en la presente invención pueden ser materiales separados de un material vegetal que contenga isoflavonas. Sin quedar limitados a los mismos, los materiales vegetales que contienen isoflavonas incluyen uno o varios de los materiales vegetales siguientes: soja, garbanzo, trébol rojo, trébol subterráneo, cacahuete, orozuz falso, marama, judía sable, canavalia ensiformis, canavalia rosea, carao, guar, balú, judía de Egipto, almorta, veza de la India, guisante de cultivo, Pithecolobium lobatum, judía careta, judía batata, haba, guisante de tierra, lenteja, genus Sebastiana, alfalfa, judía aterciopelada de Florida, frijol langosta africano, inga, Lathyrus ochrus, Cordeauxia edulis, Triadica sebifera, castaño de Polinesia, raíz de kudzú (Pueraria lobata), árbol de las suelas, mesquite, tamarindo, alhova, Abrus precatorius L., Apios americana, y derivados de tales materiales vegetales, incluyendo escamas de soja desgrasadas, harina de soja y soja en polvo. Con la máxima preferencia, el material con contenido de isoflavonas es separado de un material de soja o de un material de trébol, puesto que estas plantas contienen concentraciones particularmente altas de isoflavonas.
En una realización, un material con contenido de isoflavonas de la composición es una parte rica en isoflavonas de un material vegetal que es separada de otras partes del material vegetal. En una realización preferida, el material vegetal es un material de soja, y la parte rica en isoflavonas del material de soja que es separada en calidad del material con contenido de isoflavonas es el hipocótilo del material de soja. Los hipocótilos de soja constituyen una pequeña proporción del peso total de la soja intacta (aproximadamente un 2%), pero son ricos en isoflavonas, y particularmente en daidceína. Los hipocótilos pueden ser separados de las sojas intactas a base de descascarar la soja y separar los hipocótilos del material de soja restante pasando el material de soja por sobre un tamiz con un tamaño de poros suficiente para separar los relativamente pequeños hipocótilos del material de soja restante. El material de hipocótilos separado es preferiblemente molido para producir un polvo que puede ser usado en calidad del material con contenido de isoflavonas en la composición de la presente invención.
En otra realización, un material con contenido de isoflavonas de la presente invención puede ser un extracto de uno o varios de los materiales vegetales que han sido enumerados anteriormente, siendo el material vegetal o los materiales vegetales sometido o sometidos a extracción con un extractor en el cual son solubles las isoflavonas, y siendo el extracto que contiene las isoflavonas separado de los materiales vegetales insolubles. Sin quedar limitados a los mismos, los extractores preferidos para formar el extracto de material con contenido de isoflavonas incluyen agua, alcoholes de bajo peso molecular que incluyen metanol, etanol, isopropanol, propanol, isobutanol y butanol; acetato de etilo; acetona; acetonitrilo; cloroformo; y mezclas de los mismos. Con la máxima preferencia, el extractor es un extractor de etanol acuoso o de metanol acuoso que contiene de aproximadamente un 55% a aproximadamente un 90% de alcohol en volumen.
En una realización preferida, el material con contenido de isoflavonas que es usado en la presente invención es un derivado de uno o varios de los anteriormente enumerados extractos de uno o varios de los materiales vegetales que han sido enumerados anteriormente. En el sentido en el que se la utiliza en la presente, la expresión "derivado de un extracto" se refiere a un material sólido o líquido que puede ser recuperado a partir de un extracto a base de someter al extracto a condiciones que modifiquen la constitución física o química del extracto. Por ejemplo, en el sentido en el que el vocablo es utilizado en la presente, un "derivado" incluye una forma condensada del extracto, un residuo sólido recuperado a partir del extracto, un material isoflavónico purificado recuperado a partir del extracto mediante cromatografía de líquidos de alta resolución ("HPLC"), un material con contenido de isoflavonas que es recristalizado a partir del extracto, o un material con contenido de isoflavonas que es extraído del extracto mediante otro extractor.
En una realización preferida de la invención, el material con contenido de isoflavonas es un derivado de un extracto de un material vegetal que contiene isoflavonas, siendo el material con contenido de isoflavonas formado a base de concentrar el extracto. El material con contenido de isoflavonas que es formado mediante concentración del extracto puede ser un material líquido o sólido, en dependencia del grado de concentración del extracto. En una realización preferida de la invención, el material con contenido de isoflavonas es un extracto de alcohol acuoso concentrado de un trébol con contenido de isoflavonas. En otra realización preferida de la invención, el material con contenido de isoflavonas de la invención consiste en sustancias solubles de soja condensadas que son usadas de acuerdo con su significado convencional en la técnica.
En otra realización preferida de la invención, el material con contenido de isoflavonas es un derivado de un extracto de un material vegetal con contenido de isoflavonas, comprendiendo un material con contenido de isoflavonas recristalizado a partir del extracto. Preferiblemente, el material con contenido de isoflavonas recristalizado es sacado de un extracto obtenido con alcohol acuoso de uno o varios de los materiales vegetales con contenido de isoflavonas que han sido numerados anteriormente, siendo el material isoflavónico recristalizado recuperado a partir del extracto a base de concentrar el extracto, enfriar el extracto concentrado para precipitar el material isoflavónico, y separar del extracto el material con contenido de isoflavonas precipitado.
En otra realización preferida de la invención, el material con contenido de isoflavonas es un derivado de un extracto de un material vegetal con contenido de isoflavonas, comprendiendo un material con contenido de isoflavonas separado del extracto por HPLC o por HPLC de fase invertida. El material con contenido de isoflavonas puede ser obtenido por HPLC o por HPLC de fase invertida a base de eluir un extracto de un material con contenido de isoflavonas a través de una resina adsorbente que fije de manera liberable las isoflavonas y las impurezas de manera específica del compuesto con un eluyente en el cual sean solubles las isoflavonas, y de recoger las fracciones de eluyente que contienen las isoflavonas. Las fracciones de eluyente que contienen las isoflavonas pueden ser combinadas y concentradas para obtener un material con contenido de isoflavonas purificadas. En una realización preferida, el material con contenido de isoflavonas es obtenido mediante HPLC de fase invertida, siendo el eluyente seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de metanol o etanol acuoso, acetonitrilo, acetato de etilo, acetona o combinaciones de los mismos.
Las isoflavonas que están contenidas en el material con contenido de isoflavonas son isoflavonas que están contenidas de manera natural en los materiales vegetales, si bien las concentraciones relativas de conjugados isoflavónicos, glucósidos isoflavónicos e isoflavonas aglucónias pueden ser alteradas con respecto a las concentraciones de estos materiales que se dan de manera natural en el material vegetal del cual son separadas las isoflavonas, ya sea mediante el proceso de separación o bien mediante procesos destinados específicamente a alterar las concentraciones relativas de estos materiales. En una realización preferida, el material con contenido de isoflavonas contiene al menos una de las isoflavonas aglucónicas seleccionadas de entre los miembros del grupo que consta de genisteína, daidceína, gliciteína, biocanina A y formononetina, o al menos uno de los glucósidos isoflavónicos genistina, daidcina o glicitina, o al menos uno de los conjugados isoflavónicos 6''-OMal genistina, 6''-OAc genistina, 6''-OMal daidcina, 6''-OAc daidcina o 6''-OMal glicitina, o mezclas de los mismos, donde "Mal" designa "malonil" y "Ac" designa "acetil". Las estructuras para las isoflavonas aglucónicas, los glucósidos isoflavónicos y los conjugados isoflavónicos están ilustradas en las siguientes Fórmulas (I) y (II).
Fórmula (I)
Isoflavona aglucónica
1
Compuesto R^{1} R^{2} R^{3} R^{4}
Genisteína OH H OH OH
Biocanina A OH H OH OCH_{3}
Formononetina OH H H OCH_{3}
Daidceína OH H H OH
Gliciteína OH OCH_{3} H OH
Fórmula (II)
Conjugado isoflavónico o glucósido isoflavónico
2
Compuesto R^{1} R^{2} R^{3} R^{4}
Genistina H H OH OH
6''-OMal genistina COCH_{2}CO_{2}H H OH OH
6''-Oac genistina COCH_{3} H OH OH
Fórmula (II) (continuación)
Compuesto R^{1} R^{2} R^{3} R^{4}
Daidcina H H H OH
6''-OMal daidcina COCH_{2}CO_{2}H H H OH
6''-Oac daidcina COCH_{3} H H OH
Glicitina H OCH_{3} H OH
6''-OMal glicitina COCH_{3} OCH_{3} H OH
Los materiales con contenido de isoflavonas que son usados en la presente invención pueden también contener o ser una isoflavona preparada sintéticamente y preferiblemente seleccionada de entre los miembros del grupo que consta de genisteína, daidceína, gliciteína, biocanina A, formononetina, o sus respectivos glucósidos o conjugados. Esta isoflavona preparada sintéticamente puede ser dispersada directamente en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas de la composición, o bien puede ser mezclada en un vehículo inerte convencional de calidad alimentaria tal como celulosa, almidón, harina u otros vehículos de los que son comúnmente usados.
La genisteína puede ser preparada según conocidos métodos de síntesis, tal como por los métodos aportados por Baker et al. [J. Chem. Soc., p. 3115 (1928)]; Narasimhachari et al. [J. Sci. Ind. Res., Vol. 12, p. 287 (1953)]; Yoder et al., [Proc. Iowa Acad. Sci., Vol. 61, p. 271 (1954)] y Zemplen et al. [Acta. Chim. Acad. Sci. Hung., Vol. 19, p. 277 (1959)]. La genistina puede ser preparada sintéticamente por el método de Zemplen et al. [Ber., Vol. 76B, p. 1110 (1943)]. Los conjugados isoflavónicos de genisteína, 6''-OMal genisteína y 6''-OAc genisteína pueden ser preparados mediante una saponificación convencional de genistina con un anhídrido de malonilo o un anhídrido de acetilo, respectivamente.
La daidceína puede ser preparada sintéticamente por los métodos aportados por Baker et al. [J. Chem. Soc., p. 274 (1933)], Wesley et al. [Ber. Vol. 66, p. 685 (1933)], Mahal et al. [J. Chem. Soc., p. 1769 (1934)], Baker et al. [J. Chem. Soc., p. 1852 (1953)] o Farkas [Ber. Vol. 90, p. 2940 (1957)]. La daidcina puede ser preparada sintéticamente por el método de Farkas et al. [Ber., Vol. 92, p. 819 (1959)]. Los conjugados isoflavónicos de daidceína 6''-OMal daidcina y 6''-OAc daidcina pueden ser preparados mediante una saponificación convencional de daidcina con un anhídrido de malonilo o un anhídrido de acetilo, respectivamente.
La formononetina puede ser preparada sintéticamente por los métodos aportados por Wessely et al. [Ber. Vol. 66, p. 685 (1933)] o Kagel et al. [Tet. Letters, p. 593 (1962)].
La composición proteínica vegetal contiene dispersado en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas material con contenido de isoflavonas en cantidad suficiente como para proporcionar ventajas beneficiosas para la salud a un ser humano que consuma una porción de un comestible o de una bebida que contenga la composición proteínica vegetal. Preferiblemente, la composición proteínica vegetal contiene la cantidad mínima de material con contenido de isoflavonas que es necesaria para proporcionar tales beneficios. Preferiblemente, la composición proteínica vegetal contiene de aproximadamente 2,5 mg a 100 mg de isoflavonas totales por gramo de material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas, o de aproximadamente 1,5 mg a 85 mg de isoflavonas aglucónicas por gramo de material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
Obtención de un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas
Un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es obtenido a base de: prever un material vegetal que contiene proteína e isoflavonas, y separar del material vegetal un material proteínico de manera que se vea reducida la cantidad de isoflavonas en el material proteínico con respecto a la concentración inicial de isoflavonas en el material vegetal. Los materiales vegetales que contienen proteína e isoflavonas incluyen sojas, derivados de soja tales como escamas de soja con toda la grasa y desgrasadas, harina de soja, sémola de soja y soja en polvo, semillas oleaginosas tales como semilla de soja, altramuz, legumbres, y varias variedades de guisantes y judías, incluyendo el cacahuete, el garbanzo, la almorta, el guisante de cultivo, el guisante de tierra, la marama, la judía sable, la canavalia ensiformis, el carao, el guar, la judía de Egipto, la Pithecolobium lobatum, la judía careta, la judía batata, el haba, la genus Sebastiana y la judía aterciopelada de Florida. Los materiales vegetales que contienen proteína e isoflavonas pueden estar en una forma elaborada, tal como una harina, una sémola, un polvo o escamas.
El material proteínico puede ser separado del material vegetal de cualquier manera que permita la obtención de un material que contenga una mayor concentración de proteína en peso en comparación con el material vegetal, y que permita lograr una reducción de la cantidad de isoflavonas en el material proteínico separado con respecto al material vegetal. Se prefiere particularmente que sean usados para obtener el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas procesos convencionales para formar concentrados proteínicos vegetales y aislados proteínicos vegetales.
Un concentrado proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas puede ser obtenido a base de lavar un material vegetal que contenga proteína e isoflavonas con una solución acuosa que tenga un pH situado aproximadamente al nivel del punto isoeléctrico de la proteína, o con una solución alcohólica. Preferiblemente, el material vegetal inicial es un material vegetal elaborado que ha sido transformado en escamas o en harina y puede haber sido elaborado para retirar grasa del material vegetal. El líquido de lavado retira del material vegetal los carbohidratos solubles, las isoflavonas, las cenizas y otros materiales.
Si es usado un líquido de lavado acuoso, el líquido de lavado puede ser preparado a base de ajustar el pH del agua a aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína con un adecuado reactivo ácido o básico. Típicamente, el punto isoeléctrico de la proteína se da a un pH ligeramente ácido, y preferiblemente una solución acuosa es ajustada a aproximadamente el punto isoeléctrico con un ácido mineral de calidad alimentaria tal como ácido clorhídrico.
Si se usa un líquido de lavado alcohólico, el líquido de lavado alcohólico deberá ser un reactivo de calidad alimentaria, y es preferiblemente una solución acuosa de etanol. Una solución acuosa de etanol puede contener de aproximadamente un 55% volumétrico a aproximadamente un 90% volumétrico de etanol. Un líquido de lavado alcohólico es el líquido de lavado preferido para formar el concentrado proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas, puesto que los concentrados proteínicos vegetales formados mediante lavado con alcohol tienen en general un sabor mejor que el de los concentrados proteínicos vegetales formados mediante lavado acuoso.
El material vegetal debería ser puesto en contacto con solución de lavado suficiente para formar un concentrado proteínico vegetal que contenga preferiblemente entre un 65% y un 90% de proteína, en peso en seco. La relación en peso de solución de lavado a material vegetal puede ser de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 20:1, y preferiblemente de poco más o menos 5:1 a poco más o menos 10:1. Preferiblemente, el material vegetal es agitado en la solución de lavado por espacio de un período de tiempo suficiente para facilitar la remoción de los materiales solubles en la solución de lavado del material vegetal. La solución de lavado es entonces decantada del material vegetal para obtener el concentrado proteínico vegetal.
Un aislado proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas puede ser obtenido a base de someter a un material vegetal que contenga isoflavonas y proteína a extracción con agua o con un extractor alcalino acuoso para solubilizar la proteína y las isoflavonas en el extractor, separar el extracto de los materiales vegetales insolubles tales como las fibras vegetales, precipitar la proteína del extracto a base de ajustar el pH del extracto a aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína, y separar del extracto la proteína precipitada. También aquí se prefiere que el material vegetal inicial sea un material vegetal elaborado que haya sido transformado habiendo sido puesto en forma de escamas o de harina y que haya sido opcionalmente desgrasado.
El extractor es preferiblemente una solución acuosa que tiene un pH de aproximadamente 7 a aproximadamente 11. Si se desea, pueden emplearse reactivos alcalinos convencionales para elevar el pH del extractor, y los reactivos alcalinos preferidos incluyen hidróxido sódico, hidróxido potásico e hidróxido amónico. Lo más preferido es que el extractor tenga un pH de aproximadamente 9 a aproximadamente 10, puesto que la proteína del material vegetal es más soluble en las soluciones acuosas que tienen un pH relativamente alto. Hay que evitar los extractores excesivamente alcalinos, como por ejemplo los que tengan un pH superior a 11, puesto que unas condiciones altamente alcalinas pueden ocasionar la formación de compuestos tóxicos de lisinoalanina a partir de la proteína.
La relación en peso de extractor a material vegetal deberá ser suficiente como para que sea extraída del material vegetal una considerable cantidad de la proteína. Preferiblemente, la relación en peso de extractor a material vegetal es de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 20:1, y más preferiblemente de poco más o menos 8:1 a poco más o menos 16:1.
La extracción puede ser efectuada por métodos de extracción convencionales. En una realización, la extracción es efectuada mediante un proceso de extracción en contracorriente. En otra realización, la extracción es una extracción doble en la que el material vegetal es sometido a extracción con un primer volumen de extractor y es a continuación sometido a extracción con un segundo volumen de extractor, y los volúmenes de extractor primero y segundo son combinados.
El extractor es separado del material vegetal tras la extracción para separar la proteína solubilizada de los materiales vegetales insolubles tales como las fibras vegetales, la celulosa y las hemicelulosas insolubles. El extractor puede ser separado de los materiales vegetales insolubles de una manera convencional, tal como por decantación, centrifugación y remoción del supernatante de los materiales insolubles, o filtración.
Después de haber sido el extractor separado de los materiales vegetales insolubles para formar un extracto que contiene proteína solubilizada, la proteína del extracto es precipitada del extracto a base de ajustar el pH del extracto a aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína. Típicamente, el punto isoeléctrico de la proteína está situado al nivel de un pH ligeramente ácido, teniendo por ejemplo la proteína de soja un punto isoeléctrico al nivel de un pH de 4,5, de manera que el pH del extracto es ajustado a base de añadir al extracto una cantidad suficiente de un reactivo ácido para precipitar la proteína. Los reactivos ácidos preferidos son ácidos minerales de calidad alimentaria tales como ácido clorhídrico y ácido fosfórico.
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La proteína precipitada es entonces separada del extracto para formar el aislado proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. La separación de la proteína del extracto separa la proteína de una parte considerable de las isoflavonas, puesto que las de una parte considerable de las isoflavonas son solubles en el extracto al punto isoeléctrico del material proteínico. La separación puede ser efectuada mediante medios convencionales de los que son utilizados para separar un material sólido de un líquido, tal como por centrifugación y decantación del supernatante, o por filtración. El aislado proteínico separado contiene al menos un 90% en peso de proteína.
El aislado proteínico empobrecido en isoflavonas separado puede ser lavado con agua o con una solución alcohólica para retirar adicionalmente los materiales solubles en agua o en alcohol que queden en el aislado proteínico. La relación en peso de líquido de lavado a material aislado proteínico es preferiblemente de poco más o menos 2:1 a poco más o menos 15:1, y el material proteínico puede ser lavado muchas veces para asegurar la remoción de las impurezas. En una realización preferida, el líquido de lavado es un líquido de lavado de etanol acuoso que tiene un contenido de etanol de un 55% a aproximadamente un 90%, puesto que con el lavado con alcohol de materiales proteínicos vegetales se obtiene en general un material proteínico que tiene un sabor mejor que el del que es obtenido mediante lavado con agua.
Obtención de un material con contenido de isoflavonas
Un material con contenido de isoflavonas puede ser obtenido a base de separar el material con contenido de isoflavonas de un material vegetal que contenga isoflavonas, o bien a base de preparar sintéticamente una o varias isoflavonas destinadas a ser incluidas en el material con contenido de isoflavonas. Si deben ser incluidas en el material con contenido de isoflavonas isoflavonas preparadas sintéticamente, puede ser utilizado para obtener la isoflavona o las isoflavonas uno de los anteriormente aludidos procedimientos para preparar sintéticamente compuestos isoflavónicos.
Si el material con contenido de isoflavonas debe contener isoflavonas separadas de un material vegetal, se prevé un material vegetal que contenga isoflavonas. Se ha dado anteriormente una lista no exclusiva de algunos materiales vegetales que contienen isoflavonas.
El material vegetal puede ser preparado para la separación del material con contenido de isoflavonas elaborando el material vegetal para hacer que las isoflavonas sean fácilmente accesibles para un extractor. El material vegetal puede ser elaborado a base de moler o triturar la planta, y de retirar los compuestos de la planta que puedan interferir en la separación de las isoflavonas. Por ejemplo, un material de soja puede ser molido y puede ser a continuación desgrasado mediante extracción con hexanos para preparar el material vegetal para la separación de un material con contenido de isoflavonas. Las plantas de hoja que contienen cantidades considerables de isoflavonas en sus hojas, como es el caso de los tréboles, pueden no necesitar ser molidas o trituradas antes de la separación del material con contenido de isoflavonas, si bien se prefiere que todo material vegetal sea triturado antes de la separación del material con contenido de isoflavonas.
Un material con contenido de isoflavonas es separado del material vegetal a base de someter al material vegetal a extracción con un extractor en el cual las isoflavonas son al menos parcialmente solubles. Sin quedar limitados a los mismos, los extractores preferidos incluyen los siguientes: agua; alcoholes de bajo peso molecular que incluyen metanol, etanol, alcohol isopropílico, propanol, alcohol isobutílico y butanol; acetato de etilo; acetona; acetonitrilo; cloroformo; y mezclas de los mismos. Son extractores particularmente preferidos las soluciones acuosas de metanol y las soluciones acuosas de etanol que contienen de aproximadamente un 55% a aproximadamente un 90% de alcohol en volumen.
La extracción puede ser llevada a cabo por procedimientos de extracción convencionales. En una realización, el material vegetal y el extractor son agitados juntos por espacio de un período de tiempo de 30 minutos a 24 horas a temperatura ambiente (22ºC) para efectuar la extracción de las isoflavonas en el extractor. En otra realización, las isoflavonas son extraídas a base de calentar el material vegetal y el extractor por espacio de un período de tiempo de aproximadamente 15 minutos a aproximadamente 5 horas a una temperatura de aproximadamente 35ºC a la temperatura de reflujo del extractor. En una realización preferida, el material vegetal es tenido en reflujo en una solución acuosa de metanol al 60%-85% por espacio de un período de tiempo de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 2 horas a una temperatura de aproximadamente 60ºC a aproximadamente 70ºC para extraer las isoflavonas en la solución acuosa de metanol. En otra realización preferida, el material vegetal es tenido en reflujo en una solución acuosa de etanol al 60%-85% por espacio de un período de tiempo de aproximadamente 1 hora a aproximadamente 2 horas a una temperatura de aproximadamente 70ºC a aproximadamente 80ºC para extraer las isoflavonas en la solución acuosa de etanol.
El extractor que contiene las isoflavonas puede ser entonces separado del material vegetal para obtener un material con contenido de isoflavonas que puede ser dispersado en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas que había sido previsto, para así obtener la composición proteínica vegetal de la presente invención. La separación puede ser efectuada por procedimientos convencionales de los que son utilizados para separar un material sólido de un material líquido. En una realización, el extractor y el material vegetal son centrifugados, y el extracto con contenido de isoflavonas supernatante puede ser decantado del material vegetal. En otra realización, el extractor y el material vegetal son separados a base de separar por filtración el material vegetal del extractor y de recoger el extracto enriquecido en isoflavonas como el filtrado.
El extracto enriquecido en isoflavonas puede ser sometido a elaboración adicional para producir un material con contenido de isoflavonas sacado del extracto. En una realización de la invención, el extracto enriquecido en isoflavonas puede ser concentrado a base de retirar una parte o la totalidad del disolvente del extracto para producir un derivado concentrado del extracto. El extracto enriquecido en isoflavonas puede ser concentrado por procedimientos convencionales. Por ejemplo, el extracto puede ser concentrado mediante calentamiento para evaporar el disolvente del extracto, a base de ser puesto bajo presión reducida por espacio de un período de tiempo suficiente para retirar una parte o la totalidad del disolvente del extracto, o bien preferiblemente mediante una combinación de ambos procedimientos.
Puede también sacarse del extracto enriquecido en isoflavonas un material con contenido de isoflavonas recristalizado. Primeramente, el extracto puede ser concentrado como se ha descrito anteriormente. Entonces puede ser añadida al extracto condensado opcionalmente agua fría que tenga preferiblemente una temperatura de aproximadamente 4ºC a aproximadamente 20ºC. Si se añade agua al extracto condensado, la relación en peso del agua añadida al extracto condensado es preferiblemente de poco más o menos 0,5:1 a poco más o menos 4:1. El extracto es entonces enfriado hasta una temperatura de aproximadamente 0ºC a aproximadamente 20ºC para permitir que se cristalice el material con contenido de isoflavonas. El material con contenido de isoflavonas recristalizado puede ser entonces recuperado por procedimientos convencionales de los que son utilizados para separar un material sólido de un líquido, y es preferiblemente separado del extracto restante por filtración.
Un material con contenido de isoflavonas altamente purificadas puede ser también sacado del extracto enriquecido en isoflavonas por cromatografía, y preferiblemente por HPLC. El extracto puede ser concentrado, si se desea, o bien el extracto puede ser utilizado sin subsiguiente concentración. El extracto o el extracto concentrado es filtrado inicialmente para retirar el material insoluble que pudiese obstruir una columna de HPLC. Preferiblemente, el extracto es filtrado a base de ser pasado a través de un filtro Whatman Nº 5, y a continuación a través de un filtro de 0,45 \mu.
Una columna de HPLC es preparada a base de rellenar una columna de HPLC convencional de las que están a la venta en el mercado con un material adsorbente particulado que sea capaz de fijar de manera liberable las isoflavonas y las impurezas no isoflavónicas de manera específica del compuesto. El material adsorbente puede ser cualquier material de relleno para HPLC de fase invertida, si bien un material de relleno preferido puede ser elegido sobre la base de la capacidad de carga, del rendimiento de separación y del coste. Un material de relleno preferido de este tipo es el consistente en las perlas de Kromasil C18 16 \mum de 100 \ring{A} que son suministradas por la Eka Nobel, Nobel Industries, Suecia.
El extracto filtrado o el extracto concentrado puede ser entonces pasado a través de la columna de HPLC rellenada hasta que todos los sitios de fijación de la columna estén plenamente saturados con isoflavonas, lo cual es detectado por medio de la aparición de isoflavonas en el efluente de la columna. La columna de HPLC puede ser entonces eluída con un eluyente tal como alcohol acuoso, acetonitrilo, acetato de etilo, acetona, agua o una combinación de los mismos para efectuar la separación de las isoflavonas de los otros compuestos del extracto.
En una realización particularmente preferida, el eluyente es una solución acuosa de etanol. El etanol acuoso puede tener un contenido de alcohol de entre aproximadamente un 10% y un 90% de alcohol en volumen. Cuando se use como eluyente una sola concentración de etanol, el etanol acuoso tiene preferiblemente un contenido de alcohol de aproximadamente un 50% volumétrico. Se prefiere, sin embargo, usar un gradiente escalonado de eluyentes, siendo la columna eluída inicialmente con un eluyente de etanol acuoso que tiene un bajo contenido de alcohol, seguido por sucesivos eluyentes de etanol acuoso que contienen un mayor contenido de alcohol. Por ejemplo, un primer eluyente puede ser una solución de etanol acuoso al 20%, un segundo eluyente puede ser una solución de etanol acuoso al 50%, y un eluyente final puede ser una solución de etanol acuoso al 80%.
Las fracciones del material con contenido de isoflavonas son recogidas a partir del efluente de la columna. Las fracciones de efluente que contienen isoflavonas son identificadas preferiblemente por absorción ultravioleta a
262 nm, y son separadas de las fracciones del efluente que contienen materiales no isoflavónicos. Las fracciones recogidas del material con contenido de isoflavonas son entonces combinadas para obtener un material con contenido de isoflavonas purificadas. El eluyente que está presente en las fracciones combinadas de materiales con contenido de isoflavonas puede ser evaporado mediante calor, mediante presión reducida o mediante una combinación de ambos procedimientos, para producir un material sólido con contenido de isoflavonas purificadas.
Dispersión del material con contenido de isoflavonas en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas
El material con contenido de isoflavonas puede ser dispersado en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas según métodos convencionales. Si el material con contenido de isoflavonas es un líquido, el material con contenido de isoflavonas puede ser pulverizado sobre el material proteínico vegetal mientras el material proteínico vegetal es agitado. Preferiblemente, un material líquido con contenido de isoflavonas es atomizado al ser pulverizado sobre el material proteínico vegetal. Un material líquido con contenido de isoflavonas puede ser también vertido en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas y mezclado con el material proteínico.
Si el material con contenido de isoflavonas es un sólido, el material sólido es preferiblemente molido siendo convertido en un polvo antes de dispersar el material en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. El polvo puede ser entonces mezclado directamente con el material proteínico vegetal. El material en polvo enriquecido en isoflavonas y el material proteínico vegetal son preferiblemente agitados juntos para dispersar uniformemente el material con contenido de isoflavonas en el material proteínico.
Si el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas está dispersado en un líquido, ya sea en forma de una lechada o bien en forma de una solución, el material con contenido de isoflavonas, tanto si es líquido como si es sólido, puede ser añadido a y mezclado en la lechada o solución de material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. Preferiblemente, el material con contenido de isoflavonas es mezclado en una lechada o solución de material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas a base de agitar la mezcla, por ejemplo con una paleta agitadora.
En otra realización, un material sólido con contenido de isoflavonas puede ser mezclado con un agente dispersante líquido, que será preferiblemente aceite de soja o lecitina, y puede ser aplicado como recubrimiento al material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. El agente dispersante líquido que contiene el material con contenido de isoflavonas puede ser aplicado a base de añadir directamente el agente dispersante líquido al material proteínico vegetal y mezclar, por ejemplo con un mezclador de cinta, o bien a base de pulverizar el agente dispersante líquido sobre el material proteínico vegetal mientras se agita el material proteínico.
En otro aspecto, la presente invención es un proceso para formar una composición proteínica vegetal que contiene un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas y un material con contenido de isoflavonas, estando el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas y el material con contenido de isoflavonas sacados del mismo material vegetal. El proceso incluye los pasos de prever un material vegetal que contiene proteína e isoflavonas, someter al material vegetal a extracción con un extractor que sirve para solubilizar las isoflavonas para formar un extracto que contiene isoflavonas, separar del extracto que contiene isoflavonas un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas, formar a partir del extracto un material con contenido de isoflavonas, y dispersar el material con contenido de isoflavonas en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
Se prevé un material vegetal que contiene proteína e isoflavonas preferiblemente a base de seleccionar un material vegetal de entre los materiales vegetales que han sido enumerados anteriormente y contienen isoflavonas y proteína. En una realización preferida, el material vegetal es un material de soja, incluyendo los materiales de soja elaborados o no elaborados. En una realización preferida en grado sumo, el material vegetal es un material en forma de escamas de soja, harina de soja o soja en polvo.
El material vegetal es sometido a extracción con un extractor que sirve para solubilizar las isoflavonas, habiéndose dado anteriormente una lista no exclusiva de tales extractores. En una realización, el material vegetal es sometido a extracción con un extractor como se ha descrito anteriormente en el proceso para formar un concentrado proteínico vegetal, quedando las isoflavonas contenidas en el extractor, y siendo la proteína insoluble en el extractor. En otra realización, el material vegetal es sometido a extracción con un extractor como se ha descrito anteriormente en el proceso para formar un aislado proteínico vegetal, quedando las isoflavonas y la proteína contenidas en el extractor y siendo dichas isoflavonas y dicha proteína separadas de los materiales vegetales que son insolubles en el extractor.
Entonces es separado del extracto que contiene las isoflavonas un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. En una realización, el material empobrecido en isoflavonas es un concentrado proteínico vegetal que es separado del extracto o líquido de lavado que contiene las isoflavonas como se ha descrito anteriormente con respecto a los concentrados proteínicos vegetales. En otra realización, el material empobrecido en isoflavonas es un aislado proteínico vegetal que es separado del extracto que contiene las isoflavonas a base de precipitar el material proteínico vegetal a partir del extracto y de separar del extracto el material proteínico precipitado, como se ha descrito anteriormente con respecto a los aislados proteínicos vegetales.
Es entonces formado a partir del extracto un material con contenido de isoflavonas. El material con contenido de isoflavonas es un derivado del extracto, pudiendo ser el material con contenido de isoflavonas sacado del extracto a base de concentrar el extracto, de recristalizar el material con contenido de isoflavonas a partir del extracto, o de purificar el material con contenido de isoflavonas a partir del extracto, como se ha descrito anteriormente con respecto a la obtención de un material con contenido de isoflavonas a partir de un extracto. En esta realización de la invención, el material con contenido de isoflavonas no deberá ser el propio extracto, puesto que la recombinación del extracto con el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas formado mediante la extracción dará lugar a una recombinación de todos los componentes del material vegetal inicial, y no redundará en un material proteínico vegetal que tenga un sabor mejorado o unas propiedades funcionales mejoradas.
El material con contenido de isoflavonas puede ser entonces dispersado en el material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas. El material con contenido de isoflavonas puede ser dispersado en el material proteínico vegetal como se ha descrito anteriormente.
La composición proteínica vegetal preparada mediante la presente invención puede ser usada en los de una variedad de comestibles para proporcionar un fortalecimiento nutricional y propiedades funcionales. Por ejemplo, la composición proteínica vegetal puede ser añadida a comestibles entre los que se incluyen, aunque sin quedar limitados a los mismos, carnes tales como carnes picadas, carnes emulsionadas y carnes adobadas; bebidas tales como bebidas nutritivas, bebidas deportivas, bebidas reforzadas con proteína, zumos, leche, alternativas a la leche y bebidas para perder peso; barras alimentarias nutritivas; quesos tales como quesos duros y quesos blandos, queso cremoso y queso de granja; postres helados tales como helado, leche escarchada, postres helados bajos en grasa y postres helados no lácteos; yogures; sopas; pudines; productos panificables; aliños para ensaladas; y salsas y pastas tales como mayonesa y salsas para patatas fritas.
Las siguientes Formulaciones 1-4 ilustran comestibles o bebidas que pueden ser formados usando una composición proteínica vegetal preparada mediante la presente invención. La composición proteínica vegetal que es usada en las formulaciones es un aislado proteínico de soja que tiene dispersado en el mismo un material con contenido de isoflavonas, conteniendo el material con contenido de isoflavonas varios de los compuestos isoflavónicos de Fórmula 1 y/o Fórmula 2. La composición proteínica vegetal de los ejemplos siguientes contiene típicamente entre aproximadamente 2,5 y aproximadamente 5 miligramos de isoflavonas totales por gramo de proteína.
Formulación 1 Bebida lista para beber
Se hace una bebida lista para beber a base de los componentes siguientes:
Ingrediente Porcentaje de la composición, en peso
Agua 80-85
Composición proteínica vegetal 10-15
Sucrosa 5-8
Cacao 0,1-1
Vitaminas/Minerales 0,1-1
Saborizante 0,1-1
Gel de celulosa 0,1-0,5
La bebida lista para beber puede ser servida en porciones de 8 onzas que contienen aproximadamente 20 gramos de la composición proteínica vegetal que incluyen de aproximadamente 50 a aproximadamente 100 miligramos de los compuestos isoflavónicos.
Formulación 2 Bebida en polvo
Se hace una bebida en polvo a base de los componentes siguientes:
Ingrediente Porcentaje de la composición, en peso
Composición proteínica vegetal 85-90
Sucrosa 8-15
Maltodextrina 1-5
Vitaminas/Minerales 0,5-2
Aspartame 0-0,5
Saborizante 0-0,5
Pueden ser añadidos a agua 30 gramos de la formulación de la bebida en polvo para formar una porción que contiene aproximadamente 25 gramos de la composición proteínica vegetal que incluyen de aproximadamente 62 a aproximadamente 125 miligramos de los compuestos isoflavónicos.
Formulación 3 Barra alimentaria
Se hace una barra alimentaria a base de los componentes siguientes:
Ingrediente Porcentaje de la composición, en peso
Composición proteínica vegetal 20-30
Jarabe de maíz 35-45
Sólidos de jarabe de arroz 7-14
Glicerina 1-5
Cacao 2-7
Recubrimiento compuesto 15-25 
\newpage
La barra alimentaria puede ser servida en porciones de 70 gramos que contienen aproximadamente 15 gramos de la composición proteínica vegetal que tienen de aproximadamente 37 a aproximadamente 75 miligramos de los compuestos isoflavónicos en los mismos.
Formulación 4 Yogur
Se hace un yogur a base de los componentes siguientes:
Ingrediente Porcentaje de la composición, en peso
Agua 65-75
Composición proteínica vegetal 5-15
Sucrosa 3-8
Almidón de maíz 1-5
Dextrina 0,3-1
Gel de celulosa 1-3
Cultivo (yogur) 0,01-0,1
Fruta 10-20
Vitaminas/Minerales 0,05-0,3
El yogur puede ser servido en una porción de 170 gramos que contiene aproximadamente 8 gramos de la composición proteínica vegetal que tienen de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 miligramos de compuestos isoflavónicos en los mismos.
Los siguientes ejemplos no limitativos ilustran procesos para producir la composición proteínica vegetal de la presente invención.
Ejemplo 1
En un primer experimento se hace un aislado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas. Con 68 kg (150 libras) de escamas de soja desgrasadas se hace una lechada en 680 kg (1500 libras) de agua calentada hasta una temperatura de 33ºC en un tanque de extracción. Se añade a la lechada de escamas de soja hidróxido cálcico en cantidad suficiente (aproximadamente un 1,3% en peso) para ajustar el pH de la lechada a 9,7. Las escamas de soja son sometidas a extracción por espacio de un período de tiempo de 30 minutos, después de lo cual la solución acuosa es separada por centrifugación de las escamas sometidas a extracción. Se deja en reposo el extracto acuoso mientras el residuo de escamas sometidas a extracción es puesto nuevamente en dispersión en 408 kg (900 libras) de agua calentada hasta una temperatura de 33ºC. El pH de la lechada de escamas sometida a extracción es en este punto de 9,0. Es recogido por centrifugación un segundo extracto acuoso, y se combinan los extractos primero y segundo. A los extractos acuosos combinados les es añadido ácido fosfórico al 85% para ajustar el pH a 4,5 (el punto isoeléctrico de la proteína de soja) para precipitar la proteína. La proteína precipitada es entonces separada de los extractos acuosos combinados, y es lavada con 45 kg (100 libras) de etanol acuoso (al 80%) para formar el aislado proteínico empobrecido en isoflavonas.
Ejemplo 2
En un segundo experimento se hace un concentrado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas. 45 kg (100 libras) de escamas de soja desgrasadas son puestos en un tanque de mezcla con 454 kg (1000 libras) de etanol acuoso (al 80%) calentado a 35ºC. Las escamas y el etanol acuoso son agitados en el tanque de mezcla por espacio de 30 minutos. El extracto en alcohol acuoso es retirado del material consistente en las escamas de soja mediante centrifugación y decantación del supernatante para obtener el concentrado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas.
Ejemplo 3
Se hace un aislado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas a partir de un concentrado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas extraído con alcohol. Se hace como se ha descrito en el Ejemplo 2 un concentrado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas extraído con alcohol. Con el concentrado proteínico de soja extraído con alcohol se hace una lechada en 318 kg (700 libras) de agua calentada hasta una temperatura de 33ºC en un tanque de extracción. Es añadido a la lechada hidróxido cálcico en cantidad suficiente para ajustar el pH de la lechada a 9,7. La lechada es sometida a extracción por espacio de un período de tiempo de 45 minutos, después de lo cual es separado de los materiales insolubles de la lechada por centrifugación un extracto acuoso que contiene proteína de soja solubilizada. El extracto acuoso es dejado en reposo mientras los materiales insolubles extraídos son puestos nuevamente en dispersión en 204 kg (450 libras) de agua calentada hasta una temperatura de 33ºC. Es recogido por centrifugación un segundo extracto acuoso, y son combinados los extractos primero y segundo. Es añadido a los extractos combinados ácido clorhídrico en cantidad suficiente para ajustar el pH de los extractos combinados a 4,5 para precipitar la proteína solubilizada. La proteína precipitada es entonces separada de los extractos combinados, y es lavada con 32 kg
(70 libras) de agua para formar un aislado proteínico de soja empobrecido en isoflavonas.
Ejemplo 4
Se hace un material con contenido de isoflavonas a partir de un material que está en forma de escamas de soja desgrasadas. 45 kg (100 libras) de un material consistente en escamas de soja desgrasadas son puestos en un tanque de mezcla que contiene 450 kg (1000 libras) de etanol acuoso (al 85%) calentado a 35ºC. Las escamas y el etanol acuoso son agitados en el tanque de mezcla por espacio de 30 minutos. El extracto en etanol acuoso, enriquecido en isoflavonas, es separado del material consistente en escamas de soja por centrifugación. El extracto en etanol acuoso es concentrado a base de calentar el extracto a 45ºC bajo presión reducida hasta haber sido retirado prácticamente todo el alcohol del extracto. El extracto concentrado contiene aproximadamente un 50% de sólidos en peso, y es un material con contenido de isoflavonas.
Ejemplo 5
Se hace un material recristalizado con contenido de isoflavonas. Se hacen 91 kg (200 libras) de un extracto en etanol acuoso concentrado según el Ejemplo 4. Son añadidos al extracto concentrado 82 kg (180 libras) de agua fría que tiene una temperatura de 13ºC. La mezcla de agua y extracto concentrado es mantenida a 7ºC por espacio de 24 horas, y el material con contenido de isoflavonas es recuperado a partir de la solución en forma de un material sólido cristalizado.
Ejemplo 6
Se hace un material con contenido de isoflavonas purificadas. Se hacen 408 kg (900 libras) de extracto en etanol acuoso según el Ejemplo 4, exceptuando que el extracto no es concentrado después de haber sido separado de las escamas de soja. El extracto es filtrado, y es a continuación cargado en una columna de HPLC rellenada con perlas de Kromasil C18 16 \mum de 100 \ring{A} de la Eka Nobel, Nobel Industries, Suecia. La columna es eluída con 3 volúmenes de columna de etanol acuoso al 30%, seguidos por 3 volúmenes de columna de etanol acuoso al 50%, seguidos por 3 volúmenes de columna de etanol acuoso al 80%. Las fracciones de eluyente con contenido de isoflavonas son recogidas a partir del efluente de la columna, siendo las isoflavonas detectadas mediante absorción ultravioleta a 262 nm. Las fracciones de eluyente con contenido de isoflavonas son combinadas, y son concentradas hasta quedar en forma de un residuo sólido a base de calentar las fracciones a 50ºC bajo presión reducida. El residuo sólido es recogido, siendo así obtenido un material con contenido de isoflavonas purificadas.
Ejemplo 7
Se hace a partir de trébol rojo un material con contenido de isoflavonas. El trébol rojo es secado y es puesto en un tanque de mezcla con una solución de etanol acuoso (al 75%) calentada a 80ºC. El trébol y la solución de etanol acuoso son mezclados por espacio de un período de tiempo de 10 horas mientras la temperatura de la mezcla es mantenida al nivel de 80ºC. después de haber sido mezclados el trébol y la solución, es recuperado un extracto enriquecido en isoflavonas a base de centrifugar la mezcla y decantar el supernatante enriquecido en isoflavonas. El extracto enriquecido en isoflavonas es concentrado mediante calentamiento a 60ºC bajo presión reducida por espacio de un período de tiempo suficiente para retirar el extracto y dejar un residuo enriquecido en isoflavonas.
Ejemplo 8
Se hace una composición proteínica vegetal de la presente invención a base de dispersar cualquiera de los materiales con contenido de isoflavonas formados en los Ejemplos 4-8 en el aislado proteínico de soja formado en el Ejemplo 1. El aislado proteínico de soja es puesto en un tanque de mezcla, y el material con contenido de isoflavonas es añadido a la proteína de soja. El aislado de proteína de soja y el material con contenido de isoflavonas son mezclados uno con otro por espacio de un período de tiempo de 30 minutos, después de lo cual es recuperada la composición proteínica vegetal.
Ejemplo 9
Se hace una composición proteínica vegetal de la presente invención a base de dispersar cualquiera de los materiales con contenido de isoflavonas formados en los Ejemplos 4-8 en el concentrado proteínico de soja formado en el Ejemplo 2. El concentrado proteínico de soja es puesto en un tanque de mezcla, y el material con contenido de isoflavonas es añadido al concentrado proteínico de soja. El concentrado proteínico de soja y el material con contenido de isoflavonas son mezclados uno con otro por espacio de un período de tiempo de 30 minutos, después de lo cual es recuperada la composición proteínica vegetal.
Ejemplo 10
Se hace una composición proteínica vegetal de la presente invención a base de dispersar cualquiera de los materiales con contenido de isoflavonas formados en los Ejemplos 4-8 en el aislado proteínico de soja formado en el Ejemplo 3. El aislado proteínico de soja es puesto en un tanque de mezcla, y el material con contenido de isoflavonas es añadido a la proteína de soja. El aislado proteínico de soja y el material con contenido de isoflavonas son mezclados uno con otro por espacio de un período de tiempo de 30 minutos, después de lo cual es recuperada la composición proteínica vegetal.

Claims (26)

1. Proceso que es para formar una composición proteínica vegetal y comprende el paso de dispersar un material con contenido de isoflavonas en un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas que es un concentrado proteínico vegetal o un aislado proteínico vegetal.
2. Proceso según la reivindicación 1, en el cual dicho material con contenido de isoflavonas es preparado a base de extraer de un material vegetal que contiene isoflavonas un material que contiene isoflavonas.
3. Proceso según la reivindicación 2, en el cual dicho material vegetal es soja, garbanzo, trébol rojo, trébol subterráneo, cacahuete, orozuz falso, marama, judía sable, canavalia ensiformis, canavalia rosea, carao, guar, balú, judía de Egipto, almorta, veza de la India, guisante de cultivo, Pithecolobium lobatum, judía careta, judía batata, haba, guisante de tierra, lenteja, genus Sebastiana, alfalfa, judía aterciopelada de Florida, frijol langosta africano, inga, Lathyrus ochrus, Cordeauxia edulis, Triadica sebifera, castaño de Polinesia, raíz de kudzú (Pueraria lobata), árbol de las suelas, mesquite, tamarindo, alhova, Abrus precatorius L., Apios americana, o un derivado de tales materiales vegetales, incluyendo soja en polvo, harina de soja y escamas de soja desgrasadas.
4. Proceso según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el cual dicho material con contenido de isoflavonas es separado de dicho material vegetal a base de someter a dicho material vegetal a extracción con un extractor en el cual son solubles las isoflavonas, y de separar dicho extractor de dicho material vegetal para formar un extracto que contiene isoflavonas.
5. Proceso según la reivindicación 4, en el cual dicho extractor es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de agua; alcoholes de bajo peso molecular que incluyen metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol e isobutanol; acetato de etilo; acetona; acetonitrilo; cloroformo; y mezclas de los mismos.
6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual el paso de dispersar dicho material con contenido de isoflavonas en dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas comprende el paso de mezclar dicho material con contenido de isoflavonas en dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
7. Proceso que es para formar una composición proteínica vegetal según la reivindicación 1 y comprende los pasos de:
someter a un material vegetal que contiene proteína e isoflavonas a extracción con un extractor que sirve para solubilizar las isoflavonas para formar un extracto que contiene isoflavonas;
separar de dicho extracto que contiene isoflavonas un material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas;
formar un material con contenido de isoflavonas a partir de dicho extracto; y
dispersar dicho material con contenido de isoflavonas en dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas.
8. Proceso según la reivindicación 7, en el cual dicho material vegetal que contiene proteína e isoflavonas comprende un material de soja.
9. Proceso según la reivindicación 8, en el cual dicho material de soja es seleccionado de entre los miembros del grupo que consta de escamas de soja, harina de soja y soja en polvo.
10. Proceso según la reivindicación 7, 8 ó 9, en el cual dicho extractor es agua; un alcohol de bajo peso molecular que es preferiblemente metanol, etanol, isopropanol, propanol, butanol o isobutanol; acetato de etilo; acetona; acetonitrilo o una mezcla de los mismos.
11. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el cual la relación en peso de dicho extractor a dicho material vegetal es de aproximadamente 2:1 a aproximadamente 16:1.
12. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el cual dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es separado de dicho extracto que contiene isoflavonas a base de centrifugar dicho material vegetal y dicho extractor y de decantar dicho extracto de dicho material proteínico vegetal.
13. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el cual dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es separado de dicho extracto que contiene isoflavonas a base e separar por filtración dicho extracto de dicho material proteínico vegetal.
14. Proceso según la reivindicación 7, 8 ó 9, en el cual dicho extractor es un extractor alcalino acuoso que sirve para solubilizar dicha proteína y dichas isoflavonas de dicho material vegetal.
15. Proceso según la reivindicación 14, que comprende además el paso de separar dicho extractor alcalino acuoso de los materiales vegetales insolubles antes de separar dicho material proteínico empobrecido en isoflavonas de dicho extracto que contiene isoflavonas.
16. Proceso según la reivindicación 14, en el cual el paso de separar dicho material proteínico empobrecido en isoflavonas de dicho extracto que contiene isoflavonas comprende los pasos de ajustar el pH de dicho extractor alcalino acuoso a aproximadamente el punto isoeléctrico de dicha proteína en dicho extractor para precipitar dicho material proteínico empobrecido en isoflavonas, y separar dicho material proteínico empobrecido en isoflavonas precipitado de dicho extractor acuoso a un pH igual a aproximadamente el punto isoeléctrico de dicha proteína para producir un aislado proteínico vegetal y un extracto que contiene isoflavonas.
17. Proceso según la reivindicación 7, en el cual dicho material vegetal es sometido a extracción con un extractor de alcohol acuoso, y es separado de dicho extracto que contiene isoflavonas un concentrado proteínico vegetal.
18. Proceso según la reivindicación 7, en el cual dicho material vegetal es sometido a extracción con una solución acuosa ácida que tiene un pH que está situado al nivel de aproximadamente el punto isoeléctrico de dicha proteína de dicho material vegetal, y es separado de dicho extracto que contiene isoflavonas un concentrado proteínico vegetal.
19. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 18, en el cual dicho material con contenido de isoflavonas es formado a partir de dicho extracto a base de concentrar dicho extracto.
20. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 18, en el cual dicho material con contenido de isoflavonas es formado a partir de dicho extracto a base de recristalizar dicho material con contenido de isoflavonas en dicho extracto y de separar de dicho extracto dicho material con contenido de isoflavonas recristalizado.
21. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 18, en el cual dicho material con contenido de isoflavonas es formado a partir de dicho extracto a base de poner a dicho extracto en contacto con un material adsorbente que es capaz de fijar de manera liberable las isoflavonas y los compuestos no isoflavónicos de una manera específica del compuesto, y de, tras haber puesto a dicho extracto en contacto con dicho material adsorbente, eluir dicho material adsorbente con un eluyente en el cual son solubles dichas isoflavonas, y de recoger las fracciones de dicho eluyente que contienen un material isoflavónico purificado.
22. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual dicho material proteínico vegetal empobrecido en isoflavonas es un material proteínico de soja empobrecido en isoflavonas.
23. Proceso según la reivindicación 22, en el cual dicho material proteínico de soja empobrecido en isoflavonas es un concentrado proteínico de soja.
24. Proceso según la reivindicación 23, en el cual dicho concentrado proteínico de soja es un concentrado proteínico de soja extraído con etanol.
25. Proceso según la reivindicación 23, en el cual dicho concentrado proteínico de soja es un concentrado proteínico de soja extraído con ácido acuoso.
26. Proceso según la reivindicación 22, en el cual dicho material proteínico de soja empobrecido en isoflavonas es una aislado proteínico de soja.
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