ES2220986T3 - Composicion que comprende esteres de estanol vegetal y el uso del mismo para reducir el colesterol en el suero. - Google Patents
Composicion que comprende esteres de estanol vegetal y el uso del mismo para reducir el colesterol en el suero.Info
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Abstract
SE HA DESCUBIERTO QUE UNA COMPOSICION DE ESTANOL QUE CONTIENE, ADEMAS DE SITOSTANOL COMO COMPONENTE PRINCIPAL, UNA CANTIDAD SUSTANCIAL DE AL MENOS UN 10 % DE CAMPESTANOL, DISMINUYE DE FORMA EFICAZ LOS NIVELES DE COLESTEROL SERICOS CUANDO SE INCORPORA EN SUSTANCIAS COMESTIBLES. TRAS LA ESTERIFICACION, LA COMPOSICION RESULTA ESPECIALMENTE UTIL EN GRASAS Y ACEITES COMESTIBLES, Y EN ALIMENTOS QUE CONTIENEN GRASAS.
Description
Composición que comprende ésteres de estanol
vegetal y el uso del mismo para reducir el colesterol en el
suero.
La presente invención se refiere a una
composición de estanoles vegetales en forma esterificada que
contiene un éster de ácido graso de sitostanol que se utiliza
especialmente como sustancia para reducir el nivel de colesterol en
el suero. Dicha composición puede utilizarse ventajosamente en
aceites y grasas comestibles y en alimentos que contienen
grasas.
Los esteroles vegetales son componentes
esenciales de todas las plantas. Las funciones que desempeñan en
las plantas se parecen a las funciones del colesterol en los
mamíferos. Los esteroles vegetales que más abundan en la flora son
el \beta-sitosterol, el campesterol y el
estigmasterol. La estructura química. de estos esteroles vegetales
es muy similar a la del colesterol, encontrándose las diferencias
en la cadena lateral de la columna vertebral o cadena principal de
la molécula. Por ejemplo, la cadena lateral del sitosterol
contiene, en comparación con el colesterol, un grupo etilo
adicional y la cadena lateral del campesterol, un grupo metilo
adicional.
Desde los años 50 del siglo pasado, es un hecho
bien conocido que los esteroles vegetales pueden reducir eficazmente
los niveles de colesterol en el suero. Incluso cuando se
administran en dosis relativamente pequeñas (unos pocos gramos al
día), reducen con eficacia la absorbabilidad del colesterol biliar
y alimentario, reduciendo por tanto los niveles de colesterol total
y colesterol LDL en el suero (12, 28, véase también 27, 32). Aún no
se conocen detalladamente los mecanismos que intervienen en la
reducción de la absorción de colesterol, pero se supone que los
esteroles vegetales desplazan el colesterol de la fase micelar,
impidiendo así la absorción. En casi todos los primeros estudios,
los esteroles que más interés despertaron fueron el sitosterol y
su forma hidrogenada, el sitostanol. Sin embargo, no se documentó
siempre íntegramente la composición de esteroles que presentaban
las preparaciones probadas y las preparaciones de esteroles, que
se utilizaron en la mayoría de dichos estudios, contenían también
diversas cantidades de otros esteroles.
Se ha considerado que los esteroles vegetales
constituyen una forma segura para reducir los niveles de colesterol
en el suero debido a que son componentes naturales de aceites y
grasas vegetales. Además, su absorción en el intestino de sujetos
sanos es limitada y las cantidades limitadas absorbidas son
excretadas por el cuerpo a través de la bilis. La velocidad a la
que se absorben los esteroles vegetales varía entre individuos y
distintos esteroles vegetales, pero, en el caso de humanos sanos,
lo usual es que se absorban menos del 5% de esteroles vegetales en
el tracto digestivo (27).Se ha demostrado no obstante que se llegan
a absorber hasta un 10% de campesteroles alimentarios (20).
En el caso de alguna enfermedad excepcional,
como la sitosterolemia, los esteroles vegetales se absorben muy
eficientemente, mermándose también su eliminación del cuerpo por
vía biliar. Los niveles de sitosterol y campesterol en el suero y
los de sus formas saturadas, el sistostanol y campestanol, son muy
elevadas. Los niveles elevados de estanoles saturados se deben muy
probablemente a la mayor efectividad en su síntesis endógena más
que a una mayor efectividad en su absorción (10,27). Si no se
trata adecuadamente, la sitosterolemia puede implicar la aparición
de enfermedades coronarias del corazón y de la xantomatosis a
edades muy tempranas. Para las personas con esta enfermedad, la
administración de esteroles vegetales no saturados en cantidades
superiores a las que se encuentran normalmente en los alimentos
puede dar lugar a efectos peligrosos para la salud.
Lees y Lees (25) analizaron los efectos de tres
preparaciones diferentes de sitosterol sobre las concentraciones de
lípidos y lipoproteínas en el plasma. Una de estas preparaciones
era Cytellin, una preparación comercial (Eli Lilly Co., USA), que
contiene sitosterol en una cantidad de 60-65% y
otros esteroles, principalmente campesterol, en una cantidad de
35-40%. Con una dosis media de 18g/día repartida en
tres tomas se obtuvo en promedio un descenso del 10,5% en el
colesterol total en el plasma y un descenso del 15% en el colesterol
LDL en el plasma. Sin embargo, cuando se detectaron normalmente
sólo rastros de esteroles vegetales, incluyendo el campesterol, en
el plasma (10,33), la concentración de campesteroles en el plasma
oscilaba entre 4 y 21 mg/dl en los sujetos examinados por Lees y
Lees (25). En la discusión de sus resultados, los autores
remarcaron que al no conocerse la aterogenicidad del. campesterol,
no puede recomendarse el uso de una preparación de sitosteroles con
un contenido relativamente elevado de campesterol, como la
preparación Cytellin.
Por otra parte, Lees et al. (26)
estudiaron la eficacia de los esteroles vegetales, procedentes del
aceite de soja o talol, en la disminución del nivel de colesterol
en la sangre. Utilizaron los distintos esteroles vegetales en dos
formas físicas distintas, a saber, en forma de suspensión y en
forma de polvos. El esterol de soja comprendía
60-65% de sitosterol y 35% de campesterol y se
suministró en dosis medias diarias de 18 g (de 9 a 24 g) de
esteroles por día, repartidas en tres tomas diarias idénticas. En
este estudio se utilizó también una preparación de esteroles de
talol que sólo contenía aproximadamente 5% de campesterol. La dosis
diaria utilizada en el estudio era de 3 gramos para los dos tipos
de preparaciones de esterol de talol utilizadas (preparaciones en
polvo y en suspensión). Se hicieron también adicionalmente pruebas
con una dosis de 6 gramos de la suspensión de esteroles de
talol.
El esterol de soja en las dos formas físicas
estudiadas y el esterol de talol en polvo redujeron en promedio en
un 12% el contenido de colesterol en el plasma (26). Sin embargo,
se detectó también en este estudio una absorbibilidad relativamente
elevada del campesterol como ya se había detectado anteriormente.
Los niveles de campesterol en el plasma, que presentaban los 5
pacientes estudiados, oscilaban entre 5 y 21 mg/dl (16 mg/dl de
media). Por consiguiente, y a pesar de demostrar que el esterol de
soja presenta un efecto importante en la disminución del nivel de
colesterol, los autores no recomiendan tampoco su uso como agente
reductor de colesterol. Al contrario, recomiendan que las
preparaciones farmacéuticas de esteroles vegetales deberían
contener una cantidad mínima de campesterol y una cantidad máxima
de sitosterol. En base a los dos estudios citados anteriormente,
puede concluirse que el uso de esteroles de aceite vegetal, como
los de soja, no es nada recomendable.
En la mayoría de los aceites vegetales, los
esteroles vegetales saturados, como el sitostanol y el campestanol,
se encuentran únicamente en cantidades muy pequeñas. No obstante,
el talol contiene 10-15% de sitostanol, la forma
saturada del sitosterol. El sitostanol puede formarse también por
hidrogenación del enlace doble del sitosterol. En los estudios más
recientes realizados tanto con animales experimentales como con
humanos, se ha demostrado que el sitostanol es un agente reductor
de colesterol más eficaz que el sitosterol (8, 16, 17, 18, 19,
36).
Otra ventaja del sitostanol es que es
prácticamente inabsorbible. Varios estudios (p.ej., 9, 16, 17, 21)
han demostrado que el sitostanol es prácticamente inabsorbible
mientras que sí que pueden absorberse pequeñas cantidades (<5%)
de su forma insaturada, el sitosterol (33). De forma análoga, un
estudio in vitro realizado por Armstrong y Carey (6)
demuestra también que el colestanol, una forma saturada del
colesterol, es más hidrofóbico y menos absorbible que el
colesterol.
Cuando se produce sitostanol por hidrogenación
de fuentes comunes de esterol vegetal, se forma también a partir
del campesterol otro esterol vegetal saturado, a saber, el
campestanol. Hasta hace poco no se sabía casi nada sobre la
absorbibilidad y el posible efecto hipocolesterolémico de este
estanol. En base a los datos citados anteriormente, que señalan
que los esteroles saturados son menos absorbibles que sus formas
insaturadas, se puede deducir hipotéticamente que el campestanol
podría ser prácticamente inabsorbible.
Para estudiar la absorbibilidad de distintos
estenoles vegetales, Heinemann et al. (20) compararon la
absorción intestinal de colesterol que se produce con el
campesterol, sitosterol, estigmasterol, y también pequeñas
concentraciones de sitostanol y campestanol en humanos utilizando
técnicas de perfusión intestinal. Los resultados obtenidos
demostraron que la velocidad de absorción de distintos esteroles
vegetales varía de un esterol vegetal a otro, siendo ésta en
promedio del 4,2% en el caso del sitosterol, del 4,8% en el caso
del estigmasterol, del 9,6% en el caso del campesterol, y del 12,5%
en el del campestanol. Se detectaron grandes variaciones en la
eficacia de absorción en los 10 sujetos masculinos estudiados.
Según Heinemann et al. (20), el
campestanol se absorbía por tanto más eficientemente que la forma
no saturada del campesterol. Esto contradice la suposición basada
en los estudios mencionados anteriormente que señala que los
esteroles saturados (sitostanol, colestanol) son menos absorbibles
que los no saturados (sitosterol, colesterol). La razón de esta
contradicción está sin embargo por aclarar. Heinemann et al.
(20) conjeturan que este resultado conflictivo podría deberse al
hecho de que el estudio de Armstrong y Carey (6) se hizo en
condiciones in vitro y que la teoría en la que la
hidrofobicidad constituye un factor importante en la agrupación y/o
absorción micelar podría no ser relevante en las condiciones in
vitro. Sin embargo, estas conjeturas no explican el hecho de
que varios estudios, que demostraron la menor absorbibilidad del
sitostanol con respecto a la del sitosterol, se realizaron en
condiciones in vivo. Los resultados de Heinemann et
al. (20), que están en conflicto con resultados anteriores,
permanecen por tanto sin explicar por parte de los autores.
Sugano et al. (34) estudiaron la actividad
hipocolesterolémica de esteroles de maíz (composición: 31% de
campesterol, 4% de estigmasterol y 65% de sitosterol) y de
estanoles de maíz (composición: 31% de campestanol y 69% de
sitostanol) obtenidos por hidrogenación de una mezcla de esteroles
de aceite de maíz. Realizaron dos experimentos con ratas. Tanto el
esterol como el estanol presentaron efectos hipocolesterolémicos a
un nivel de 0,5-1% de la dieta al ingerir
colesterol (1% en la dieta). En el primer experimento no se observó
ninguna diferencia significante entre el efecto
hipocolesterolémico de los fitosteroles y los fitostanoles. En el
segundo experimento, sin embargo, los fitostanoles presentaban,
para los mismos niveles dietéticos, una capacidad en disminuir la
concentración de colesterol en el plasma que era considerablemente
mayor que la de los fitosteroles (estadísticamente significante
cuando p<0,02). Además, los niveles de colesterol en el plasma
de las ratas alimentadas con la dieta que contenía 1,0% de
estanoles eran considerablemente inferiores (p<0,02) a los de
los animales alimentados con una dieta libre de colesterol. Esto no
pudo observarse en las ratas alimentadas con la dieta que contenía
1,0% de esteroles.
Sugano et al. (34) no estudiaron las
diferencias en el efecto hipocolesterolémico que presentan las
mezclas de estanoles con un contenido elevado en sitostanol y un
contenido bajo en campestanol (basadas en esteroles de talol) en
comparación con las mezclas de estanoles que contienen un nivel de
campestanol considerablemente superior (basadas en esteroles de
aceites vegetales). Los autores compararon el efecto
hipocolesterolémico de una mezcla de esteroles no saturados con el
de una mezcla de los correspondientes estanoles saturados. Los
estudios posteriores que realizó este grupo de investigación se
centraron en el efecto reductor de niveles de colesterol que
presenta en particular el sitostanol, comparándolo con el del
sitosterol (21, 22, 23, 35). De hecho, en una publicación posterior
(23) hacen referencia al estudio del fitostanol mencionado
anteriormente (34), señalando únicamente el efecto
hipocolesterolémico del \beta-sitostanol en
comparación con el del \beta-sitosterol, sin
analizar los efectos hipocolesterolémicos de los esteroles
saturados (incluyendo el campestanol) en comparación con los de los
esteroles no saturados. En los estudios posteriores mencionados
anteriormente, se utilizaron mezclas de esteroles que presentaban
una composición típica de esteroles hidrogenados de talol y un
contenido elevado de sitostanoles (>90%).
Miettinen y Vanhanen (30) demostraron que para
la reducción del nivel de colesterol en el suero el sitostanol en
una forma de éster de ácido graso es más efectivo que el sitostanol
libre. Estudios posteriores han demostrado también que el uso de
ésteres de sitostanol como parte integrante de una dieta diaria
constituye una forma efectiva para reducir las concentraciones de
colesterol total y de colesterol LDL en el suero (13, 14, 15, 31,
37, 38). La ventaja de utilizar ésteres de estanol en lugar de
estanol libre es que los ésteres de estanol son también solubles en
grasa, por lo que pueden incorporarse fácilmente en una amplia
variedad de alimentos sin modificar el sabor, aroma o
comportamiento físico del producto final. En la patente
norteamericana nº 5.502.045 (2) se exponen el método para preparar
ésteres de ácido graso de sitostanol y el uso de ésteres de estanol
soluble en grasa en productos alimenticios.
Straub (3) sugiere el uso de estanoles saturados
(sitostanol, clionastanol,
22,23-dihidrobrasicasta-nol,
campestanol y mezclas de los mismos) en un método para preparar una
composición aditiva alimentaria en el que los estanoles se mezclan
con un agente solubilizante comestible, una cantidad efectiva de
un antioxidante apropiado y una cantidad efectiva de un dispersante
apropiado. Estos aditivos alimentarios sirven supuestamente para
reducir la absorción del colesterol de alimentos y bebidas que
contienen colesterol, como, p.ej., huevos y productos lácteos. Sin
embargo, en esta patente no se presenta ningún dato que describa
los efectos clínicos o la absorción de los esteroles alimen-
tarios.
tarios.
Eugster et al. (1) exponen el uso de
pequeñas cantidades de esteroles, de los correspondientes ésteres
de ácidos grasos y de glucósicos para el tratamiento de tumores.
Los métodos de preparación propuestos por Eugster et. al.
implican el uso de 5 reactivos químicos peligrosos, como
N,N'-carbonildiimidazol, cloruro de tionilo, y
solventes como tetrahidrofurano, benceno, cloroformo o
dimetilformamida. Eugster et al. comentan la posibilidad de
utilizar estas sustancias como alimentos dietéticos o aditivos
alimentarios, pero no presentan ningún dato sobre sus efectos
hipocolesterolémicos ni ninguna reivindicación que cubra dicho uso.
De lo expuesto por Eugster et al. resulta difícil formarse
una imagen clara de cómo se purifica el producto final para obtener
cantidades suficientemente grandes de un éster de esterol
suficientemente puro como para poder utilizarlo como componente
alimentario. Los únicos procesos de purificación a los que se hace
referencia son la cromatografía de capa fina y la cromatografía
líquida de alto rendimiento. El método de preparación aludido en
la patente de Eugster et al. se limita por consiguiente a la
preparación de pequeñas cantidades.
La patente norteamericana nº 3.751.569 (4)
expone la adición de ésteres de ácidos grasos de esteroles
vegetales a aceites de cocina con el fin de reducir los niveles de
colesterol en el suero humano. Para la esterificación de los
esteroles libres, la patente propone un método que no satisface en
absoluto los requisitos establecidos para la preparación de un
producto de calidad alimentaria. Según la patente, la
esterificación se realiza entre un esterol libre y un anhídrido de
ácido graso utilizando ácido perclórico como catalizador. Este
catalizador y reactivo no son admisibles en procedimientos
alimentarios. Además, la patente se refiere únicamente a ésteres de
ácidos grasos procedentes de esteroles de plantas autóctonas. El
método propuesto en la patente alemana DE 22 48 921 (5) para la
esterificación de esteroles de aceites y grasas mediante técnicas
de interesterificación químicas sí que satisface los criterios
establecidos para procesos alimentarios. En esta patente, se
agregan esteroles libres y ésteres de ácido graso en exceso a una
mezcla de aceites o grasas, interesterificándose seguidamente toda
la mezcla de grasas mediante una técnica de interesterificación
bien conocida. En la mezcla de grasas resultante, se han
transformado prácticamente todos los esteroles libres en ésteres de
ácido graso. El objetivo perseguido consiste en proteger los
esteroles libres contenidos en aceites animales y vegetales contra
posibles alteraciones durante el procesamiento.
Datos anteriores demuestran que el campesterol,
uno de los esteroles vegetales más importantes, se absorbe de forma
relativamente eficaz. Se ha recomendado por tanto utilizar
únicamente mezclas de esteroles vegetales que contengan una
cantidad mínima de campesterol. Esto se ha traducido en la práctica
en el uso de mezclas de esteroles, como las de esteroles de talol,
que presentan un alto contenido en sitosterol.
La mayoría de los estudios realizados sobre los
estanoles se centran exclusivamente en el sitostanol. El estudio de
Heinemann et al (20), que demuestra que el campestanol, la
forma saturada del campesterol, se absorbe más fácilmente que el
campesterol o el sitosterol (12,5%, 9,6% y 4,2%, respectivamente),
ha originado el "consenso general" de que las mezclas de
esteroles saturados con niveles "elevados" de campestanol son
peligrosas debido a la absorción del campestanol. Una prueba de ello
es que todos los estudios clínicos que tratan del uso de estanoles
(sitostanol) se centran en mezclas de esteroles con una alto nivel
de sitostanol y un bajo nivel de campestanol.
Es un hecho bien establecido a partir de varios
estudios realizados (p.ej., 8, 17, 18, 19, 23, 36), que el
sitostanol, la forma saturada del sitosterol, reduce de forma más
efectiva el nivel de colesterol en la sangre que el correspondiente
sitosterol insaturado. Además, los esteroles saturados se absorben
en cantidades muy pequeñas, por lo que el uso de esteroles
saturados constituye un medio seguro para reducir el colesterol
sobre la base de poblaciones. De los esteroles no saturados, se
destaca sobre todo el campesterol, produciéndose su absorción en
cantidades suficientemente elevadas como para que no se recomiende
utilizar mezclas de esteroles con niveles elevados de campesterol
(p.ej., mezclas de esteroles basadas en aceite vegetal) (25,
26).
Se han formado por consiguiente muchos prejuicios
en contra del uso de cantidades importantes de campestanol como
sustancia a agregar en productos alimenticios, por los que se ha
limitado también radicalmente el espectro de materias primas con
contenidos de fitosterol a las que contienen cantidades
relativamente pequeñas de campesterol y de su forma saturada, el
campestanol.
La presente invención se refiere a composiciones
de estanol vegetal que contienen sitostanol como componente
principal y además cantidades sustanciales de campestanol y que
consisten en composiciones esterificadas como composiciones de
ésteres de ácido graso que sirven para reducir el nivel de
colesterol en el suero sanguíneo.
Estas composiciones de ésteres de ácido graso de
estanol, que convienen éster de ácido graso de sitostanol como
componente principal y también cantidades sustanciales de éster de
ácido graso de campestanol, pueden utilizarse en productos
comestibles como un componente dietético para disminuir los niveles
de colesterol en el suero sanguíneo.
El objetivo de la presente invención es el de
ampliar el espectro de materias primas vegetales que son de utilidad
en la preparación de sustancias para productos comestibles y, en
particular, para aceites y grasas comestibles y productos
alimenticios que contienen grasas, sirviendo dichas sustancias para
controlar los niveles de colesterol en el suero sanguíneo. La
presente invención hace que sea posible utilizar como materia prima
para dichos fines aceites y grasas vegetales que además de contener
sitosterol contienen también una cantidad importante de
campesterol.
Las materias primas apropiadas para ser
utilizadas en la preparación de las composiciones de la presente
invención son, p.ej., maíz, semillas de soja, semillas de colza,
así como otras plantas que presentan una composición de
fitosteroles con contenidos elevados de campesterol.
La composición novedosa de la presente invención
puede incorporarse en sustancias alimenticias como aceites de
cocina, margarinas, mantequilla, mayonesa, aliños, mantecas, quesos
(incluyendo quesos curados y tiernos) y otros productos
alimenticios que contienen grasas.
La composición de la presente invención puede
consumirse también directamente tal cual.
Los elementos característicos de la presente
invención se exponen en las reivindicaciones adjuntas.
Según la presente invención, la composición de
ésteres de ácido graso de estanoles vegetales contiene, además del
componente principal, éster de ácido graso de sitostanol y también
una cantidad considerable de por lo menos 20% de éster de ácido
graso de campestanol.
La composición contiene preferentemente 20% a
40%, y preferentemente 25% a 35%, p.ej., 30%, de éster de ácido
graso de campestanol. Se ha esterificado la composición para que
sea lipofílica.
Todas las cantidades porcentuales indicadas en
esta memoria se refieren a porcentajes en peso, a no ser que se
exprese otra especificación. Los números indicados en esta memoria
entre paréntesis hacen referencia a las publicaciones enumeradas en
la lista de referencias adjunta.
Los datos obtenidos demuestran sorprendentemente
y en contraposición a los prejuicios existentes que una mezcla de
ésteres de ácido graso de estanol hidrogenado, que contiene éster
de ácido graso de sitostanol como componente principal y además
cantidades sustanciales de éster de ácido graso de campestanol, es
por lo menos tan efectiva como una mezcla de ésteres de ácido graso
de estanol, que contiene más de 90% de éster de ácido graso de
sitostanol y pequeñas cantidades de éster de ácido graso de
campestanol, indicando esto que el campestanol es por lo menos tan
efectivo como el sitostanol en la disminución de la absorción de
colesterol. Además, los datos relativos al estanol obtenidos
mediante análisis de suero sanguíneo demuestran que no se absorbe
prácticamente campestanol, siendo su contenido en el suero
sanguíneo aproximadamente un 40% inferior al del sitostanol. Por
consiguiente, una mezcla de ésteres de ácido graso de estanol, que
contiene éster de ácido graso de sitostanol como componente
principal y cantidades importantes de éster de ácido graso de
campestanol, debe considerarse por lo menos tan segura como una
mezcla convencional de ésteres de ácido graso de estanol basada en
esteroles de talol. Este dato contrasta con la opinión actual
respecto a la eficacia e inocuidad de las mezclas de estanoles con
cantidades elevadas de campestanol (véase 20, 27, 34).
En la patente norteamericana US nº 5.502.045 (2)
se mostró que los ésteres de ácido graso de sitostanol son más
eficaces en la disminución del nivel de colesterol en la sangre que
el sitostanol libre. Estudios posteriores confirmaron claramente el
efecto reductor de niveles de colesterol que presentaba una
margarina que contenía ésteres de ácido graso de sitostanol
solubles en grasa (p.ej., 31).
El uso de ésteres de ácido graso de estanol en
lugar de estanoles libres es crucial para una amplia utilización de
los estanoles en varios productos alimenticios que contienen
grasas, debiéndose esto al hecho de que sólo los ésteres de ácido
graso de estanol pueden solubilizarse en aceites y grasas
comestibles en cantidades suficientemente elevadas como para
alcanzar los niveles que son eficaces en la disminución de la
absorción de colesterol biliar y alimentario en el tracto
digestivo.
La solubilidad de los ésteres de estanol en
aceites y grasas comestibles es de un 35-40%,
mientras que la solubilidad de los esteroles en aceites y grasas
comestibles no llega a superar el 2 por ciento en peso a una
temperatura de 21ºC (24). Se podrían incorporar cantidades mayores
utilizando diversos agentes surfactivos, solubilizantes o
dispersantes, pero incluso con el uso de estas sustancias no se
puede asegurar la solubilidad en grasas. El uso de dichas
sustancias está limitado o incluso prohibido por ley. Además, los
esteroles libres, en cantidades que ascienden al 1%, influyen
sobre las propiedades físicas de la grasa o del aceite, causando
cambios en la estructura y en el comportamiento físico de los
productos. Esto no ocurre cuando se utilizan ésteres de ácido graso
de estanol al poder modificar fácilmente las propiedades físicas
de la mezcla de grasas alterando la composición del ácido graso de
la mezcla.
Los ésteres de ácido graso de estanol pueden
incorporarse obviamente también en otros productos alimenticios que
no son margarinas o pastas para untar según lo descrito en esta
invención. En la patente norteamericana US nº 5.502.045 (2) se
presentan también otros ejemplos de posibles usos. No obstante, a
cualquier experto en la materia le resultará evidente la
posibilidad de agregar ésteres de ácido graso de estanol a una
amplia variedad de productos alimenticios y, en particular, a los
que contienen grasas.
Se han propuesto diversos métodos para preparar
ésteres de ácido graso de esteroles. El inconveniente de casi todos
estos métodos es que utilizan reactivos que no pueden admitirse en
la producción de un producto destinado a ser utilizado como
macronutriente en algún alimento. El uso de estos reactivos tóxicos
como cloruro de tionilo o derivados anhidrícos de ácidos grasos es
común.
El método preferido para la preparación de
ésteres de ácido graso de estanol está descrito en la patente
norteamericana US nº 5.502.045 (2). Este procedimiento se basa en
un proceso de interesterificación ampliamente utilizado en la
industria de aceites y grasas comestibles. Este proceso de
esterificación se diferencia convenientemente de los métodos
anteriores por no utilizar sustancias que no sean el estanol libre,
un éster de ácido graso o una mezcla de ésteres de ácido graso y
un catalizador de interesterificación como el etilato de sodio. Una
característica importante de este método es que uno de los
reactivos, el éster de ácido graso, se utiliza en exceso y actúa
como solvente, solubilizando el estanol en las condiciones
consideradas (vacío de 5-15 mmHg). La reacción
proporciona una mezcla de ésteres de ácido graso y ésteres de ácido
graso de estanol. El éster de ácido graso de estanol puede
concentrarse fácilmente por destilación al vacío en éster de ácido
graso de estanol casi duro, eliminándose con dicha destilación los
ésteres de ácido graso en exceso. De forma alternativa, se puede
agregar la mezcla tal cual a la mezcla final de grasas antes de
efectuar la etapa de desodorización.
Los estanoles se encuentran en pequeñas
cantidades en productos naturales como, p.ej., trigo, centeno, maíz
y tritical, por lo que están contenidos en pequeñas cantidades (11,
14) en el alimento diario. Los estanoles pueden producirse
fácilmente por hidrogenación de mezclas de esteroles naturales. A
principios del año 1996, las únicas mezclas de esteroles que se
podían adquirir en el mercado con la pureza suficiente (contenido
de esterol > 98%) como para poder utilizarlas tal cual en
alimentos eran las de talol. Esteroles vegetales con cantidades
importantes de campesterol, como las mezclas de esteroles basados
en aceite vegetal, puede obtenerse, p.ej., como subproducto en la
producción de tocoferol a partir de destilados de aceite vegetal.
Los esteroles vegetales así obtenidos pueden convertirse en
estanoles mediante técnicas de hidrogenación bien conocidos como
las basadas en el uso de un catalizador de Pd/C en solventes
orgánicos (7). Como sabrá cualquier experto en la materia, hay una
amplia variedad de solventes y catalizadores de Pd que pueden
utilizarse para efectuar la hidrogenación, que si se realiza en
condiciones optimizadas sólo deja pequeñas cantidades de esteroles
insaturados sin convertir, manteniéndose la formación de los
típicos subproductos deshidroxilados, estanos y estenos, en
niveles muy reducidos (<1,5%).
La presente invención compara el efecto
hipocolesterolémico de una mezcla de ésteres de ácido graso de
estanol con contenidos elevados de éster de ácido graso de
sitostanol, siendo este último un esterol vegetal que los expertos
en la materia suelen considerar como el más seguro y efectivo en la
reducción de la absorción de colesterol y, por consiguiente, en la
disminución de los niveles de colesterol en el suero, con el de una
mezcla de ésteres de ácido graso de estanol, que contiene una
cantidad importante de éster de ácido graso de campestanol. En esta
memoria se publican por primera vez los efectos
hipocolesterolémicos que presentan los estanoles basados en aceite
vegetal y en forma esterificada sobre el ser humano. La presente
invención es la primera que demuestra que una mezcla de ésteres de
ácido graso de estanol, que contiene una cantidad importante de
éster de ácido graso de campestanol (superior al 20% y
preferentemente del 30%), es por lo menos tan efectiva como las
mezclas de ésteres de ácido graso de estanol que presentan altos
niveles de éster de ácido graso de sitostanol. Además, los
resultados del presente estudio indican claramente que, en
contraste con lo publicado por Heinemann et al. (20), el
campestanol no se absorbe prácticamente.
Para estudiar los efectos hipocolesterolémicos
de margarinas de éster de estanol de aceite vegetal y de éster de
éstanol de talol, se diseñó un estudio de doble transición oculta
de 5 semanas que comprende un período de desvanecimiento de 2
semanas de duración. El ensayo del estudio se dispuso de la forma
siguiente:
Los números 1-6 hacen referencia
a las muestras de sangre tomadas durante la dieta casera (1,2),
después del primer período de intervención (3,4) y después del
segundo período de intervención (5, 6). VS = margarina de éster de
estanol de aceite vegetal, TS = margarina de éster de estanol de
talol.
Veinticuatro voluntarias, mujeres no
hospitalizadas y sanas, que presentaban un nivel moderadamente
elevado de colesterol (media de 6,12 \pm 0,16 mmol/l),
consumieron en orden aleatorio y como parte de su dieta diaria
aproximadamente 25g diarios de margarina de prueba (una tarrina de
250g/10 días). Los contenidos de lípidos (colesterol total,
colesterol LDL, colesterol HDL y triglicéridos) y de esterol en el
suero se midieron durante la dieta casera y al final de cada
período de prueba. Se efectuaron siempre dos tomas de muestras de
sangre separadas por un lapso de tiempo de una semana, tanto
durante la dieta casera como al final de cada período de consumo de
margarina de prueba. En la siguiente Tabla 1 se indican los valores
de lípidos que se detectaron así en el suero.
Las dos margarinas provocaron cambios favorables
en los lípidos contenidos en suero. La disminución de los valores
de colesterol LDL y el aumento en los valores de colesterol HDL son
importantes desde el punto de vista estadístico (p<0,05 o
menos). Además, el éster de esterol basado en aceite vegetal
proporcionó también una disminución estadísticamente importante del
colesterol total. Las disminuciones de colesterol total y
colesterol LDL que se obtuvieron eran mayores en el caso de la
margarina de éster de estanol basado en aceite vegetal que en el
caso de la margarina de éster de estanol basado en talol. No se
observaron cambios en los niveles de triglicéridos. Los resultados
de lípidos en el suero indican que una margarina de éster de
estanol de aceite vegetal, que contiene una cantidad importante de
campestanol en la fracción de estanol, puede ser incluso más
efectiva que la margarina de éster de estanol de talol. Estudios
anteriores (14, 15, 31) demostraron que la margarina de éster de
estanol de talol presenta efectos hipocolesterolémicos
significativos. Se puede concluir por tanto en base al presente
estudio de diseño cruzado que los estanoles basados en aceite
vegetal presentan efectos hipocolesterolémicos que son por lo menos
tan efectivos como los de los estanoles basados en talol.
Las concentraciones de esteroles en el suero se
cuantificaron mediante cromatografía de
gases-líquidos según un método publicado
anteriormente (29, incorporado por referencia al presente
documento). Se calcularon los valores medios de las dos medidas de
lípidos en suero realizadas con las muestras de sangre tomadas en
cada uno de los períodos del estudio. En las siguientes Tablas 2 y
3 se presentan los datos correspondientes a las concentraciones
medias de esteroles vegetales medidas en el suero durante la dieta
casera y después de cada período de prueba y los datos
correspondientes a las variaciones medias de dichas
concentraciones.
Las dos margarinas utilizadas en la prueba
redujeron significativamente los niveles de campesterol y de
sitosterol en el suero. Por otra parte, es un hecho bien conocido
que la concentración de campesterol en el suero refleja la
absorción intestinal de colesterol en el caso de seres humanos
(29, 39). Por consiguiente, cuanto menor es el valor de
campesterol, tanto menor es el porcentaje de colesterol absorbido
en el intestino.
Las disminuciones significativas de los niveles
de campesterol (25-28%) en el suero que se
produjeron durante los períodos estudiados indican que las dos
margarinas de éster de estanol disminuían la absorción intestinal
de colesterol. Además, no se detectaron variaciones en la
concentración de sitostanol en el suero mientras que la
concentración media de campestanol en el suero era tras el período
de éster de estanol de aceite vegetal considerablemente superior a
la detectada durante la dieta casera y después del período de éster
de estanol de talol. No obstante, la concentración absoluta de
campestanol ascendía sólo a aprox. un 63% de la concentración del
sitostanol, que suele considerarse generalmente como prácticamente
inabsorbible. Esta concentración tan baja de campestanol en el suero
indica claramente que la absorción de campestanol es muy limitada,
contradiciendo este hecho los resultados presentados por Heinemann
et al. (20). Por consiguiente y dado que las mezclas de
estanoles con contenidos elevados de sitostanol suelen considerarse
como no peligrosas para la ingestión humana, se puede concluir que
las mezclas de estanoles con contenidos importantes de campestanol
deben considerarse como igualmente seguras, teniendo en cuenta el
hecho de que el campestanol es como el sitostanol prácticamente
inabsorbible.
Los siguientes ejemplos de trabajo describen
detalladamente la preparación de la composición de éster de estanol
de la presente invención y de las margarinas utilizadas en los
estudios clínicos presentados anteriormente.
En un reactor a escala piloto (25 l) se
hidrogenó una mezcla comercial de esteroles obtenidos a partir de
destilados de aceite vegetal (composición de la mezcla: 2,7% de
brasicasterol, 26,7% de campesterol, 18,4% de estigmasterol, 49,1%
de sitosterol y 2,9% de sitostanol). Se alimentó el reactor con 26
g de un catalizador de Pd fibroso (Smop-20,
contenido de Pd del 10% en peso, Smoptech, Turku, Finlandia), 26 g
de agua destilada para activar el catalizador y 11,7 kg de
propanol. Se inundó el reactor con nitrógeno y la activación del
catalizador se realizó durante 30 min. bajo gas de hidrógeno a una
presión de 1 bar y a una temperatura de 65ºC. Tras la activación,
se enfrió la mezcla a 40ºC y, a continuación, se agregaron 1,3 kg
de la mezcla de esteroles.
La mezcla de esteroles y propanol se calentó a
65ºC en una atmósfera de nitrógeno y, a continuación, se reemplazó
el nitrógeno por hidrógeno. La reacción de hidrogenación se realizó
a una presión de hidrógeno de 1 bar tras inundar completamente el
reactor con hidrógeno. El tiempo de conversión normal es de
aproximadamente 120 min. La conversión puede controlarse fácilmente
analizando alícuotas mediante cromatografía líquida de alta
resolución (HPLC).
Se disminuyó la presión de hidrógeno y se
procedió a inundar el reactor con nitrógeno. Se extrajo el
catalizador fibroso por filtración bajo presión de nitrógeno. Se
dejó cristalizar la mezcla de estanoles y propanol a 10ºC durante
toda la noche, a continuación, se filtraron los cristales de
estanol al vacío y se procedió a lavar la masa con 0,5 kg de
propanol frío. Se secó la mezcla de estanoles así obtenida en una
cámara de vacío a 60ºC. El rendimiento obtenido era del 75%,
presentando la mezcla de estanoles así obtenida la siguiente
composición según los análisis por cromatografía de gases (CG)
realizados con columna capilar: campesterol 0,2%, campestanol
28,9%, estigmasterol 0,1%, sitosterol 0,2%, sitostanol 70,1%. Debe
señalarse que el brasicasterol se transforma por hidrogenación en
24\beta-metilcolestanol, un epímero de
campestanol, que al presentar el mismo pico no puede distinguirse
por su quiralidad en los procedimientos ordinarios de cromatografía
de gases con columna capilar. Suele cuantificarse por tanto
generalmente como campestanol. En base a la mezcla inicial de
esteroles puede inferirse que el contenido de
24\beta-metilcolestanol ascendía al 2,7%.
Se preparó a nivel experimental una mezcla de
ésteres de ácido graso de estanol. A una temperatura de 60ºC, se
secaron durante toda la noche 6 kg de estanoles, que se obtuvieron
combinando varios lotes producidos mediante el procedimiento de
hidrogenación descrito en el ejemplo 1, y se procedió a
esterificarlos con 8,6 kg de mezcla de ésteres metílicos de aceite
de colza con bajos niveles de ácido erúcico. La composición de
esteroles de la mezcla de estanoles utilizada era la siguiente:
0,4% de campesterol, 29,7% de campestanol (+
24\beta-metilcolestanol), 0,1% de estigmasterol,
0,4% de sitosterol y 68,0% de sitostanol. El contenido en estanol
de la mezcla era del 98,2%. La esterificación se efectuó de la
forma siguiente:
En un recipiente del reactor, se calentó una
mezcla de estanoles y de éster metílico de ácido graso de aceite de
colza con bajo contenido en ácido erúcico a una temperatura de
90-120ºC y en un vacío de 5-15
mmHg. Tras secarla durante 1 hora, se agregaron 21 g de etilato de
sodio y se dejó que la reacción continuase durante aproximadamente
2 horas. Se destruyó el catalizador mediante la adición de 30% de
agua (en peso) a 90ºC. Tras la separación de fases, se extrajo la
phase acuosa y se realizó un segundo lavado. Tras separar la fase
acuosa, se procedió a secar la fase de aceite al vacío y a una
temperatura de 95ºC sometiéndola a una agitación de 200 rpm. A
continuación, se blanqueó ligeramente la mezcla de ácidos grasos de
estanol durante 20 min, a 30 mmHg y a una temperatura de 110ºC con
1,0% de baño de blanqueo (Tonsil Optimun FF, Südchemie, Alemania),
sometiéndola a una agitación de 200 rpm. Se eliminó por filtración
la tierra de blanqueo, pudiéndose agregar entonces directamente la
mezcla de ésteres metílicos de ácido graso y ésteres de ácido graso
de estanol así obtenida a mezclas de grasas antes de proceder a la
desodorización o a la extracción por destilación al vacío del
exceso de ésteres metílicos. Se puede desodorizar seguidamente la
mezcla a fin de obtener una mezcla insípida de ésteres de ácido
graso de estanol que puede agregarse tal cual en distintos
procedimientos de fabricación alimentarios.
La conversión del procedimiento de
esterificación es normalmente > 99% según medidas realizadas
mediante un método de HPLC rápida, siendo el rendimiento del orden
del 95%.
80% de las margarinas con ésteres de ácido graso
de estanol de talol y ésteres de ácido graso de estanol basado en
aceite vegetal se produjeron mediante un perfector 3 x 57 a escala
piloto de Gerstenberg & Agger. Los ésteres de ácido graso de
estanol de talol se obtuvieron de la producción normal de margarina
Beneco^{(R)} de Ralsion Margariini, Finlandia. Se utilizó una
mezcla normal de grasas libre de ácidos grasos trans (composición:
30% de grasa vegetal interesterificada y no hidrogenada y 70% de
aceite LEAP líquido) a la que se agregaron mezclas de ácido graso
de estanol. El contenido en estanol del producto final debía
ascender a 12g/100 g de producto, facilitándose así una ingestión
diaria de 3g de estanol con un consumo diario de 25g de producto.
Los productos se elaboraron según la receta siguiente:
Mezcla de grasas que incluye los ésteres de ácido graso de estanol | 80% |
Agua | 19% |
Sal | 0,5% |
Emulsionante, Dimodan BP | |
Bicarbonato de sodio y ácido cítrico como agentes reguladores de pN | |
\beta-carotenos como agente colorante | |
Aromatizantes |
Las margarinas así obtenidas se envasaron en
tarrinas de polipropeno de 250 g que se cerraron herméticamente con
una lámina de aluminio. El sabor y la textura de los productos eran
idénticos a los de las margarinas comerciales.
El contenido en estanol de la margarina de
estanol de talol ascendía a 12,7 g / 100 g de producto, mientras
que el de la margarina de estanol basado en aceite vegetal era de
12,6 g / 100g de producto. La composición de esteroles de estos dos
productos era la siguiente:
\hskip0.8cmMemorias de patentes norteamericanas
Claims (15)
1. Composición de ésteres de ácido graso de
estanol vegetal que comprende un éster de ácido graso de sitostanol
y por lo menos 20% en peso de un éster de ácido graso de
campestanol.
2. Composición de ésteres de ácido graso de
estanol vegetal a usar para reducir la absorción intestinal de
colesterol y/o como sustancia para reducir el nivel de colesterol
en el suero, comprendiendo dicha composición un éster de ácido
graso de sitostanol y por lo menos 20% en peso de un éster de ácido
graso de campestanol.
3. Composición según la reivindicación 1 ó 2,
que comprende de 20% a 40% en peso de éster de ácido graso de
campestanol.
4. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, que comprende de 25% a 35% en peso de éster
de ácido graso de campestanol.
5. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, que comprende 30% en peso de éster de ácido
graso de campestanol.
6. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, que comprende de 50% a 80% en peso de éster
de ácido graso de sitostanol.
7. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, para usar como tal para reducir la
absorción intestinal de colesterol y/o para disminuir los niveles
de colesterol en el suero.
8. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, para usar como parte integrante de una dieta
para reducir la absorción intestinal de colesterol y/o reducir los
niveles de colesterol en el suero.
9. Composición según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, para usar como parte integrante de una
dieta que comprende un alimento que contiene grasas y permite
reducir la absorción intestinal de colesterol y/o disminuir los
niveles de colesterol en el suero.
10. Uso de una composición según cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 6 para preparar un producto
comestible.
11. Sustancia alimenticia que contiene una
composición de ésteres de ácido graso de estanol vegetal que es
eficaz en la reducción de la absorción intestinal de colesterol y/o
en la disminución de los niveles de colesterol en el suero,
comprendiendo dicha composición un éster de ácido graso de
sitostanol y por lo menos 20% en peso de un éster de ácido graso de
campestanol.
12. Sustancia alimenticia según la reivindicación
11, en la que dicha composición comprende de 20% a 40% en peso del
éster de ácido graso de campestanol.
13. Sustancia alimenticia según la reivindicación
11 ó 12, en la que dicha composición comprende de 25% a 35% en peso
del éster de ácido graso de campestanol.
14. Sustancia alimenticia según cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 13, en la que dicha composición comprende
30% en peso del éster de ácido graso de campestanol.
15. Sustancia alimenticia según cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 14, en la que dicha composición comprende
de 50% a 80% en peso del éster de ácido graso de sitostanol.
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