ES2344603T3 - Microemulsiones claras aromatizadas que comprenden esteres de azucar y acidos grasos. - Google Patents
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Abstract
Una microemulsión de aceite en agua termodinámicamente estable, con alta carga de aceite de aroma, clara, comestible, que comprende: a) al menos 10% en peso de un aceite de aroma; b) entre 10 y 30% en peso de un sistema tensioactivo; c) una fase hidrofílica formada de agua y un co-disolvente soluble en agua o de un co-disolvente soluble en agua solamente; d) opcionalmente una vitamina, un antioxidante u otro aditivo de uso común en microemulsiones de alimentos; caracterizada porque el sistema tensioactivo es una combinación de un éster de azúcar de un ácido graso con lecitina y tiene un equilibrio hidrofílico lipofílico, HLB, comprendido entre 6 y 18.
Description
Microemulsiones claras aromatizadas que
comprenden ésteres de azúcar y ácidos grasos.
La presente invención se refiere a la industria
del aroma. Más particularmente, se refiere a una microemulsión de
aceite en agua termodinámicamente estable y concentrada, clara, que
comprende aceite de aroma, un tensioactivo de grado alimentario que
forma un "sistema tensioactivo" con un equilibrio hidrofílico
lipofílico definido, y que tiene una relación optimizada de
tensioactivo frente a co-disolvente. La invención se
refiere igualmente al uso de dicha microemulsión en la formulación
de bebidas claras.
Las emulsiones han sido usadas ampliamente en la
tecnología de bebidas, cosméticos, o formulaciones farmacéuticas
durante muchos años. No obstante, su estabilidad termodinámicamente
limitada, lo cual significa que se separan en sus dos fases
líquidas originales al reposar, representa el inconveniente más
grande en su aplicación. Debido a su estabilidad termodinámica
limitada en el tiempo, todos los productos a base de emulsiones
experimentarán la formación anillos de aceite, y finalmente la
separación de fases.
A diferencia de las emulsiones, las
microemulsiones, incluyendo las soluciones micelares, son usualmente
dispersiones transparentes que se forman espontáneamente sin
necesidad de aportación de energía, cuando los compuestos de las
mismas están adecuadamente mezclados unos con otros. Debido al
tamaño muy pequeño de las gotitas de aceite dispersado, el cual en
la mayoría de los casos es menor de 140 nm de diámetro, la luz
visible no puede dispersarse y, en consecuencia, las
microemulsiones se presentan como soluciones isotrópicas claras o
traslúcidas. Una microemulsión de aceite en agua clásica está
constituida por agua, un co-disolvente tal como
alcohol, aceite y uno o más tensioactivos y
co-tensioactivos. Aunque las microemulsiones se
forman espontáneamente, cuando se forman, la selección de los
componentes de las mismas y sus cantidades relativas son muy
críticas para su formación, sus características finales tal como es
aspecto óptico, y su estabilidad en el tiempo organoléptica y
termodinámica. Además, cuando dichas microemulsiones se usan como
sistemas suministradores de aroma en productos alimenticios, por
ejemplo bebidas, deben cumplir todas las exigencias de estos
productos, fundamentalmente una excelente estabilidad durante el
tiempo de almacenamiento dentro de un gran intervalo de
temperaturas, de al menos unos pocos meses, y sin formación de
alteraciones. Igualmente, deben cumplir con las diversas exigencias
reglamentarias con respecto a los ingredientes que están homologados
como seguros para uso en alimentos en los diversos mercados de
comercialización y la presente invención se enfrenta a este problema
en particular.
En el campo de la aromatización de bebidas, el
uso de microemulsiones ha sido descrito en particular por Wolf y
otros, en la Patente de EE.UU. 4.835.002. Este documento divulga
microemulsiones de aceites comestibles en una matriz de agua y
ciertos alcoholes, conjuntamente con tensioactidos de grado
alimentario. Más particularmente, este documento describe
composiciones que comprenden desde 0,01 hasta 45% en peso, y
preferiblemente desde 1 hasta 25% en peso, de aceite, desde
aproximadamente 0,1 hasta 60%, y preferiblemente desde 1 hasta 30%
en peso, de tensioactivo y desde 20 hasta 95%, y preferiblemente 25
hasta 80% en peso, de un poliol incluyendo etanol, propileno
glicol, azúcares tal como dextrosa, sacarosa, fructosa y otros. La
proporción de alcohol necesario en dichas composiciones de
microemulsiones es al menos de 20% en peso con el fin de obtener un
sistema claro. El propileno glicol es el seleccionado como alcohol
preferido.
La Patente de EE.UU. 5.283.056 describe
composiciones de concentrados de microemulsiones de aceite en agua
transparentes, constituidas esencialmente de agua, uno o más aceites
de aroma o de fragancia hidrófobos y uno o más tensioactivos.
Dichas microemulsiones están especialmente destinadas para la
preparación de soluciones de colutorios y están esencialmente
libres de alcanoles inferiores. Sin embargo, estas composiciones
comprenden grandes cantidades de tensioactivo, particularmente
cuando se requiere alto contenido en aceite. Más aún, las
microemulsiones reivindicadas muestran pobre estabilidad de tiempo
de almacenamiento incluso a temperatura ambiente, lo cual no sería
conveniente para aplicaciones en bebidas.
Un documento aún más reciente, es decir, la
Patente de EE.UU. 6.902.756, propiedad del solicitante de la
presente memoria, describe la preparación de una microemulsión,
transparente, con alta carga de aceite, con una relación optimizada
entre el sistema tensioactivo y el alcohol. No obstante, existe aún
una necesidad de mejora de esto último y de proporcionar
microemulsiones basadas en sistemas tensioactivos que sean
ampliamente aceptados en todo el Mundo para consumo(s) de
alimentos y que puedan usarse en la tecnología de bebidas claras
como una fuente de aromas solubles en agua.
La presente invención se enfrenta precisamente a
esta necesidad. Los inventores de la presente memoria han sido
capaces de establecer una nueva y ventajosa formulación de
microemulsiones con alta cargo de aceite, perfectamente claras,
comestibles, que están enteramente compuestas de componentes de
calidad de grado alimentario, que comprenden una proporción muy
baja de tensioactivo/co-tensioactivo, y que se
muestran excelentes organolépticamente y desde el punto de vista de
la estabilidad termodinámica, tanto como emulsiones como en los
productos finales en las que fueron usadas como vehículos de
aromas, fundamentalmente en bebidas claras.
De acuerdo con ello, la presente invención se
refiere a una microemulsión de aceite en agua, termodinámicamente
estable, con alta carga de aceite, clara, que comprende un sistema
tensioactivo específico. Más particularmente, se refiere a una
microemulsión termodinámicamente estable, con alta carga de aceite
de aroma, clara, comestible, que comprende:
a) al menos 10% en peso de un aceite de
aroma;
b) entre 10 y 30% en peso de un sistema
tensioactivo;
c) una fase hidrofílica formada de agua y un
co-disolvente soluble en agua o de un
co-disolvente soluble en agua solamente;
d) opcionalmente una vitamina, un antioxidante u
otro aditivo de uso común en microemulsiones de alimentos;
caracterizada porque el sistema tensioactivo es
una combinación de un éster de azúcar de un ácido graso con lecitina
y tiene un equilibrio hidrofílico lipofílico, HLB, comprendido entre
6 y 18.
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Estas formulaciones pueden comprender una
cantidad muy pequeña de tensioactivo y alcohol, en comparación con
la concentración de aceite de aroma, y tienen excelente estabilidad
termodinámica y organoléptica a lo largo de grandes intervalos de
temperatura. Más aún, pueden incorporarse fácilmente dentro de
bebidas claras, sin afectar la transparencia de esta.
De acuerdo con las realizaciones
sorprendentemente ventajosas de la invención, el peso de aceite de
aroma es al menos 20%, y más preferiblemente superior al 25%, del
peso de la microemulsión.
Puesto que las microemulsiones de la invención
son particularmente estables y claras, y pueden ser fácilmente
cargadas en aceite, son vehículos de aroma apreciados, en particular
para bebidas claras. Por otra parte, dada su particular
estabilidad, pueden igualmente constituir un buen producto de
partida para ser extruidas para la preparación de aromas
encapsulados.
A partir de la descripción detallada que figura
en la presente memoria más adelante, resultarán obvios más objetos,
aspectos y ventajas de la invención.
De acuerdo con ello, se ha descubierto de manera
inesperada que, incluso con una baja relación de
co-disolvente con relación al tensioactivo en su
composición, una microemulsión puede comprender una alta cantidad de
aceite y ser también particularmente estable, notablemente a altas
temperaturas.
Tal como anteriormente se ha mencionado, un
objeto de la presente invención es proporcionar una microemulsión
termodinámicamente estable, con alta carga de aceite de aroma,
clara, comestible, que comprende:
a) al menos 10% en peso de un aceite de
aroma;
b) entre 10 y 30% en peso de un sistema
tensioactivo;
c) una fase hidrofílica formada de agua y un
co-disolvente soluble en agua o de un
co-disolvente soluble en agua solamente;
d) opcionalmente una vitamina, un antioxidante u
otro aditivo de uso común en microemulsiones de alimentos;
y en la que el sistema tensioactivo es una
combinación de un éster de azúcar de un ácido graso con lecitina y
tiene un equilibrio hidrofílico lipofílico, HLB, comprendido entre 6
y 18.
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En una realización preferida, una microemulsión
de acuerdo con la invención está constituida por los ingredientes
(a) a (d) en las cantidades indicadas anteriormente.
En una realización preferida, la cantidad de
aceite de aroma es al menos 20% en peso, con relación al peso de la
microemulsión, de manera tal que la cantidad de tensioactivo está
claramente por debajo de la del aceite de aroma. Tal como es bien
conocido en la técnica, una gran cantidad en un sistema tal como el
de una microemulsión puede ser responsable de muchos inconvenientes
tal como alteraciones, espumación y también alta viscosidad. En
consecuencia, la posibilidad de usar una baja cantidad de
tensioactivo, al tiempo que se mantiene una alta cantidad de
aceite, es muy ventajoso para las aplicaciones de microemulsiones
tales como la aromatización de bebidas claras.
Todas las microemulsiones de la invención pueden
usarse ventajosamente como vehículos de aromas en bebidas a las
cuales proporcionan bebidas esencialmente libres de espuma, claras,
sin formación de anillo de aceite o alteraciones jabonosas,, que
cumplen perfectamente con las exigencias de reglamentaciones para
fines de consumo de bebidas.
Fundamentalmente, las microemulsiones de acuerdo
con la presente invención están constituidas por aceites comestibles
dispersados en una matriz de agua y ciertos alcoholes mediante el
uso de tensioactivos del tipo de grado alimentario.
Los aceites comestibles dispersados en dicha
matriz de agua y alcohol pueden ser uno o una mezcla de aceites
solubles unos en otros. Los aceites constituyen la fase aceite de la
microemulsión, en tanto que el medio alcohol-agua
constituye la fase continua. Los ejemplos específicos de aceites que
pueden usarse solos o mezclados en las microemulsiones de la
presente invención incluyen extractos naturales tales como aceite de
limón, baya, lima, naranja, pomelo, tangerina, mandarina, kumquat,
bergamota o cualquier mezcla de los mismos.
En una realización particular, la fase aceite
comprende además un antioxidante soluble en aceite tal como, por
ejemplo, tocoferol, el cual proporciona una mejor estabilidad de la
microemulsión.
La fase agua continua es, preferiblemente, una
mezcla de agua con propileno glicol (PG), glicerol, o mezclas de
ambos. Puede contener ingredientes solubles en agua específicos
tales como agentes antioxidantes, antimicrobianos, o
conservantes.
Las microemulsiones particularmente preferidas
están constituidas por más de 20% p/p de aroma, mientras que los
sistemas tensioactivos son menos del 20% p/p. De manera
sorprendente, estas microemulsiones muestran excelente estabilidad
y claridad a temperaturas que varían entre 0ºC hasta 40ºC, tanto en
la formulación inicial como en aplicaciones. Merece mencionar que
las bebidas correspondientes se preparan fácilmente mediante el
simple mezclado de los ingredientes específicos.
El sistema tensioactivo de la microemulsión es
una mezcla de un éster de azúcar de un ácido graso con lecitina.
Preferiblemente, el éster de azúcar es un éster de sacarosa de un
ácido graso. Productos tales como los comercializados por la
Mitsubishi Corporation bajo el nombre comercial de Ryoto Sugar Ester
Solution LWA-1570 proporcionaron microemulsiones
sorprendentemente útiles de acuerdo con la invención, que
proporcionan realizaciones preferidas de esta. Otros ejemplos
incluyen Sugar Ester Type L-1695,
D-1570, y P-1670.
Las cantidades en las cuales el éster de azúcar
de un ácido graso está presente en la microemulsión varían dentro
de un amplio intervalo de valores. Las realizaciones preferidas
contienen cantidades de éster de azúcar no superiores al 25% en
peso, con relación al peso de la microemulsión.
La lecitina está presente, preferiblemente, en
una cantidad de entre 0,5 y 10%, y preferiblemente 0,5 a 5%, en
peso, con relación al peso total de la microemulsión. Puede usarse
cualquier tipo de lecitina de grado alimentario comercial, pero se
han observado resultados particularmente útiles en aplicaciones para
bebidas cuando se ha usado lecitina procedente de fuentes de soja.
En este contexto, pueden encontrarse ejemplos específicos de
productos de lecitina comerciales útiles en las realizaciones
específicas de la invención descritos más adelante.
La fase continua de las microemulsiones de la
invención está esencialmente formada de agua conjuntamente con un
co-disolvente soluble en agua o incluso
esencialmente formada justamente de este
co-dicolvente soluble en agua, el cual
preferiblemente es un polialcohol que tiene al menos dos grupos
hidroxilo. Dichos materiales preferidos son polialcoholes
seleccionados entre el grupo constituido por propileno glicol,
azúcares mono- y di-sacáridos y alcoholes de
azúcar, tal como sorbitol, xilitol, manitol y glicerol. Más
preferiblemente, se usará propileno glicol, glicerina (también
conocida como glicerol) y mezclas de ambos.
De acuerdo con una realización específica de la
invención, la relación en peso entre tensioactivo y
co-disolvente está entre 0,5 y 2,0 y más
preferiblemente será gran un exceso de disolvente con relación a la
cantidad de sistema tensioactivo. Esta realización es
particularmente ventajosa dado que proporciona la posibilidad de
tener productos de alto contenido en aceite de inesperada
estabilidad, al tiempo que se reduce la proporción de tensioactivo
hasta un mínimo.
El disolvente soluble en agua está presente en
la microemulsión de la invención en una cantidad preferida de 25% en
peso o más, con relación al peso total de la microemulsión.
Finalmente, la cantidad de agua en estas
microemulsiones puede ser ajustada fácilmente por la persona experta
en la técnica como una función de los otros componentes, y en
particular puede usarse agua en cantidades menores del 20% en peso,
con relación al peso total de la microemulsión, para completar la
fase continua de esta.
Una microemulsión de acuerdo con la invención se
prepara agregando a la fase continua hecha anteriormente (mezcla de
agua y alcohol polihídrico), el tensioactivo de éster de azúcar,
para proporcionar una dispersión de tensioactivo/fase agua clara.
La fase aceite se agrega a esta dispersión de tensioactivo y la
mezcla se agita suavemente, para formar una dispersión lechosa. En
la etapa final, se agrega la lecitina para convertirla en una
microemulsión clara.
Siguiendo el procedimiento anterior de
preparación, se han preparado microemulsiones claras transparentes,
estables, con un alto contenido en aceite usando una cantidad mínima
de tensioactivo y una cantidad optimizada de alcohol.
Por "clara" se entiende que la
microemulsión tiene preferiblemente una transmisión "L" de
Hunter de al menos aproximadamente 80, más preferiblemente al menos
85, lo más preferiblemente al menos aproximadamente 90, por
ejemplo, al menos aproximadamente 95. La transmisión L de Hunter se
evaluó midiendo el valor de color L frente a agua destilada con un
colorímetro Hunter ColorQUEST® fabricado por Hunter Associates
Laboratory, Reston, Va.
Las microemulsiones pueden comprender igualmente
antioxidantes, vitaminas, en particular vitamina E, benzoato sódico
y otros de dichos ingredientes.
Debido a una excelente estabilidad
termodinámica, claridad y no formación de anillos de aceite en los
productos formulados, las microemulsiones son fuentes de aroma
ventajosas para el mercado de bebidas, en particular formulaciones
de bebidas claras. Otro objeto de la invención es, en consecuencia,
el uso de una microemulsión tal como se ha descrito anteriormente
como vehículo de aceites de aroma para formulaciones de bebidas, y
posteriores bebidas claras formuladas sobre la base de dichas
microemulsiones.
En dichas bebidas, carbonatadas o no, la
emulsión de la invención estará típicamente presente en proporciones
comprendidas entre 0,01 y 0,15% del peso total de la composición o
producto a ser aromatizado. Las bebidas claras formuladas con la
ayuda de una microemulsión de la invención no presentan alteraciones
y la estabilidad de la formulación final es excelente.
Las bebidas claras aromatizadas con una
microemulsión de acuerdo con la invención pueden comprender, de
manera ventajosa, ingredientes antioxidantes.
De acuerdo con ello, la invención se refiere a
un procedimiento para impartir, mejorar, potenciar o modificar las
propiedades aromatizantes de una composición aromatizante o de un
producto aromatizado, el cual comprende la adición a dicha
composición o producto de una microemulsión tal como se ha definido
anteriormente.
Finalmente, de manera inesperada, se ha
establecido que las microemulsiones de la invención pueden usarse
de manera ventajosa como fuentes de suministro de aceite de aroma en
tecnologías de extrusión. Por tecnologías de extrusión se entiende
en la presente memoria procedimientos que típicamente dependen del
uso de materiales de matriz carbohidrato que son calentados hasta
un estado fundido y combinados con un ingrediente activo, antes de
la extrusión y enfriamiento de la masa extruida para formar un
cristal que protege a dicho ingrediente. Mucha de la técnica
anterior describe técnicas de extrusión. Las citas típicas incluyen
en particular las Patentes de EE.UU. 3.704.137, EE.UU. 4.707.367,
EE.UU. 4.610.890, WO 99/27798, EE.UU. 4.977.934, EP 202409.
La invención se ilustrará continuación mediante
los ejemplos siguientes, pero no está limitada a estos ejemplos.
Las temperaturas están dadas en grados
centígrados y las abreviaturas tienen el significado común en la
técnica.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
1-5
Las microemulsiones de aroma de acuerdo con la
invención se prepararon mezclando primeramente agua, propileno
glicol y un tensioactivo de éster de azúcar. A la
pre-microemulsión resultante se agregó, a
continuación, cualquier otro aditivo soluble en agua. Por separado,
se mezcló el aroma seleccionado con la cantidad apropiada de
lecitina, y otros aditivos solubles en aceite, hasta que se formó un
sistema claro/traslúcido bien dispersado. A continuación, a
temperatura ambiente y bajo agitación suave, se agregó la cantidad
especificada de pre-microemulsión a la mezcla de
aroma-lecitina. Después de unos pocos minutos de
mezclado, a veces incluso instantáneamente, se obtuvo una
microemulsión de aroma clara y estable. El orden de adición de los
ingredientes esenciales no fue crítico. Sin embargo, siguiendo el
orden de adición mencionado, fue posible acelerar el equilibrio
termodinámico entre las fases de mezclado, en otras palabras, la
velocidad de formación en el tiempo de la microemulsión.
\newpage
Siguiendo el procedimiento anteriormente
descrito, se preparó una pre-microemulsión típica
con los siguientes ingredientes, en las cantidades indicadas:
El significado de producto activo anterior
procede del hecho de que el Ryoto Sugar Ester
LWA-1570 comercialmente disponible es una solución
que contiene 40% de éster de azúcar, el cual es el producto activo;
el resto es una mezcla de agua y etanol (56% de agua y 4%de
etanol).
Esta microemulsión mostró una tensión
superficial de 29,90+/-0,06 mM/m y un tamaño de gotita de 29,1
nm.
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezclaron seis muestras de aroma diferentes,
tal como se indica más adelante, todas ellas conteniendo 0,01% en
peso de tocoferol, y todas ellas comercialmente disponibles de
Firmenich Citrus Center, Florida, USA, con lecitina y la fase
aceitosa así formada se mezcló con la
pre-microemulsión respectiva, para preparar seis
microemulsiones claras de acuerdo con la presente invención, tal
como se resume en la tabla presentada a continuación.
Los aromas respectivos usados en las
microemulsiones anteriores son los indicados en la tabla que figura
a continuación, conjuntamente con sus características de tensión
superficial.
Después de dos semanas, todas las
microemulsiones de aroma formuladas tal como se ha indicado
anteriormente, mostraron excelente claridad y estabilidad a
temperatura ambiente.
Con estas microemulsiones se crearon bebidas
claras.
Claims (9)
1. Una microemulsión de aceite en agua
termodinámicamente estable, con alta carga de aceite de aroma,
clara, comestible, que comprende:
a) al menos 10% en peso de un aceite de
aroma;
b) entre 10 y 30% en peso de un sistema
tensioactivo;
c) una fase hidrofílica formada de agua y un
co-disolvente soluble en agua o de un
co-disolvente soluble en agua solamente;
d) opcionalmente una vitamina, un antioxidante u
otro aditivo de uso común en microemulsiones de alimentos;
caracterizada porque el sistema
tensioactivo es una combinación de un éster de azúcar de un ácido
graso con lecitina y tiene un equilibrio hidrofílico lipofílico,
HLB, comprendido entre 6 y 18.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Una microemulsión de aceite en agua de
acuerdo con la reivindicación 1, en la que el peso de aceite de
aroma es al menos 20%, y más preferiblemente superior al 25%, del
peso de la microemulsión.
3. Una microemulsión de aceite en agua de
acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el
éster de azúcar está presente en una cantidad no superior al 25% en
peso, con relación al peso de la emulsión.
4. Una microemulsión de aceite en agua de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
la que la lecitina está presente en una cantidad de entre 0,5 y 10%,
y preferiblemente 0,5 a 5%, en peso, con relación al peso total de
la microemulsión.
5. Una microemulsión de aceite en agua de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
la que el co-disolvente es un polialcohol que tiene
al menos dos grupos hidroxilo.
6. Una microemulsión de aceite en agua de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
la que el contenido en co-disolvente soluble en agua
es 30% o más en peso, con relación al peso de la microemulsión.
7. Una microemulsión de aceite en agua de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en
la que la fase hidrofílica está formada de agua y propileno glicol o
glicerol, en una relación en % en peso relativa comprendida entre
1:2 y 2:1.
8. Una bebida clara que comprende una
microemulsión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones
precedentes.
9. Uso de una microemulsión de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para impartir, mejorar,
potenciar o modificar las propiedades organolépticas de una
composición aromatizante o un producto aromatizado, que comprende la
adición de la microemulsión a dicha composición o producto como un
vehículo de aroma.
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