ES2405906T5 - Procedimiento para producir almidón de digestión lenta - Google Patents

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Description

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DESCRIPCION
Procedimiento para producir almidon de digestion lenta Campo de la invencion
[0001] La invencion se refiere a un procedimiento para producir almidon de digestion lenta mediante el tratamiento de almidon con alto contenido de amilosa. La invencion, ademas, se refiere a un producto de almidon de digestion lenta y a su uso dietetico.
Antecedentes de la invencion
[0002] La glucosa es una importante fuente de energia para las celulas del cuerpo humano y esta presente en abundancia en ingredientes alimenticios. Despues de consumir almidon u otras fuentes de glucosa dieteticas disponibles y su posterior digestion, la glucosa se libera en el tracto gastrointestinal, donde se absorbe rapida y eficazmente desde el lumen intestinal. Esto aumenta normalmente las concentraciones de glucosa en la sangre. El cambio a glucosa despues de consumir un alimento se conoce como la respuesta posprandial de la glucosa (PPGR), la cual se puede medir mediante el area bajo la curva (AUC), la cual traza la concentration de glucosa en sangre con el tiempo. El cuerpo humano se esfuerza para mantener la homeostasis de los niveles de glucosa en el tejido y sangre con el tiempo, para permitir el funcionamiento apropiado de todas las celulas. Un instrumento importante para conseguir la homeostasis de la glucosa es la liberation de insulina por parte del pancreas cuando la concentracion de componentes alimenticios especificos, como la glucosa, empieza a aumentar. Bajo circunstancias normales, esto aumentara el transporte de glucosa hacia la celula y la formation de glicogeno mediante el uso de glucosa, y desencadenan otros cambios metabolicos, con los que provocar rapidamente la reduction a niveles normales de los niveles de glucosa en sangre.
[0003] De una persona que no reacciona debidamente a la insulina liberada se dice que es resistente a la insulina. Grandes grupos de personas padecen de resistencia a la insulina como muchas personas obesas, personas que sufren el denominado sindrome metabolico (o sindrome X), diabeticos y muchos pacientes en hospitales o clinicas que han desarrollado una resistencia a la insulina temporal o duradera a causa de su enfermedad. Parte de los diabeticos tambien experimentan una incapacidad para aumentar las concentraciones de insulina en sangre despues de consumir alimentos (es decir, de forma posprandial). Las personas que padecen de resistencia a la insulina muestran una respuesta posprandial de la glucosa anormalmente alta, incluso despues de consumir cantidades moderadas de ingredientes alimenticios que contienen glucosa. Cuando se producen altas concentraciones de glucosa posprandial con relativa frecuencia y durante periodos mas largo de tiempo, esto puede causar diferentes problemas graves de salud. Los efectos secundarios conocidos, como se pueden encontrar en diabeticos, son problemas en el sistema cardiovascular, tales como hipertension, aterosclerosis, suministro deficiente de sangre a los tejidos perifericos, derrames cerebrales, ataques al corazon, etc., al igual que problemas en el rinon, en particular un indice de filtration glomerular anormal y un amplio rango de neuropatias y retinopatias, como cataratas. Tambien se descubrio que la mortalidad de enfermedades severas en los pacientes de hospital va unida con la gravedad de la resistencia a la insulina.
[0004] La reduccion de la respuesta posprandial de la glucosa (PPGR) ha sido el sujeto de numerosos esfuerzos de investigation. Algunos tipos de carbohidratos han sido propuestos para inducir una PPGR baja. Tambien se ha propuesto la inclusion de fibra dietetica en un producto nutricional parental para este proposito, por ejemplo fibras viscosas, como gomas o pectina. La desventaja del uso de tales fibras es el aumento en la viscosidad, que conduce al hinchamiento, flatulencia, perdida de apetito y posiblemente estrenimiento, cuando se usa en productos liquidos en cantidades que son eficaces.
[0005] El documento US 6,890,571 muestra el uso del almidon de digestion lenta como carbohidrato que proporciona glucosa durante un periodo de tiempo prolongado, por ejemplo para el tratamiento de la hiperglicemia, resistencia a la insulina, hiperinsulinemia, dislipidemia, disfibrinolisis y obesidad. El almidon de acuerdo con el documento US 6,890,571 esta enzimaticamente desramificado por, al menos, el 90% y comprende alfa-glucanos lineales, preferiblemente una amilosa altamente cristalina con 5-65 unidades de anhidroglucosa enlazadas mediante enlaces alfa-1,4-D-glucosido y un DE > 6,0. No se observa ningun cambio en las propiedades materiales durante las condiciones tipicas de procesamiento de los alimentos, cuando se incluye en una cantidad de 1-50% en peso en un rango amplio de productos alimenticios. Durante la prueba, se digiere entre el 22 y 50% en peso en los primeros veinte minutos, y se digiere el 48 - 74% en peso durante dos horas, despues del inicio de la prueba. La tabla 2 del documento US 6,890,571 demuestra el perfil de digestibilidad obtenido despues de calentar a 85 °C durante 20 minutos y enfriar y cristalizar a temperatura ambiente: aproximadamente se digiere el 31-40% en peso durante los primeros 20 minutos (de digestion rapida) y el 2936% en peso entre 20 y 120 minutos (de digestion lenta) despues del inicio de la prueba. El documento no dice nada sobre el comportamiento del ingrediente, cuando se somete a calentamientos a temperaturas mas altas y, en particular, a tratamientos termicos ultra elevados, como se puede usar de modo beneficioso durante la production de nutrition clinica enterica. Tampoco menciona el efecto de calentamiento en una matriz que comprende proteinas y/o lipidos y/u otras fracciones de carbohidratos. Estos componentes se conocen por ser capaces de interactuar con la cristalizacion de amilosa y, por lo tanto, la digestibilidad.
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[0006] El documento EP-A 0688872 describe un metodo para producir almidon resistente mediante la desramificacion enzimatica de maltodextrinas y la retrogradacion. El producto esta disponible comercialmente como Actistar RM (maltodextrina resistente).
[0007] El documento EP-A 0846704 (US 6,043,229) divulga un almidon retrogradado con mas del 55% en peso de almidon resistente, derivado de la maltodextrina de la patata o preferiblemente de la tapioca mediante disolucion, acidificacion, desramificacion por tratamiento de isoamilasa seguido de secado por atomizacion. Este almidon resistente tiene mas del 50% de cadenas lineales de alfa-glucanos con un DP entre 10-35 y una temperatura maxima de fusion de calorimetna diferencial de barrido inferior a 115 °C. Es adecuado para el uso como componente prebiotico, en particular como fibra productora de butirato.
[0008] El documento W005/000904 divulga composiciones de almidon resistente obtenidas calentando en aceite almidon resistente derivado de la maltodextrina a aproximadamente 150 °C seguido de un enfriamiento rapido hasta aproximadamente 70 °C y un envasado aseptico. Para producir un alimento completo se esterilizan por separado otros componentes, especialmente con base de agua, tales como proteinas y carbohidratos y, a continuation, se anaden al almidon en aceite tratado con calor, ya que de otra forma se perderia aproximadamente la mitad del contenido de almidon resistente.
[0009] El documento US 2006/0025381 describe un almidon quimicamente modificado para controlar la provision de liberation de glucosa durante periodos largos de tiempo. El almidon modificado resultante provee menos del 25% en peso de glucosa en 20 minutos y entre el 30 y 70% en peso en 120 minutos. La modification se puede conseguir por hidroxialquilacion, acetilacion, succinilacion de octenil, fosforilacion y similares.
[0010] El documento WO 2004/069877 divulga un proceso de production de un producto de almidon gelificante mediante calentamiento de almidon con un bajo contenido de amilosa (inferior al 50% en peso, en particular 20-30% en peso) a, al menos, 170 °C, en particular alrededor de 200 °C bajo condiciones de acidez ligeras, seguido de un enfriamiento rapido. Este documento no habla sobre la estabilidad del contenido de almidon de digestion lenta.
[0011] Los inventores han descubierto que un almidon resistente comercial con un contenido util de almidon de digestion lenta, cuando se almacena durante algunas semanas, libera su contenido de almidon de digestion lenta y se convierte en un producto arenoso poco agradable. La desventaja es especialmente seria en productos liquidos, en los que el almidon forma un sedimento no deseado despues de algun tiempo.
[0012] Por lo tanto, es un objeto de la invention proveer un proceso para proveer un almidon de digestion lenta sin modificacion quimica que es estable bajo condiciones de almacenamiento convencional.
[0013] Otro objeto de la invencion es proveer un proceso para producir un producto nutricional, que es eficaz proporcionando rapidamente glucosa al consumidor y manteniendo un suministro clinicamente significativo de glucosa durante un tiempo prolongado sin dar como resultado concentraciones altas no deseadas de glucosa en la sangre, incluso en personas que se han convertido en resistentes a la insulina.
[0014] Otro objeto de la invencion es proveer un producto nutricional para personas que padecen de resistencia a la insulina, para prevenir el desarrollo de trastornos que resultan de niveles altos de glucosa en sangre prolongados y frecuentes, tales como esas enfermedades que resultan de productos finales de glicacion avanzada (AGE), neuropatias, problemas de retina, y problemas de rinon.
Descripcion de la invencion
[0015] Se ha descubierto segun la invencion que el problema de la inestabilidad y la desagradable sensation en la boca de los almidones de digestion lenta podria ser eliminado sorprendentemente al calentar un producto de almidon resistente, en presencia o ausencia de otros componentes alimenticios, hasta al menos 120 °C durante al menos 3 minutos, seguido del enfriamiento rapido a una temperatura inferior a 20 °C. El producto resultante permanece inalterado y disperso cuando se encuentra en forma liquida durante largos periodos de tiempo durante, al menos, 1 mes cuando se almacena a temperaturas inferiores a 10 °C.
[0016] El producto obtenido por el proceso de la invencion es un almidon de amilosa alta con un contenido sustancial de almidon de digestion lenta (glucosa de liberacion lenta), y una distribucion estrecha de particulas relativamente finas. Tambien tiene proporciones relativamente bajas de almidon de facil digestion y almidon no digerible, minimizando simultaneamente los problemas fecales, provocados por grandes volumenes de almidon resistente, y picos de glucosa en sangre, provocados por los altos niveles de almidon facilmente digerible.
[0017] Los pasos esenciales en el proceso para producir almidon de digestion lenta (SDS) con un tamano de particula util son los pasos de calentamiento y de enfriamiento. El calentamiento deberia ser en condiciones que son equivalentes a, al menos, 120 °C durante 3 minutos, hasta por ejemplo 30 minutos. La temperatura de calentamiento deberia ser suficiente para fusionar la mayor parte de la amilosa, pero no tan alta como para degradar la amilosa. Esto implicara
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tipicamente una temperatura minima de aproximadamente 110 °C (para fines de fusion) y una temperatura maxima de aproximadamente 160 °C (para evitar la degradation). Es obvio que la temperatura maxima puede ser determinada facilmente en la practica por el experto en la materia. Ejemplos de tales condiciones equivalentes son 110 °C durante 675 minutos, 130 °C durante 1-10 minutos, 140 °C durante 15 seg. - 5 minutos, etc. Los periodos de tiempo preferido son 4-30 minutos a 121 °C, 3-20 minutos a 124 °C, 2-15 minutos a 130 °C. Aunque se pueden usar temperaturas inferiores para producir un producto con la distribution de particulas deseada, con proporcionar el tiempo de reaction es suficiente como se ha indicado anteriormente, se prefiere usar temperaturas de, al menos, 120 °C para obtener altas proporciones de almidon de digestion lenta, se prefiere aun mas, al menos, 123 °C y es mas preferido aun, al menos, 127 °C.
[0018] La velocidad de enfriamiento es, al menos, 5 °C por minuto, preferiblemente al menos 10 °C por minuto sobre, al menos, un rango de temperatura de 20 °C, preferiblemente sobre el rango de temperatura completo. En particular, la velocidad de enfriamiento puede ser alta alrededor de la temperatura de fusion de la amilosa, es decir entre 100 y 60 °C. Alternativamente o adicionalmente, en una forma de realization preferida, el enfriamiento es rapido (mas de 10 °C por min.) sobre el rango por debajo de 40 °C, en particular entre 30 y 40 °C. De este modo, el rango de temperatura entre 40 y 30 °C deberia pasar preferiblemente en 2 minutos, especialmente en 1 minuto, de forma mas preferida aun en 30 seg. El enfriamiento deberia ser continuo hasta, al menos, por debajo de 20 °C, preferiblemente hasta por debajo de 10 °C, especialmente hasta por debajo de 5 °C. Un enfriamiento rapido se puede realizar a escala industrial usando un equipamiento convencional, tal como intercambiadores termicos de alta capacidad.
[0019] Se prefiere que, despues del tratamiento, el producto no se mantenga a temperatura ambiente durante periodos prolongados de tiempo; especialmente, el tiempo durante el cual el producto se mantiene entre 10 y 30 °C deberia ser preferiblemente menor a 7 dias, o mas bien menor a 72 horas, mas preferiblemente menor a 24 horas. El producto, cuando se almacena a una temperatura de 5 °C, es estable durante al menos 1 mes, lo cual significa que el contenido de SDS no disminuye mas de un 10%, en particular no mas de un 5%, y no mas de un 10% del almidon se acumula de un producto liquido.
[0020] El almidon tratado con calor se puede almacenar como tal o se puede usar directamente. Alternativamente, esto se puede secar por atomization o liofilizacion rapidamente tras el enfriamiento, preferiblemente a temperaturas inferiores a 15 °C, y almacenado como un polvo que se puede reconstituir mediante el uso.
[0021] Preferiblemente, el tratamiento termico se realiza en una suspension que contiene almidon y opcionalmente otros componentes alimenticios, donde el almidon disperso este presente en una concentration de, al menos, el 2% en peso (m/m), mas preferiblemente, al menos, el 4% en peso, mas preferible aun al menos el 6% en peso hasta por ejemplo el 20% en peso. En particular, el medio de suspension es acuoso, significando que, al menos, el 40% en peso, preferiblemente al menos el 60% en peso de la suspension es agua.
[0022] El producto de almidon de digestion lenta segun la invention tiene un contenido de amilosa de, al menos, el 60% en peso. Preferiblemente el contenido de amilosa esta por encima del 65% en peso y por debajo del 90% en peso, el resto del almidon siendo preferiblemente del tipo de la amilopectina (es decir, ramificado). Puede tener un grado medio de polimerizacion de entre 15 y 100 unidades de anhidroglucosa, preferiblemente entre 20 y 70 unidades de anhidroglucosa. Esto equivale a un peso molecular medio de entre 2.400 y 16.200, preferiblemente entre 3.200 y 113.000.
[0023] El producto de almidon tiene un diametro de particula mediana (de volumen) entre 0,1 y 20 pm. En particular, el producto de almidon tiene un tamano de particula mediano entre 1 y 15 pm, mas particularmente entre 3 y 12, especialmente entre 5 y 10 pm. Ademas del diametro de particula mediana de volumen D(v, 0.5), que define el diametro en el que el 50% de vol (y con la misma densidad, tambien pesa el 50% en peso) de las particulas tiene un diametro inferior, el tamano de particula puede definirse tambien como el diametro medio de momento de volumen D[4,3], que es el diametro con el volumen de maximo de particulas. El valor D[4,3] para el producto de almidon de la invencion es preferiblemente entre 0,5 y 25 pm, mas preferiblemente entre 4 y 20 pm, mas preferible aun entre 8 y 18 pm. Al menos el 90% en peso, preferiblemente al menos el 95% en peso de las particulas tiene un tamano de particula inferior a 50 pm. Preferiblemente al menos el 80% en peso, mas preferiblemente al menos el 90% en peso, de las particulas tienen un tamano de particula inferior a 20 pm.
[0024] Los productos de la invencion se pueden distinguir por su distribucion del tamano de las particulas a traves del calentamiento. El producto de la invencion muestra una distribucion del tamano de las particulas diferente cuando se calienta y a continuation se enfria lentamente, en comparacion con el mismo calentamiento y un posterior enfriamiento rapido. La diferencia es, al menos, un valor [D4,3] un 10% inferior y/o un valor D(v, 0,5) al menos un 15% inferior para el producto de la invencion en comparacion con el mismo producto que no contiene el almidon tratado con calor segun la invencion.
[0025] Los terminos "almidon de digestion rapida" (RDS), "almidon de digestion lenta" (SDS) y "almidon no digerible" (NDS) como se utilizan en este caso corresponden a la clasificacion mostrada por Englyst, H.N. et al. Eur. J. Clinical Nutrition (1992) 46, S33 - S50. El metodo de clasificacion implica la incubation con amilasa pancreatica y amiloglucosidasa a 37 °C. RDS es el almidon hidrolizado durante los primeros 20 minutos, y SDS es el almidon hidrolizado en los siguientes 100 minutos, es decir entre 20 y 120 minutos despues del inicio de la incubacion. NDS es
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ese fragmento del almidon que escapa a la digestion durante los primeros 120 minutos despues del inicio de la prueba de digestion, NDS igualando la parte de RS de un ingrediente de almidon resistente en toda la aplicacion. El contenido de las paginas pertinentes S35, S38 y S39 que describe el metodo de clasificacion se incorporan aqui como referencia. La cantidad total de almidon, incluyendo almidon resistente, esta determinada segun el metodo como proporcionado por McCleary, J Assoc. Off. Anal. Chem. Int, 85,1103-1111.
[0026] El producto de almidon de la invention se caracteriza por una proportion relativamente alta de almidon de digestion lenta (SDS) de, al menos, el 15% en peso, y proporciones relativamente bajas de ambos, el almidon de digestion rapida (RDS) inferior al 60% en peso y el almidon (resistente) no digerible (NDS) inferior al 50% en peso. El contenido SDS es preferiblemente, al menos, el 20% en peso, mas preferiblemente, al menos, el 25% en peso, mas preferiblemente al menos el 30% en peso. El Kmite superior practico de SDS es 75% en peso, en particular 60% en peso, especialmente 45% en peso. El contenido RDS esta preferiblemente debajo de 50% en peso, mas preferiblemente por debajo de 48% en peso, siendo el limite inferior por ejemplo 15% en peso, en particular 25% en peso. El contenido NDS (RS) del producto de la invencion esta preferiblemente por debajo de 40% en peso, mas preferiblemente debajo de 30% en peso, especialmente debajo de 27% en peso, o incluso no mas de 25% en peso. El limite inferior practico es 10% en peso, en particular 15% en peso NDS. Estos porcentajes se encuentran en el producto de almidon total, es decir NDS + SdS + RDS.
[0027] La materia prima para el producto de almidon de digestion lenta de la invencion puede ser cualquier producto de almidon (resistente) con una proporcion sustancial de NDS. Preferiblemente, la materia prima es un almidon resistente del tipo RS3, es decir almidon cristalino o retrogradado no granuloso. Por ejemplo, la materia prima puede ser un almidon parcialmente hidrolizado, opcionalmente desramificado y retrogradado como esta disponible comercialmente, por ejemplo con el nombre comercial Actistar® de Cerestar. El almidon puede derivarse de cualquier fuente, tal como trigo, tapioca, patata, maiz, arroz, etc.
[0028] El producto de almidon de digestion lenta de la invencion se puede combinar con otros carbohidratos, digeribles o no digeribles, o, preferiblemente, ambos. En particular, una composition de carbohidratos de la invencion contiene entre 10 y 80% en peso (en una base de carbohidrato total), preferiblemente 15-50% en peso del producto de almidon lentamente digerible descrito anteriormente, junto con 0-80% en peso, en particular 10-70% en peso, especialmente 3060% en peso de otros carbohidratos digeribles (no incluyendo RDS y partes de SDS del producto de almidon de digestion lenta de la invencion) y 0-30% en peso, en particular 5-20% en peso, de fibra sin almidon.
[0029] Ejemplos de otros carbohidratos digeribles incluyen glucosa, maltosa y maltodextrinas, fructosa, lactosa y sacarosa. Ademas, la composicion de carbohidratos puede contener mono- y disacaridos diferentes a la glucosa, fructosa, maltosa, lactosa y sacarosa, tal como galactosa, ribosa, manosa, tagatosa, isomaltosa, palatinosa, y trehalosa, y oligomeros de glucosa sin amilosa (= no enlazado en a-1,4) tal como panosa, isomalto-oligosacaridos y similares, que se digieren lentamente.
[0030] Fibras sin almidon que se pueden incorporar incluyen polisacaridos solubles, tales como galactanos (p. ej., goma arabiga, pectinas), galactomananos (p. ej., guar, tara, algarrobo), arabinogalactanos, xiloglucanos (p. ej., goma tamarinda), glucomananos (p. ej., konjac), (arabino)xilanos (psyllium), fructanos (levano; inulina), p-glucanos, etc. y sus productos de hidrolisis moderada, polisacaridos no solubles, tales como celulosa, y oligosacaridos, tales como fructooligosacaridos, galactooligosacaridos, arabinooligosacaridos, mannooligosacaridos y xilooligosacaridos, oligosacaridos de soja, etc.
[0031] Como ejemplo, la composicion de carbohidrato puede contener, ademas del NDS, SDS y RDS del componente de almidon de digestion lenta
a) de la invencion (15-50% en peso):
b) 10-60% en peso, preferiblemente 20-40% en peso de equivalentes de glucosa de digestion rapida seleccionados de glucosa, maltosa y maltodextrinas;
c) 0-25% en peso, preferiblemente 2-20% en peso de fructosa, lactosa y/o sacarosa;
d) 0-50% en peso, preferiblemente 10-35% en peso de mono- y disacaridos diferentes a la glucosa, fructosa, maltosa, lactosa y sacarosa; en particular 5-25% en peso de otros monosacaridos de los cuales glucosa y fructosa, especialmente galactosa, manosa y/o ribosa, y 5-30% en peso de otros disacaridos con glucosa de los cuales maltosa, lactosa y sacarosa, especialmente palatinosa, leucrosa, trehalosa, trehalulosa y/o turanosa;
e) 0-30% en peso, preferiblemente 0-20% en peso de oligomeros de glucosa sin amilosa;
f) 0-30% en peso, preferiblemente 5-20% en peso de fibras sin almidon, preferiblemente, al menos, la mitad de las cuales, o alternativamente 3-10% en peso de carbohidratos totales, son oligosacaridos solubles sin almidon, tales como galactooligosacaridos, mannooligosacaridos, xilooligosacaridos y fructooligosacaridos.
[0032] Los porcentajes anteriores son calculados basandose en la fraction de carbohidratos totales. En la presente description, los terminos "oligosacarido" y "oligomero" indican polimeros que poseen de 3 a 20 unidades de monosa. El termino "oligomeros de glucosa sin amilosa" se utiliza para observar oligomeros de glucosa con una mayoria de enlaces diferente de los enlaces a-1,4. La presencia de uno o mas, pero menos de la mitad del total, de unidades sin glucosa todavia permite que nos refiramos a los oligomeros como oligomeros de glucosa. Estos se consideran de digestion lenta.
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[0033] En una forma de realizacion particularmente preferida, la invention pertenece a un producto alimenticio Kquido que contiene proteinas, Kpidos, carbohidratos digeribles y/o fibra dietetica, comprendiendo el producto de almidon o la composition de carbohidratos anteriormente descrita. El producto alimenticio esta preferiblemente esterilizado, donde la esterilizacion se puede realizar de forma separada para componentes alimenticios diferentes, o para varias combinaciones de componentes alimenticios, incluyendo el producto de almidon de digestion lenta, donde la esterilizacion y el tratamiento termico del material de almidon resistente son uno y el mismo paso del proceso.
[0034] El producto alimenticio segun la invencion tiene preferiblemente un contenido de proteina de 5-35% en. (% en energia, es decir el porcentaje en energia total proporcionado por carbohidratos, proteinas y lipidos), mas preferiblemente de 10-30% en., mas preferible aun 12-24% en., un contenido lipidico de 8-50% en., mas preferiblemente 10-40% en., de la forma mas preferible 15-35% en., y un contenido de carbohidrato digerible, incluyendo almidon de digestion lenta, de 25-80% en., preferiblemente 35-70% en. y mas preferible aun 45-60% en. El contenido de fibra dietetica, incluyendo almidon no digerible, puede ser entre 5 y 60, preferiblemente entre 10 y 40 g por 1000 kcal. La cantidad de fibra sin almidon puede estar entre 2 y 40, preferiblemente entre 5 y 25 por 1000 kcal.
[0035] Los productos de la invencion se pueden usar para el tratamiento de la diabetes, obesidad, resistencia a la insulina, o para controlar la respuesta de glucosa posprandial de control, como se describe a continuacion.
[0036] La composicion del carbohidrato puede utilizarse como tal, por ejemplo como un suplemento, o ser parte de un producto alimenticio parcial o completo, ademas de contener proteinas y/o Kpidos y/o fibras, minerales, vitaminas, etc. La composicion puede ser un polvo seco o una composicion solida o semisolida. Preferiblemente, el producto alimenticio es un Kquido, adecuado para una alimentation por tubo o a sorbos. Tiene una osmolalidad preferiblemente de 300-700, mas preferiblemente de 330-600, mas preferible aun de 340-500 mOsm/1, y con una densidad de energia entre 0,6 y 2,0, mas preferiblemente entre 0,75 y 1,5 kcal/ml. En un liquido, el producto comprende preferiblemente la fraction de carbohidrato disponible de la invencion en una cantidad de 60-200, preferiblemente 80-160, mas preferiblemente 100-140 g/l.
[0037] La viscosidad del producto alimenticio es baja para proveer caracteristicas de fluidez aceptables para beber a sorbos y para la alimentacion por sonda. Medida a 20 °C a una velocidad de cizallamiento de 100/sec, la viscosidad esta entre 1-60, preferiblemente entre 1,4-40, mas preferiblemente 1,8-30 Mpa.s (para referencia: el valor para agua es uno).
[0038] Los productos nutricionales de la invencion pueden comprender ademas un agente liberador de insulina, preferiblemente sulfonilurea, y/o un medicamento contra la diabetes, preferiblemente biguanidina y/o tiazolidinadiona. Si la sulfonilurea esta presente, la composicion de la invencion contiene preferiblemente una cantidad de 0,1-4 g por kg de sustancia seca de esta.
[0039] La fraccion de proteina de las composiciones nutricionales de la invencion puede estar basada en una fuente de proteina vegetal, a la cual se puede anadir, al menos, un aminoacido libre, un peptido o una proteina de fuente animal. La fraccion de proteina origina preferiblemente durante 10 - 99% en peso, preferiblemente 20 - 80% en peso de especies de planta de las especies de fabales o leguminosae. Se prefiere que las proteinas se originen de uno o mas elementos del grupo de la semilla de soja (Glycine max), guisante (especies de Pisum), judia (especies de Phaseolus), alholva (especies de Trigonella), altramuz (especies de Lupinus), lenteja (especies de Lens), cacahuete (especies de Arachis), tamarindo (Tamarindus), trifolio (Trifolium) y alfalfa (Medicago). Tales composiciones de proteina, ademas, sostienen la mejora de respuesta de glucosa posprandial y respuesta de insulina posprandial. Alternativamente, o ademas, el 5-75% en peso, en particular el 10-50% en peso de la proteina puede ser micoproteina, preferiblemente la forma originaria Fusarium, especialmente F. venenatum. El resto de la proteina, es decir el 1-90% en peso, preferiblemente el 20-80% en peso, puede ser de origen animal.
[0040] Los aminoacidos o peptidos se seleccionan por ser ricos en aquellos aminoacidos que aumentan el valor nutricional de la fraccion de proteina como conjunto en cuanto a la demanda de aminoacidos esenciales. En particular, estos aminoacidos son lisina, leucina y fenilalanina. Las composiciones pueden comprender 1,8-5 g de metionina por 100 g de aminoacidos, y/o 4,5-9 g de treonina, y/o 8,6-17 g de leucina, y/o 5,5-9,5 g de prolina. La fuente de proteina de origen animal se selecciona en particular de las proteinas de la leche y proteinas licuadas de musculo de animal o proteinas hidrolizadas como de pescado. Se prefieren particularmente las proteinas de la leche, especialmente proteinas de lactosuero y, mas en particular, aquellas proteinas de lactosuero que comprenden menos del 40% en peso y preferiblemente menos del 30% en peso de kappa caseina en peso o glicomacropeptido, calculado con base de proteina. Preferiblemente al menos el 30% en peso, mas preferiblemente al menos el 40% en peso de la proteina animal es a-lactoalbumina y/o huevo o proteina de la clara del huevo.
[0041] La cantidad de proteina en los productos es preferiblemente 0,5-15 g, mas preferiblemente 1-10 y mas preferible aun 2-7 g por 100 ml de producto. Calculado como la cantidad de energia que esta provista por proteinas, lipidos y carbohidratos digeribles, usando los factores de Atwater (4, 9, 4 respectivamente) para cada uno de estos, la cantidad de energia por proteina es 10-30% en., preferiblemente 14-28% en., mas preferible aun 17-26% en., y para carbohidratos digeribles 35-70% en., preferiblemente 40-60% en. y mas preferible aun 42-55% en. La composicion
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comprende 5-80 g/l, preferiblemente 20-50 g/l de una fraccion de proteina.
[0042] Las composiciones nutricionales de la invention comprenden, ademas, una grasa o fraccion lipidica. Dicha fraccion lipidica comprende acido oleico y acidos grasos esenciales como acido linoleico y acido alfa-linolenico, pero podria tambien comprender acidos linolenicos conjugados y acidos grasos omega-3 de cadena larga como el acido timnodonico (EPA) y el acido cervonico (DHA). Los acidos grasos preferiblemente comprenden menos del 10% en peso de acidos grasos saturados, y menos del 1% en peso de acidos grasos trans. La cantidad de lipido es 10-60 g/l, preferiblemente 15-50 g/l, mas preferiblemente 31-46 g/l. Cuando se expresa la cantidad de Kpido en el producto como % en. usando los factores de Atwater, la cantidad de lipido es 25-45% en., preferiblemente 28-40% en. y mas preferible aun 30-38% en. Los lipidos incluyen trigliceridos, digliceridos, monogliceridos, (liso)fosfolipidos, esfingolipidos y ceramidas. Otros componentes que son solubles en el eter de petroleo o hexano, como colesterol y otros esteroles, no se incluyen en calculos sobre la fraccion lipidica.
[0043] Ademas, el producto alimenticio puede comprender microingredientes como vitaminas, oligoelementos y minerales que se conocen en la tecnica y equivalentes de carnitina, inositol, taurina y otros constituyentes alimenticios tales como aromas, colorantes o ayudas a la fabricacion. La cantidad de calcio y fosforo tambien se selecciona para estar en el rango de 10-70 mg/100 ml, preferiblemente 20-60 mg/100 ml. La proportion de calcio para fosforo esta en el rango 0,8-2, preferiblemente 1,1-1,9, mas preferiblemente 1,3-1,8.
[0044] Las composiciones nutricionales segun la invencion son utiles para mantener una respuesta de glucosa prolongada y baja en sangre y tejido despues del consumo, y especialmente util en casos de diabeticos y/o resistencia a la insulina. Las personas que padecen de ello o son extremadamente susceptibles a la resistencia a la insulina son, por ejemplo, pacientes enfermos graves o criticos, en particular pacientes en cuidados paliativos como aquellos que padecen de cancer severo o infection VIH. Otros grupos de pacientes que sufren de dificultades para controlar sus PPGR comprenden aquellas personas que fueron sometidas a cirugias mayores o expuestas a otros traumas, personas desnutridas en particular aquellas que sufren desnutricion de energia de proteinas, personas que padecen obesidad, el sindrome metabolico, sindrome X, hiperglicemia, hiperinsulinemia, dislipidemia, hipertrigliceridemia y disfibrinolisis, pero tambien una gran cantidad de personas mayores de la sociedad occidental. Ademas, el producto puede ser util para personas que tienen un riesgo mayor en cuanto a una historia hereditaria de desarrollo de resistencia a la insulina, la PPGR en la sangre del mamifero durante un periodo que empieza de 20 minutos a 4 horas despues de la administration. Es incluso mas preferido mantener la concentration de glucosa estable hasta 3 horas, mas preferiblemente hasta 2 horas despues de la administracion. Un nivel de glucosa sustancialmente plano o PPGR significa que el nivel de glucosa en sangre no varia mas de aproximadamente 1,6 mM y preferiblemente menos de 1,3, mas preferiblemente menos que 1,0 mM durante 20 minutos durante el periodo mencionado arriba despues del consumo.
[0045] En caso de diabeticos, los niveles sanguineos de glucosa estan tipicamente mantenidos entre 4 mM y 15 mM.
No obstante, en el caso de concentraciones de glucosa posprandial de valor maximo de diabeticos severos por encima de 15 mM todavia se pueden observar. Bajo estas circunstancias la composition nutricional que comprende la fraccion de carbohidrato de la invencion deberia ser consumida en mas de una sesion de comida y/o en combination con la administracion de una cantidad apropiada de insulina antes de consumo del producto alimenticio. En caso de no diabeticos es posible controlar el nivel de glucosa en sangre incluso por debajo de 11 mM.
[0046] Preferiblemente los niveles de glucosa en el plasma se pueden controlar entre 5 y 8 mM en el periodo anteriormente mencionado, sin la necesidad de consumir grandes cantidades de fibra con este, ya que puede causar incomodidad gastrointestinal, y sin sustituir fuentes de glucosa por otros carbohidratos, los cuales exigen una capacidad metabolica irrealmente alta en la persona, o por cantidades altas de Kpidos, que pueden perturbar la obesidad o diabeticos como muchos habitantes de Indostan y diferentes familias caucasicas, para personas que planean un modelo de alimentation irregular, como deportistas durante un ejercicio permanente o personas que desean mantener la atencion durante periodos mas largos de tiempo, como estudiantes durante sus horas de estudio o examenes o durante reuniones.
[0047] Asi, el producto de almidon, la composicion de carbohidratos y las composiciones nutricionales de la invencion se pueden usar para la prevention y/o tratamiento de diabeticos, resistencia a la insulina, obesidad, control de la respuesta posprandial de la glucosa, sindrome metabolico, sindrome X, hiperglicemia, hiperinsulinemia, dislipidemia, hipertrigliceridemia, disfibrinolisis y/o trastornos asociados a cirugia mayor o traumatismo en un mamifero, para mantener un nivel de glucosa sustancialmente estable o perfiles de colesterol o Kpidos en sangre fisiologicamente aceptables.
[0048] El producto tambien puede usarse para evitar, en personas que han demostrado ser susceptibles a ello, o tratar periodos de hipoglicemia, entendiendose hipoglicemia para aplicar cuando el nivel de glucosa en sangre esta por debajo de 4 mmol/l. Esto se desea particularmente para diabeticos, por ejemplo despues de la administracion de insulina, o durante un largo tiempo en ayunas, como durante toda la noche.
[0049] Ademas, los productos son eficaces en la disminucion del riesgo para obtener y disminuir el agravamiento de diferentes enfermedades que se asocian a niveles de glucosa en sangre frecuentemente elevados, que incluyen
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retinopatias, enfermedades de rinon y neuropatias. Tambien se pueden prevenir enfermedades asociadas a la incidencia de productos de glicacion avanzada (AGE). Se puede determinar la eficacia del producto mediante medicion de los niveles de moleculas de hemoglobina glicada (HblAc) en sangre.
Ejemplos
Metodos
[0050] Los contenidos de almidon resistente (RS), almidon de digestion lenta (SDS) y almidon de digestion rapida (RDS) y la distribution del tamano de las particulas fueron determinados como se describe abajo.
Determinacion de RDS y SDS
[0051] Las cantidades de almidon de digestion rapida y almidon de digestion lenta en cada muestra fueron determinadas por un metodo desarrollado por Englyst et al. (Am. J. Clin. Nutr., 1999, 448-454). Este metodo se modifica en dos puntos: la cuantificacion de glucosa se hizo usando un ensayo espectrofotometrico en lugar de un ensayo de HPLC. La reaction fue detenida usando 1 M HCl en lugar de etanol y las muestras se clarificaron usando reactivos de Carrez.
Procedimiento descrito brevemente:
[0052] Se incuban 25 ml de muestra alimenticia, diluida o disuelta en 10 mg de CHO/ml, en un bano de agua con agitation con una solution de pepsina/guar/HCl durante 30 min a 37 °C para imitar la digestion gastrica. Este va seguido de una incubation de 120 min con solucion de pancreatina/invertasa/amiloglucosidasa para imitar la digestion de carbohidrato intestinal. Al principio de la digestion intestinal (t=0), se anade una muestra en t=10; t=20; t=30; t=60 y t=120 a la solucion I M HCl. Posteriormente la solucion Carrez I, Carrez II y 0,1 M NaOH se anade a la muestra, con mezcla despues de cada adicion, y el total se filtra a traves de un filtro de 0,45 pm. La glucosa en el filtrado claro se mide usando el equipo GOD-PAP (Roche Diagnostics). La glucosa formada en los primeros 20 min representa el RDS, la glucosa formada en los siguientes 100 min representa el SDS.
[0053] El rendimiento del ensayo esta monitoreado cada uno dirigido por un control; almidon de patata hervida, del cual todo el almidon es RDS.
Determination de almidon resistente
[0054] La cantidad de RS y DS en cada muestra fue determinada por el metodo AOAC 2002.02, metodo AACC 32-40 desarrollado por McCleary et al. (J. AOAC Int. 85, 2002,665-675; ibid. 2002,1103-111). Todos los reactivos necesarios se compraron de Megazyme International Ireland Ltd. como equipo de ensayo de almidon resistente K-RSTAR.
Procedimiento descrito brevemente:
[0055] 100 mg de sustancia seca de cada muestra se incuba en un bano de agua con agitacion con a-amilasa pancreatica y amiloglucosidasa (AMG) durante 16 h a 37 °C, durante el cual el almidon no resistente se solubiliza y se hidroliza a la glucosa por la action combinada de las dos enzimas. La reaccion acaba por la adicion de un mismo volumen de etanol, y el RS se recupera como un granulado en la centrifugation. Este se lava, a continuation, dos veces por suspension en el etanol acuoso (50%), seguido del centrifugado. Se elimina el Kquido libre por decantation. RS en el granulado se disuelve en 2 M KOH agitando energicamente en un bano de agua helada mediante un agitador magnetico. Esta solucion se neutraliza con tampon de acetato y el almidon se hidroliza cuantitativamente a glucosa con AMG. La glucosa se mide con reactivo de glucosa oxidasa/peroxidasa (GOPOD), y este una medida del contenido RS de la muestra. El DS se determina por fusion del sobrenadante original y el lavado en 100 ml y la medicion de contenido de glucosa con GOPOD. La suma de RS y DS como porcentaje de la cantidad de materia prima parece la recuperation, que estaba entre el 80 y 100% en peso en todas las condiciones proporcionadas.
[0056] El rendimiento del ensayo es monitoreado cada uno dirigido por cuatro controles incluidos en el equipo de harina de control de almidon resistente K-RSTCL de Megazyme International Ireland Ltd.: almidon de maiz regular 0,67% en peso RS, judias molidas y secas 4,7% en peso RS, Actistar 48,3% en peso de RS y almidon de patata nativa 63,4 % en peso de RS.
Determinacion de la distribucion del tamano de las particulas
[0057] La distribucion del tamano de las particulas fue analizada usando un Mastersizer (Malvern Instruments; lente de rango: 300RF mm; longitud total: 2,40 mm; muestreador: MS 14; modelo de analisis: polidisperso). Todas las muestras fueron medidas en un oscurecimiento del 15-25%. Los datos se expresan como % del volumen de particula total ocupado por particulas con un diametro determinado.
Ejemplo 1
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[0058] Actistar, adquirido de Cerestar, fue suspendido en el agua desmineralizada (14,7% (m/m)). La suspension fue calentada durante 5 min a 80, 90, 100, 110,120 o 130 °C en un bano de aceite y luego enfriada a temperatura ambiente con agua corriente del grifo. 24 h (almacenamiento a 20 °C) despues de este tratamiento termico, se midio el contenido de RDS, SDS y RS y la distribution del tamano de las particulas. Los contenidos de RDS, SDS y RS como se determinaron con el metodo Englyst se dan en la tabla 1 siguiente, los valores se expresan como porcentaje del polvo pesado; es decir en g/100 g "tal cual es", y expresado como medio ± SEM (n=3). Como el peso total del Actistar incluye 5,7% en peso de componentes sin almidon (agua, proteina y ceniza), la cantidad total es 94,3% en peso.
Tabla 1
Temperatura de tratamiento (°C)
Almidon de digestion rapida (g/100g) Almidon de digestion lenta (g/100g) Almidon resistente (g/100g)
80
28.6±2.0 10.4±0.9 55.3±2.3
90
32.9±2.3 13.8±2.2 47.6±4.5
100
37.1±3.5 16.3±3.6 40.9±6.8
110
40.3±1.0 25.6±5.4 28.4±5.9
120
43.2±1.9 32.4±4.9 18.7±6.2
130
39.6±5.0 33.1±2.7 21.5±5.9
Ejemplo 2
[0059] Despues del procedimiento del ejemplo 1, Actistar fue calentado a 124 °C durante 4 min en tres concentraciones diferentes: 4,8 y 15% en peso (m/m). En cada concentration, el enfriamiento se hizo lentamente (en el aire) o rapidamente (usando hielo). Los contenidos de RDS, SDS y RS se dan en la tabla 2 siguiente.
Tabla 2
4% en peso, lento 4% en peso, rapido 8% en peso, lento 8% en peso, rapido 15% en peso, lento 15% en peso, rapido
RDS
50 49 42 39 33 35
SDS
7 22 11 36 16 38
RS (NDS)
37 23 41 19 45 20
[0060] La tabla 2 muestra que un enfriamiento rapido conlleva un aumento drastico en el contenido de SDS, y que las suspensiones mas concentradas tienen un contenido mas alto de SDS que las suspensiones menos concentradas. La distribucion del tamano de las particulas cambia para reducir los tamanos con un enfriamiento rapido, especialmente en suspensiones mas concentradas.
Ejemplo 3
[0061] Despues del procedimiento del ejemplo 1, Actistar fue calentado a 124 °C durante 4 min en 6% en peso. El enfriamiento tuvo lugar segun cuatro vias diferentes: (a) lentamente (en el aire) a temperatura ambiente, (b) lentamente a 30 °C y luego rapidamente a temperatura ambiente en un bano de agua helada, (c) lentamente a 40 °C y luego rapidamente a temperatura ambiente en un bano de agua helada, y (d) rapidamente a temperatura ambiente en un bano de agua helada. Los contenidos de RDS, SDS y RS se dan en la tabla 3 siguiente.
Tabla 3
(a) lento (b) lento/rapido 30 °C (c) lento/rapido 40 °C (d) rapido
RDS
44 48 42 38
SDS
11 19 33 40
RS (NDS)
39 27 19 16
[0062] La tabla 3 confirma que el enfriamiento rapido conduce a un aumento drastico en el contenido SDS, y que especialmente el rango entre 30 y 40 °C es importante. La distribucion del tamano de las particulas cambia para reducir los tamanos con un enfriamiento rapido, y solo un enfriamiento rapido por debajo de 40 °C y un enfriamiento rapido sobre todo el rango produce mas del 95% de particulas por debajo de los 12 pm.
Ejemplo 4
[0063] Los siguientes productos fueron preparados y calentados a 121 °C durante 4 min y, a continuation, enfriados rapidamente (hielo) o lentamente (aire).
1. 4% en peso actistar en el agua
2. 4% en peso actistar en un producto alimenticio (un alimento con fibra, Tentrini)
3. El mismo producto como 2 sin actistar.
[0064] Los resultados son como se muestra en la tabla 4.
Tabla 4
D(v, 0.5) CO Q
diametro de particula (pm)
rapido lento rapido lento
producto 1
13 23 16 32
producto 2
9 13 17 23
producto 3
1 1 12 13
Ejemplo 5
5
[0065] Actistar, adquirido de Cerestar, fue suspendido en el agua desmineralizada (14,7% en peso). La suspension fue calentada durante 5 min a 121 °C en un bano de aceite y, a continuacion, enfriado a temperaturas diferentes (4 °C, 20 °C, 30 °C y 40 °C) en un bano de agua. 24 h (almacenamiento a dichas temperaturas) despues de este tratamiento termico, fue medido el contenido de RDS, SDS y RS. Los contenidos de RDS, SDS y RS como se determinaron con el 10 metodo Englyst se dan en la figura 2, los valores se expresan como porcentaje del polvo pesado; es decir en g/100 g "tal cual es", y expresado como medio de duplicado. Ya que el peso total de Actistar incluye el 5,7% en peso de los componentes sin almidon (agua, proteina y ceniza), las cantidades ascienden a 94,3% en peso. Esta claramente demostrado que la mayor parte del RDS esta presente a una temperatura de 4 °C, casi la cantidad total de RS que se convierte en el SDS y RDS.
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Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Producto alimenticio esterilizado que contiene almidon, donde el almidon posee:
    (a) un contenido de amilosa de, al menos, el 60% en peso;
    (b) un tamano de particula mediano entre 1 y 15 pm y, al menos, el 90% en peso de las particulas de almidon con un diametro de particula inferior a 50 pm;
    (c) un contenido de almidon no digerible inferior a 50% en peso;
    (d) un contenido de almidon de digestion lenta de 15-75% en peso; y
    (e) un contenido de almidon de digestion rapida inferior a 60% en peso.
  2. 2. Producto alimenticio segun la reivindicacion 1, en el cual al menos el 80% en peso de las particulas tienen un diametro de particula inferior a 20 pm.
  3. 3. Producto alimenticio segun la reivindicacion 1 o 2, en el cual el diametro de particula medio se encuentra entre 2 y 12 pm.
  4. 4. Producto alimenticio segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3, el cual es un producto liquido.
  5. 5. Producto alimenticio segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que contiene el 25-80% en energia de carbohidratos digeribles, ademas del 5-35% en energia de proteinas y/o el 8-50% en energia de lipidos.
  6. 6. Producto alimenticio segun cualquiera de las reivindicaciones 1-5, que contiene ademas carbohidratos no digeribles diferentes del almidon no digerible en una cantidad de 5-20 g por 100 g de carbohidratos totales o 5-25 g por 1000 kcal.
  7. 7. Producto alimenticio segun la reivindicacion 5 o 6, el cual posee un contenido de proteinas de 10-30% en energia, un contenido lipidico entre 10 y 40% en energia, un contenido de carbohidratos digeribles, incluyendo almidon de digestion lenta, de entre 25 y 80% en energia, y carbohidratos no digeribles, incluyendo almidon no digerible, de entre 10 y 40 g por 1000 kcal.
  8. 8. Producto alimenticio segun cualquiera de las reivindicaciones 1-7, donde el contenido de almidon de digestion lenta se reduce no mas de un 5% en peso cuando se almacena a 5 °C durante 1 mes.
  9. 9. Procedimiento para producir una composicion de almidon que contiene, al menos, un 15% en peso de almidon de digestion lenta (SDS), menos del 60 % de almidon de digestion rapida (RDS) y menos del 50 % de almidon no digerible (NDS), basado en el total de NDS + SDS + RDS, comprendiendo el proceso:
    a) calentamiento de un material de almidon que es, al menos, parcialmente no digerible y tiene un contenido de amilosa de, al menos, 60% en peso, a al menos 110 °C, durante un periodo que es equivalente a 6-75 min a 110 °C;
    b) enfriamiento rapido del material de almidon calentado por debajo de 20 °C, donde la velocidad media de enfriamiento sobre todo el rango de temperatura es, al menos, 10 °C por minuto.
  10. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, donde en la fase b) el material de almidon calentado se enfria hasta menos de 5 °C.
  11. 11. Producto alimenticio segun cualquiera de las reivindicaciones 1-8, para uso en el tratamiento de diabetes, obesidad, resistencia a la insulina, o para respuesta posprandial de glucosa.
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