ES2642089T3 - Vitaminas en polvo y su aplicación a las bebidas - Google Patents

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Description

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nutricional, es decir, una cantidad de vitamina considerada recomendable para un niño o adulto que se consumirá en base a las recomendaciones RDA (Recommended Dietary Allowances) y a otras normas, preferentemente aproximadamente una a tres veces la RDA. Un complemento nutricional de vitamina soluble en grasa puede ser determinado fácilmente por un experto con el fin de lograr la cantidad deseada de enriquecimiento en un líquido, es decir, una bebida y en base a las RDA y otras normas. Una cantidad preferida de vitamina E oscila entre 5 y 30 mg de vitamina E por 240 g (8 onzas) de líquido (una ración de una bebida). Una cantidad especialmente preferida es la de 8 a 20 mg. La más preferida es la de 15 mg por 240 g (8 onzas). Por consiguiente, las composiciones en polvo de esta invención se podrán añadir a una bebida para lograr una concentración de vitamina E entre 5 y 30 mg, o entre 8 y 20 mg por 240 g (8 onzas) de líquido. Ocho onzas de líquido se pueden expresar también como 240 gramos. En el caso de vitaminas solubles en grasa que tengan una potencia mayor que la vitamina E, se prefiere formular la composición en polvo de manera que se puedan añadir 5 a 30 mg de dicha vitamina al diluyente (por ejemplo aceite comestible). Esto significa que la vitamina se diluye en un diluyente de forma que 5-30 mg de vitamina en el diluyente proporcionan un suplemento nutricional adecuado, por ejemplo, un valor múltiple de la RDA, preferentemente 1 a 3 veces la RDA. Por ejemplo, la RDA para la vitamina D3 es de 400 IU. Así pues una composición D3 de vitamina de esta invención contendría preferentemente un 15 % hasta un 40 % en peso de 400 IU de vitamina D3 en diluyente. Lo mismo se aplicaría a otras vitaminas solubles en grasa. Un especialista en la materia estará familiarizado con las fórmulas apropiadas. Alternativamente, la vitamina propiamente en forma no diluida puede ser útil para fabricar la composición en polvo, siempre que la vitamina pueda ser aportada en una concentración de aproximadamente 1-3 RDA de forma que constituya un 0,5 % hasta un 95 % en peso de la composición. Si la dilución es necesaria o no dependerá de la potencia de la vitamina.
La cantidad de composición en polvo que se tiene que añadir depende de la potencia del polvo, es decir de la cantidad de vitamina en el polvo, lo que en esta invención puede oscilar entre un 0,5 % y un 75 % en peso. Los polvos preferidos tienen una potencia de aproximadamente un 25 % hasta un 40 %. Los polvos con unos tamaños de gotita más pequeños generarán en general menos turbidez en el líquido. En base al tamaño de la gotita y al nivel deseado de enriquecimiento y turbidez, el experto debería ser capaz de determinar la cantidad de polvo que se tiene que añadir dependiendo de su potencia para lograr la claridad óptica deseada. Si una bebida previamente al suplemento ya es turbia, entonces el incremento en NTU no es probablemente una preocupación y se puede ajustar un grado mayor de turbidez adicional. Una bebida preferida de esta invención contiene aproximadamente 8 a 20 mg de vitaminas solubles en grasa en forma de gotitas que tendrán un diámetro de 70 a unos 120 nm, en particular de 100 nm.
Las bebidas de esta invención pueden ser bebidas carbonatadas, es decir, agua de seltz aromatizada, bebidas blandas o minerales, así como zumos no carbonatados, ponches y formas concentradas de estas bebidas. También se contemplan bebidas, especialmente zumos y bebidas de cola, que son carbonatadas tipo bebidas blandas, así como bebidas y néctares y bebidas totalmente enriquecidas o concentrados que contengan al menos un 45 % en peso de zumo.
A modo de ejemplo, los zumos de frutas y los sabores que en el presente documento se utilizan incluyen uva, pera, fruta de la pasión, piña, plátano, o puré de plátano, albaricoque, naranja, limón, pomelo, manzana, arándano, tomate, mango, papaya, lima, mandarina, fresa, frambuesa, zanahoria y mezclas de los mismos. Además, se pueden utilizar en las bebidas aromas o sabores artificiales, por ejemplo, cola, o sabores naturales derivados de estos zumos. Los sabores o aromas de chocolate y otros sabores no frutales también se pueden utilizar para fabricar bebidas que contengan el complemento mineral y vitamínico. Adicionalmente, la leche, obtenida de las vacas o por vía sintética, es una bebida que también se considera y a la que se añaden las composiciones en polvo de esta invención. La leche puede incluir propiamente otros componentes, en particular sabores como el chocolate, café o frambuesa. Como se usa en el presente documento, el término “zumo” se refiere tanto a zumos de frutas como de verduras y a concentrados de frutas y de verduras que comprendan al menos un 45 % de zumo de frutas. Las verduras que en el presente documento se incluyen engloban tanto partes de la planta comestibles no frutales como tubérculos, hojas, cortezas como mientras no se indique lo contrario, granos, nueces, semillas, y brotes que se añadirán como aromatizantes de zumos o bebidas.
Las bebidas deportivas también se contemplan como bebidas que se complementan a base de composiciones en polvo de la presente invención. Las bebidas deportivas típicas contienen agua, jarabe de sacarosa, jarabe de glucosa-fructosa y aromas naturales o artificiales. Estas bebidas también pueden contener ácido cítrico, citrato sódico, fosfato monopotásico, así como otros materiales que sean útiles para el suministro de electrolitos perdidos durante la transpiración.
Como se usa en el presente documento, el término “zumo” se refiere a un zumo de frutas o verduras que se encuentra en forma bebible, listo para servir. Los zumos de frutas de la presente invención pueden ser del tipo “sin mezcla alguna” que comprenden típicamente al menos un 95 % de zumo. Los zumos sin ningún tipo de mezcla incluyen también aquellos productos de 100 % zumo, como por ejemplo, uva, pera, granadilla, piña, plátano, o puré de plátano, albaricoque, naranja, limón, pomelo, manzana, arándano, tomate, mango, papaya, lima, tangerina, fresa, frambuesa, zanahoria, col, apio, espinacas, pepino y mezclas de las mismas. Los zumos de frutas incluyen también una ampliación de los zumos que son los “néctares”. Estos zumos de frutas comprenden típicamente entre un 50 % y un 90 % de zumo, preferentemente, entre un 50 % y un 70 % de zumo. Los néctares tienen normalmente azúcares
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La emulsión bruta se prepara combinando la vitamina soluble en grasa con el polisacárido modificado en unas cantidades adecuadas que darán lugar a un producto en polvo que tendrá un tamaño de gotita cuando se disuelva en líquido de aproximadamente 70 a 200 nm, preferentemente de aproximadamente 80 a aproximadamente 120 nm y más preferentemente de aproximadamente 100 nm. Una emulsión que contiene aproximadamente un 5-15 % en peso de vitamina soluble en grasa, un 30-40 % en peso de polisacárido modificado y un 50-55 % en peso de agua es un ejemplo. La emulsión se puede preparar en un recipiente convencional de una capacidad adecuada donde pueden tener lugar el calentamiento y el enfriamiento. El agua y el polisacárido modificado se añadirán al recipiente. La mezcla se puede calentar a unos 80 ºC, pero esto no es imprescindible. La mezcla se debería agitar hasta que el polisacárido modificado se hay disuelto.
Después la solución se deja o se enfría a temperatura ambiente a aproximadamente 30 ºC y se añade lentamente la vitamina soluble en grasa. La mezcla se homogeneiza hasta obtener una emulsión bruta en el recipiente (por ejemplo, usando una leche coloide o cualquier otro medio de mezcla convencional) hasta que el tamaño de la gotita es menor de 1500 nm. El tamaño de la gotita se puede medir mediante un analizador de tamaños de partícula convencional. Un medio de medición preferido es la técnica de dispersión de la luz por láser. El Malvern ZetaSizer 3
o Autosizer Iic (Malvern Instruments, Southborough, MA) es un ejemplo de un dispositivo medidor de la dispersión de la luz por láser.
La emulsión bruta se emulsiona posteriormente usando equipo convencional y recipientes con esta finalidad. El dispositivo seleccionado debería aportar una presión suficientemente elevada. Los dispositivos microfluidizadores son útiles como los modelos M-210C-E/H, M-110-E/T, M-610-C y M-140K que se pueden obtener de Microfluidics International Corporation (Newton, MA): También es posible utilizar un propulsor de agua (como los fabricados por Jet Edge Inc., Minneapolis, MN). La emulsión bruta se puede trasladar del recipiente al dispositivo emulsionante a través de un tamiz adecuado con el fin de impedir la obstrucción del microfluidizador. La temperatura a la cual tiene lugar la homogenización (se entiende la posterior emulsificación) se mantendrá preferentemente entre la temperatura ambiente (unos 20-25 ºC) o bien a unos 30 ºC hasta 75º con un sistema de enfriamiento como un baño de agua en hielo para controlar la temperatura a unas presiones elevadas. La bomba de presión del dispositivo emulsionante se debería ajustar a una presión adecuada (6,8948 x 107 Pa a 4,13688 x 108 Pa (10.000 psi a 60.000 psi dependiendo del tamaño de gotita deseado). Nótese que la presión en el dispositivo puede fluctuar en un amplio intervalo dependiendo del número de pistones en la bomba a elevada presión. Un microfluidizador do dos pistones varía de 5 x 107 Pa a 1 x 108 Pa (7.250 a 14.500 psi; 500 a 1000 bar). Se prefiere por tanto una bomba de tres pistones.
La homogenización continúa durante un número suficiente de pasadas hasta obtener una emulsión del tamaño de gotita deseado. En general, cuanto más estable es la presión del proceso menor es el número de pasadas que se deberían requerir para conseguir el mismo tamaño de gotita. Después la emulsión se seca hasta obtener el polvo de esta invención. El secado se puede lograr mediante cualquier método convencional, por ejemplo, el secado por pulverización en un secador adecuado como el Yamato Mini-Spray Drier.
Descripción de las figuras:
Figura 1: Diagrama de flujo del procedimiento típico para la preparación de una composición en polvo de esta invención. 1- Unidad del proceso Fryma de 25 litros con disco y molino coloidal; 2- bomba de engranaje máx. 1000 litros/hr.man.100 bar. 3- microfluidizador, M-210C-E/H, 100 litros/h. máx. 2000 bar. 4- intercambiador térmico con agua fría (aprox. 10 ºC). 5-recipiente de leche. 6-bomba integrada a un secador Minor spray. 7secador spray Minor Model Hi-Tec. Figura 2: Gráfico de tamaño de gotita (nm) frente a la claridad óptica (NTU) para un 15,75 % de vitamina E (círculo) y 26,25 % de vitamina E (cuadrado) en dispersión acuosa.
Los siguientes ejemplos sirvieron para demostrar la presente invención, pero no pretenden limitarla de ningún modo.
Ejemplos:
Ejemplo 1
Se disolvió almidón succinato de octenilo sódico (10 kg) en agua destilada a 80 ºC (14,5 kg). Tras enfriar la solución a aproximadamente 30 ºC, se añadió lentamente acetato de vitamina E (1,87 kg) y se homogeneizó con un molino coloidal hasta que el tamaño de la gotita de la emulsión fue inferior a 1500 nm. La emulsión bruta se homogeneizó con un Microfludics M-210-E/H a 7 x 107 Pa (700 bar). La emulsión se recicló a través del proceso de homogenización hasta que las gotitas de la emulsión alcanzaron unos 104 nm. Durante la homogenización, la temperatura de la emulsión se mantuvo a aproximadamente 35 ºC con un sistema refrigerante.
La emulsión se secó por pulverización usando un secador Minor spray (Modelo Hi-Tec) para dar un polvo que contenía aproximadamente un 15 % de acetato de vitamina E. El polvo se disolvió en agua para dar una turbidez de aproximadamente 18,9 NTU a una concentración de 15 mg de acetato de vitamina E por 240 g de agua.
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Hasta los 6 meses, no aparece formación de anillo o precipitación como resultado del enriquecimiento con vitamina
E. El polvo secado por pulverización puede usarse para enriquecer el zumo de manzana o el Gatorade en una concentración de 8-12 mg de vitamina E por ración para dar una claridad óptica tal como se muestra en la tabla 3.
Tabla 3: Claridad óptica del zumo de manzana enriquecido con vitamina e y Gatorade a 5 ºC y a temperatura ambiente
Turbideza, NTU
Zumo de manzana
Gatorade Lemon Ice
0 mg
15 mg 30 mg 0 mg 15 mg 30 mg
Antes de la pasteurización
4,4 16,3 27,2 4,5 16,0 29,7
Después de la Pasteurización
3,6 13,5 24,6 4,1 15,5 27,6
5 ºC
1 semana
3,9 14,4 24,1 3,8 16,2 29,5
0 mg
15 mg 30 mg 0 mg 15 mg 30 mg
2 semanas
3,9 14,7 24,6 3,8 16,8 30,5
3 semanas
3,5 14,4 24,9 3,7 17,0 31,2
1 MES
3,5 14,9 25,0 3,7 17,5 32,7
2 MESES
3,5 15,2 25,7 3,7 18,4 34,3
3 MESES
3,5 15,4 26,1 3,5 19,4 36,4
Temp. Ambiente
1 semana
3,4 14,1 24,5 3,8 17,1 31,4
2 semanas
3,4 14,9 25,4 3,8 18,7 33,3
3 semanas
3,5 14,9 26,1 3,5 19,5 35,2
1 MES
3,4 15,6 26,7 3,5 20,4 37,1
2 MESES
4,1 16,2 27,4 3,3 22,7 43,1
3 MESES
7,4b 17,7 31,0 3,3 25,6 51,4
a. Zumo de manzana (preparado de Seneca Red Frozen Juice Concentrate) y Gatorade Lemon Ice se enriquecieron con 8, 15 y 30 mg por ración (240 g). b. Se observaba un deterioro microbiano
Ejemplo 2
Almidón succinato de octenilo sódico (2511 g) se disolvió en agua destilada a 80 ºC (2960 g). Seguidamente la
10 solución se enfriaba a unos 30 ºC, el acetato de vitamina E (454,6 g) se añadió lentamente mientras se homogeneizó con un homogeneizador Gifford-Wood de 1L a elevada velocidad durante 3 minutos. La emulsión bruta se homogenizaba a aproximadamente 6,2053 x 107 Pa (9000 psi) con Microfluidics M-110 a una velocidad de flujo de aproximadamente 560 ml por minuto. La emulsión se recicló a través del proceso de homogenización hasta que las gotitas de la emulsión alcanzaban unos 116 nm después de aproximadamente 19 pasadas. Durante la
15 homogenización, la temperatura de la emulsión se mantuvo alrededor de 35 ºC con un sistema refrigerante.
La emulsión se dispersó en agua para dar una turbidez de 12,3 NTU a una concentración de 15 mg de acetato de vitamina E por 240 g de agua.
20 Ejemplo 3
Almidón succinato de octenilo sódico (2340,4 g) se disolvió en un agua destilada a 80 ºC (2392,3 g). Después de que la solución se enfriara a unos 30 ºC, se añadió lentamente acetato de vitamina E (1576,4 g) mientras se homogeneizó con un homogeneizador de laboratorio hasta que el tamaño de la gotita era inferior a 1500 nm. La
25 emulsión se filtraba a través de un tamiz de malla 50 para eliminar cualquier partícula grande no disuelta. La emulsión bruta se homogeneizó a una presión de 1,034 x 108 Pa (15.000 psi) con un homogeneizador de presión alta (Microfludics M-110). La emulsión se recicló a través del proceso de homogenización hasta que las gotitas de la emulsión alcanzaban los 125 nm. Durante la homogenización, la temperatura de la emulsión se mantuvo alrededor de 25 a 35 ºC con un sistema refrigerante.
30 La emulsión se secó por pulverización (Yamato Mini Spray Dryer; Modelo ADL-31) para dar la vitamina E en polvo. El tamaño de la gotita de la emulsión del polvo en agua era de 136 nm.
14
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E 26,25 %
E 42,1 % E 50,0 %
Composición
Etiqueta Ovrg Cantidades Cantidades Cantidades
3
Vitamina E 50,00 10
Como vitamina E seca 26,25 % SD lote 16/96-8
209,52
Como vitamina E seca 42,1 % SD lote 27903-076
130,64 <110
4
Ácido cítrico anhidro, gránulos medios 1300,00 1300,00 1300,00
5
Bicarbonato sódico 800,00 800,00 800,00
6
Carbonato sódico 80,00 80,00 80,00
7
Manitol MG1 1138,48 1217,36 1238,00
8
Aspartamo 20,00 20,00 20,00
9
Ciclamato de sodio 30,00 30,00 30,00
10
Polietilenglicol 6000 Polvo fino2 100,00 100,00 100,00
11
Naranja aroma Permaseal 74016-713 20,00 20,00 20,00
12
Mandarina aroma Permaseal 74740-313 10,00 10,00 10,00
Peso total del comprimido
4000,00 4000,00 4000,00
Proveedores 1 Mannitol medio granular Roquette Frères, 4 rue Patou, F-59022 Lille Cédex, Francia 2 Hoechst AG, Postfach 800320 Frankfurt/Main 80, R.F.Alemania 3 Givaudan Dübendorf AG, CH-8600 Dübendorf, Suiza
Procedimiento I Paso 3-12 a través de tamiz de 1,00 mm y mezclar 1 y 2 durante 15 minutos comprimir en comprimidos efervescentes Características de la fabricación de comprimidos
E 26,25 %
E 42,1 % E 50 %
Máquina de fabricación comprimidos
: Comprex II : Comprex II : Comprex II
Punzón
: FFBE 25 mm recubiertos : FFBE 25 mm recubiertos : FFBE 25 mm recubiertos
Fuerza de compresión
: 50 kN 50 kN 50 kN
Dureza
: 65 N 63 N 77 N
Friabilidad
: 1,0 % 1 % 1,0 %
Tiempo de desintegración
: 2 min 15 s 2 min 15 s 1 min 45 s
Resultados
10 Ambas muestras ensayadas dieron comprimidos para los polvos de vitamina E del 26,25 % y el 42,5 % de esta invención con características de dureza y desintegración aceptables. Sus perfiles de compresión son muy cercanos a aquellos de E 50 % CWS/F. El tiempo de desintegración no fue más de 135 s. La muestra 27903-076 que contenía un 42,5 % de vitamina E mostró mejor dureza y un tiempo de desintegración ligeramente más corto que la otra.
15 Al mirar visualmente la superficie del agua después de la desintegración de los comprimidos fabricados a partir de 26,25 % y 42,5 % de vitamina E, los polvos de esta invención no mostraban ninguna gotita de aceite. En contraste con ello, se veían gotitas de aceite en la superficie de agua con el producto CWS/F de vitamina E al 50 % no fabricado a partir de una composición de esta invención.
20 Ejemplo 6
Un champú acondicionador de vitaminas se puede elaborar usando ingredientes convencional y los métodos siguientes usando una composición en polvo de esta invención. El acetato de vitamina E se utiliza como un ejemplo:
25 Dispersar el polvo de acetato de vitamina E en agua. Añadir el polvo de acetato de vitamina E a una mezcla de Monoamida y fitantriol. Añadir el pantenol y el pantenol de etilo. Añadir la parte 2 a la parte 1 y mezclar hasta que quede transparente. Añadir el Catón CG y el perfume. Ajustar el pH con la solución de ácido cítrico al 50 % hasta pH 6,0 a 6,8. Ajustar la viscosidad con cloruro sódico.
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