ITMI20000197A1 - Procedimento per la produzione di componenti per integratori alimentari formulazioni dietetiche cosmetiche e farmaceutiche derivati da semi - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La. presente invenzione ha per oggetto un procedimento per la produzione di componenti per integratori alimentari e per prodotti impiegabili in campo dietetico, cosmetico, farmaceutico e simili a base di germogli di semi di cereali e/o di legumi. Pure oggetto dell'invenzione sono gli integratori alimentari e prodotti vari così ottenuti e le formulazioni galeniche contenenti tali prodotti e utilizzabili in campo dietetico, cosmetico e farmacologico con particolare riferimento a vari dismetabolismi, anche connessi alla senescenza, a stati di alterazione immunitaria, etc. E' noto (G.L. Gianfranceschi et al., Nature 263:622(1976); D. Amici et al., Mechanism of Ageing and Development 23:215 (1983); G. Lugaro et al., Biochim Biophys. Acta 950:420 (1988); G.L. Gianfranceschi et al., Peptides 15:7 (1994)) che in alcuni estratti d'organi e liquidi animali sono contenute sostanze a base peptidica, a basso peso molecolare e talvolta fosforilate, in grado di esplicare sia un effetto di riattivazione del metabolismo cellulare, d'organo o sistemico, ovvero d'inibizione della trascrizione del DNA "in vitro" e della crescita di cellule tumorali. L'utilizzo di tali prodotti è limitato dalla difficoltà di arricchimento e isolamento delle molecole attive da fonti animali mentre la loro sintesi chimica risulta quanto mai complessa (specialmente per la parte connessa alla fosforilazione) ed economicamente molto costosa. Va inoltre aggiunto che è molto dubbioso il fatto che le azioni farmacologiche sopra indicate siano riconducibili ad uno solo o ad un pool ristretto dei peptidi di cui sopra, essendo probabile che l'effetto sia connesso ad un'azione sinergica dei vari componenti .
Scopo della presente invenzione è quello di realizzare un procedimento per la produzione di prodotti provvisti di attività regolatrice del metabolismo cellulare, tissulare e d'organo impiegabili come componenti di formulazioni per l'integrazione alimentare, ed in genere di prodotti impiegabili in campo dietetico, cosmetico, farmaceutico e simili con alto contenuto di fosfati organici altamente energetici ed in particolare, con rapporto fosfati organici/fosfati inorganici maggiore di 1.
Altro scopo dell'invenzione è quello di realizzare un procedimento per la produzione di prodotti per integratori e prodotti dietetici, cosmetici e farmaceutici in genere essenzialmente naturali, con elevate concentrazioni di molecole ad alto potere ossidante e praticamente esenti da sostanze atte ad indurre fenomeni di intolleranza.
Altro scopo dell'invenzione è quello di mettere a disposizione integratori alimentari e prodotti impiegabili in campo dietetico, cosmetico, farmaceutico e simili così ottenuti.
Questi ed altri scopi ancora e relativi vantaggi che risulteranno dalla descrizione che segue, vengono raggiunti da un procedimento per l'ottenimento di un prodotto impiegabile come componente per integratori alimentari, in campo dietetico, cosmetico, farmacologico e simili derivato da semi vegetali, il quale procedimento, secondo la presente invenzione comprende le seguenti fasi:
- far avvenire la germogliazione di semi vegetali su un supporto costituito da un "gel molle" mediante spruzzatura con acqua opportunamente dosata e mantenendo la temperatura tra 15°C e 30°C fino a quando i germogli raggiungono una altezza di 3-7 cm,
-sottoporre il materiale costituito da detto supporto e detti semi germogliati a disidratazione mantenendo la temperatura tra 15° e 25°C fino ad ottenere una quantità di acqua residua in detto materiale inferiore al 12% in peso,
- spezzettare e staccare detti germogli e le radici presenti in detto materiale da detti semi e da detto supporto disidratato in maniera da non frantumare e da lasciare interi detti semi,
- separare mediante setacciatura o altro mezzo idoneo detti germogli e dette radici spezzettate da detti semi e da detto supporto disidratato,
- macinare detti germogli separati e dette radici in atmosfera esente da umidità in modo da evitare fenomeni di reidratazione, ottenendo così detto prodotto impiegabile come integratore alimentare, in campo dietetico, cosmetico, farmacologico e simili.
Più particolarmente, detti semi vegetali sono costituiti da semi di cereali e/o di legumi.
Inoltre preferibilmente, detto "gel molle" è costituito da gel di agar a basse concentrazioni, dell'ordine di 0.8-1.5%.
Come noto, l'agar è una sostanza mucillaginosa, normalmente estratta dalle alghe, solubile in acqua calda ma insolubile in acqua fredda ed in grado di assorbire acqua fino a venti volte il suo peso. E' sostanzialmente un polimero a base di galattosio.
Si è sorprendentemente visto che il contenuto di sostanze in grado di esplicare sia un effetto di riattivazione del metabolismo cellulare, d'organo o sistemico e d'inibizione della trascrizione del DNA e della crescita di cellule tumorali è notevolmente alto nei germogli vegetali ottenuti in opportune condizioni di crescita, come sopra descritto, soprattutto nei primi 3-5 giorni di sviluppo. Condizioni di crescita controllate nel tempo, che conducono a germogli di altezza paragonabile, un'opportuna tecnologia di isolamento dei germogli dal seme e un adatto processo di essiccamento e polverizzazione permettono l'ottenimento di prodotti altamente attivi e riproducibili, utili come base per formulazioni alimentari, dietetiche, cosmetiche e farmaceutiche.
Tali prodotti, purché ottenuti nel rispetto delle condizioni di preparazione descritte, presentano, oltre alle suddette attività biologiche, uno altissimo contenuto di fosfati organici altamente energetici (con un rapporto fosfati organici / fosfati inorganici maggiore di 1 ed un'elevatissima capacità antiossidante (azioni antiradicali liberi). Negli ultimi tempi è stato evidenziato da molti Autori (Y. Niwa et al., International Journal of Tissue Reactions 20:63 (1998); G. Hocman, Comparative Biochemistry & Physiology-B 93:201 (1989); M.J. Rhodes et al., European Journal of Cancer Prevention 6:518 (1997)) che tale attività antiradicalica gioca un ruolo fondamentale nel ridurre i danni cellulari, tissutali e d'organo, in quanto in grado di neutralizzare specie chimiche altamente reattive, prodotte nell'organismo animale da situazioni dismetaboliche associate a patologie diverse od alla senescenza. Tali caratteristiche rendono i prodotti oggetto della presente invenzione ancora più interessanti ai fini applicativi citati.
Ε' noto che sono già disponibili vari prodotti derivati dal grano (e altri cereali), che sono essenzialmente riferibili a due categorie:
a) prodotti ricavati dalla parte superiore (circa 10 cm) di pianticelle di grano alte circa 20 cm e cresciute per sei-sette mesi in località con clima invernale molto freddo; essi contengono soprattutto vitamine, fibre vegetali e sostanze minerali
b) prodotti costituiti da olio ricavato dal germe di grano, cioè l'embrione del seme non germogliato; essi sono ricchi di vitamina E ed oligoelementi.
I prodotti derivati da polvere di germogli di semi vegetali sono nettamente diversi da queste due categorie di prodotti. Infatti i prodotti della prima categoria non contengono gli elementi molecolari caratteristici dell'embrione del seme. Quelli della seconda, basati sul germe di grano, contengono potenzialmente gli stessi complessi molecolari ed enzimatici, ma in forma inattiva: in effetti gli apparati dell’embrione del seme subiscono un'attivazione ed un progressivo differenziamento proprio quando sono attivati dal processo di germogliazione . Particolarmente imponente risulta l'attivazione delle protein chinasi che catalizzano la fosforilazione delle proteine e di altri numerosi substrati cellulari.
Viene qui di seguito riportato il contenuto in fosforo nel germe di grano, germoglio di grano e pianticella di grano, allo stato disidratato; i valori sono espressi in mg per 100 g di prodotto:
germe di grano 840 ± 130
germoglio di grano 4800 ± 800
pianticella di grano 530 ± 90
Come si può osservare da tali valori il contenuto in fosfati totali della polvere di germogli, ottenuti nelle condizioni secondo la presente invenzione, è circa 5/6 volte superiore rispetto al germe e 9/10 volte superiore rispetto alla pianticella. Se poi si determina la percentuale di fosfati organici altamente emsrgetici (legami esteri e soprattutto legami acilici) la differenza risulta ancora maggiore, infatti i fosfati organici contenuti nel germoglio sono circa 9/10 volte più elevati rispetto al germe e 14/15 volte più elevati rispetto alla pianticella.
L'attività fosforilativa totale del germoglio di grano appare massima dopo 3-5 giorni di germogliazione.
Giorni di Lunghezza dei Att. fosforilativa germogliazione germogli (mm ) %
1 0,5-1 20
2 1-3 50
3 5-15 100
4 20-40 100
5 40-70 100
6 60-80 70
7 80-100 30
(il 100% rappresenta il massimo dell'attività).
Usualmente la germogliazione dei semi viene fatta in laboratorio su carta da filtro, ma per produrne grandi quantità presenta grossi svantaggi poiché i germogli affondano le radici all'interno della carta bagnata e quindi alla fine della germogliazione è necessario staccare manualmente i semi germogliati dalla carta. La germogliazione di semi di cereali è praticata fin dall'antichità, su terra, carta bagnata ed anche stoffa bagnata. L'utilizzo di gel di agar come substrato su cui far germogliare semi vegetali è iniziato da pochi anni; secondo il procedimento oggetto della presente invenzione, si utilizza agar a basse concentrazioni (0.8-1.5%) e questo dà luogo a detto "gel molle".
Nell'acqua spruzzata per far avvenire la germogliazione e/o nell'acqua impiegata per realizzare detto gel molle possono essere aggiunte sostanze di interesse biologico quali vitamine, sostanze minerali ed oligoelementi vari che vengono poi incorporate dal seme durante la fase di germogliazione .
Secondo il procedimento oggetto dell'invenzione i semi, ad esempio di grano, vengono lavati e poi fatti idratare in acqua per 12-24 h; l'acqua di idratazione può essere arricchita di sostanze che possono essere incorporate dai chicchi di grano, per esempio vitamine, sostanze minerali ed oligoelementi vari. Il grano così idratato, scolato dall'acqua in eccesso, viene deposto su uno strato di gel di agar dello spessore di 2-3 mm. La concentrazione ottimale dell'agar nel gel varia da 0,3 a 1,5%; la quantità ottimale di grano da stratificare sul gel per far avvenire la germogliazione è di 20-30g per 100 cm<2 >. E' possibile aggiungere sostanze di interesse biologico anche nell'acqua in cui viene solubilizzato l'agar per produrre il gel. L'agar viene solubilizzato a temperatura di circa 90°C; durante il raffreddamento, prima che avvenga la gelificazione, si possono aggiungere alla soluzione tali sostanze di interesse biologico, le quali così possono essere assimilate dal grano che durante la germogliazione affonda le radici nel gel.
Il grano stratificato sopra il gel viene spruzzato con acqua: circa 10 mi di acqua per 100 cm<2 >di superficie; i vassoi contenenti il grano da germogliare vengono posti in ambiente a temperatura variabile tra 18 e 28 C°; dopo 24 h si ripete l'operazione di spruzzatura di acqua come sopra; dopo 4-5 giorni di germogliazione, quando i germogli raggiungono l'altezza di 3-5 cm, il gel con sopra il grano germogliato viene smembrato in pezzi di 20-40 cm<2 >che vengono posti sopra un telaio dotato di una retina di plastica, ed investiti da un flusso continuo di aria deumidificata, a temperatura di 15-25C°, per ottenere la disidratazione del materiale.
Dopo 48-72 ore, quando la percentuale di acqua residua risulta inferiore al 12% del peso totale, il grano germogliato viene posto in un "Cutter", di capacità di 5-10 litri, dotato di lame solo leggermente affilate e quindi poco taglienti. Partendo dal minimo il "Cutter" viene portato al massimo della velocità e così tenuto per 20 sec. Dopo un'interruzione di 30 sec l'operazione viene ripetuta. Tali condizioni vanno comunque determinate in modo da raggiungere il risultato di staccare dal seme e parzialmente spezzettare il germoglio senza frantumare il seme.
Il materiale così ottenuto viene setacciato con un setaccio di porosità di 2-2,5 mm x 2-2,5mm in modo che i frammenti di germogli (e radici) disidratati passano sotto mentre i chicchi di grano con i frammenti di gel di agar disidratato (che si presentano come pezzi di pellicola trasparente) rimangono sul setaccio; i frammenti di germogli (e radici) così isolati vengono poi finemente macinati con un "Cutter" di capacità di 0,5-1 litri, dotato di lame molto affilate, operando 10 steps di omogenizzazione di 15 sec ciascuno, al massimo della velocità ed intermezzando ogni step con una pausa di 15 sec per evitare il riscaldamento del materiale. La polvere di germogli di grano così ottenuta viene conservata, preferibilmente sotto vuoto, in recipienti dotati di chiusura ermetica in modo da evitare la parziale riidratazione del prodotto.
La disidratazione effettuata secondo la presente invenzione con flusso di aria a temperature non superiori a 25°C assicura la conservazione di tutte le sostanze di valore biologico; per ottenere la completa disidratazione dei semi germogliati a tali temperature si fa passare l'aria attraverso un deumidificatore prima che investa i semi germogliati.
La separazione dei germogli dai semi dopo completa disidratazione è un punto tecnologico di grande importanza poiché le sostanze interessanti dal punto di vista biologico sono contenute nel germoglio mentre il seme contiene soprattutto amido. Inoltre alcune sostanze presenti nella cuticola del seme possono indurre in taluni soggetti fenomeni di intolleranza. Il trattamento dei semi germogliati e disidratati con un "cutter" per brevissimo tempo (2 volte per 15-20 sec.) con l'avvertenza di utilizzare lame poco affilate, permette di raggiungere il risultato di staccare e spezzettare i germogli senza frantumare il seme.
Detto prodotto impiegabile come integratore alimentare, e per formulazioni in campo dietetico, cosmetico, farmacologico e simili, comprende:
Acqua 12% massimo in peso Ceneri da 2.5 a 4% " " Proteine " 10.0 " 14.5% " " Grassi " 2.0 " 3.0% " " Zuccheri solubili " 4.0 " 6.5% " " Amido 58.0 " 72.0% " " Fibra 3.0 " 4.5% " " Potassio 450 " 750 mg/100g Sodio da 45 a 70 mg/100g Calcio " 120 " 200 " Magnesio " 60 " 90 " Ferro " 0.02 " 0.05 " Zinco " 10 " 16 " Rame " 0.35 " 0.55 " Fosforo " 4000 " 5600
Sostanze antiossidanti (quali glicosidi, in particolare
flavonoidi, polifenolir sostanze con gruppi
tiolici) " 2500 " 4000 " Rapporto Fosfati organici/Fosfati inorganici > 1
Un altro elemento importante dal punto di vista nutrizionale e farmacologico è che circa il 40% dei grassi presenti è rappresentato da acido linolenico. Il prodotto ottenuto secondo la presente invenzione presenta ampie prospettive applicative, in particolare grazie all'elevato contenuto di fosfati organici che, come noto, sono altamente energetici (legami esteri e legami acilici) e alle elevate concentrazioni di molecole con alto potere antiossidante. Il prodotto può essere utilizzato nel campo degli integratori alimentari, sia da solo che associato ad .altre sostanze. Può inoltre essere utilizzato come materiale da cui estrarre classi di sostanze di interesse alimentare e farmacologico come base di prodotti a maggiore concentrazione e più mirati; per esempio sono ottenibili
- la frazione dei fosfati organici da utilizzare nei casi di denutrizione, debolezza, convalescenza e per potenziare la memoria
- la frazione delle sostanze antiossidanti da utilizzare come prevenzione .e cura di disturbi associati all'invecchiamento: cataratta, indurimento dei vasi sanguigni, diminuzione della risposta immunitaria, stipsi, ecc.
Esempio 1
1000 gr di grano (Triticum durum) vengono lavati, mescolati con 2-3 litri di acqua e così tenuti a temperatura ambiente per esempio 12-24 ore; nell’acqua in cui viene fatto idratare il grano per 12-24 h possono essere introdotte delle sostanze in modo che vengano assorbite dal seme, come ad esempio:
- vitamine: esempio Vit.C a concentrazione 1-10 mM;
sali minerali: esempio cloruro di selenio a concentrazione 1-10 mM
dopo 12-24 ore il grano cosi idratato viene scolato dell'acqua in eccesso e deposto su uno strato di gel di agar dello spessore di 2-3 mm preparato su vassoi di carta circolari del diametro di 30 citi o vassoi di plastica rettangolari delle dimensioni di 30 X 45 cm. Per ogni vassoio circolare occorrono 140-210 mi di soluzione di agar (al 0,8-1,5%) da far gelificare; per ogni vassoio rettangolare ne occorrono 270-400 mi.
Nella soluzione di agar possono essere introdotte delle sostanze, in modo che vengano incorporate al seme, alle stesse concentrazioni indicate sopra. Per far germogliare 1000 g di grano occorrono 5-7 vassoi circolari o 3-4 vassoi rettangolari;
Alla fine della preparazione da 1000g di grano germogliato si ottengono 250-350g di germogli disidratati e quindi di polvere di germogli.
Esempio 2
Per quanto riguarda l'imponente attività antiossidante riscontrata nei germogli di semi vegetali, estratti acquosi della polvere di germogli di grano (10 g di polvere di germogli vengono risospesi in 200 mi di acqua; la sospensione .viene omogenizzata con "omogenizzatore Blendor" ad alta velocità 4 volte per 30 sec. intermezzando ogni step con pause da 30 sec.; l'omogenato viene centrifugato a 10000 x g per 30 min ed il super recuperato) dimostrano le seguenti attività:
1° - attività antiossidante totale
l'estratto corrispondente a 0,1 mg di polvere di germogli dà una rilevante reazione con l'acido fosfomolibdico, che reagisce a specificamente con qualunque sostanza antiossidante. L'estratto viene sottoposto a cromatografia su strato sottile utilizzando lastrine di gel di silice e propanolo/acqua (70/30, v/v) come eluente. Dopo cromatografia la lastrina viene asciugata, spruzzata con acido fosfomolibdico al 10% in etanolo e riscaldata su piastra: le sostanze antiossidanti danno luogo a macchie di colore blue.
II°- attività antiradicali liberi
L'estratto corrispondente a 10 mg di polvere di germogli è in grado di catturare praticamente tutti i radicali superossido prodotti "in vitro" in 2 mi dal sistema xantina-xantina ossidasi, utilizzando 0,9 U/ml di xantina ossidasi e xantina 50 micromolare (R.Gabbianelli et al., Free Radicai Biology & Medicine 23 : 278 (1997)).
Esperimenti effettuati con il germe di grano e con la pianticella di grano dimostrano che la principale frazione ad attività riducente isolata dal germoglio di grano appare assente nel germe mentre la pianticella ne contiene 15-20 volte di meno.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1.Procedimento per l'ottenimento di un prodotto dotato di attività regolatrice del metabolismo cellulare, tessutale e d'organo, impiegabile come componente per integratori alimentari, e per formulazioni dietetiche, cosmetiche, farmaceutiche e simili, derivato da semi vegetali, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: - far avvenire la germogliazione di detti semi vegetali su un supporto costituito da un "gel molle" mediante spruzzatura con acqua opportunamente dosata e mantenendo la temperatura tra 15°C e 30°C fino a quando i germogli raggiungono una altezza di 3-7 cm, -sottoporre il materiale costituito da detto supporto e detti semi germogliati a disidratazione mantenendo la temperatura tra 15° e 25°C fino ad ottenere una quantità di acqua residua in detto materiale inferiore al 12% in peso, - spezzettare e staccare detti germogli e le radici presenti in detto materiale da detti semi e da detto supporto disidratato in maniera da non frantumare e da lasciare interi detti semi, - separare mediante setacciatura o altro mezzo idoneo detti germogli e dette radici spezzettate da detti semi e da detto supporto disidratato, - macinare detti germogli separati e dette radici in atmosfera esente da umidità in modo da evitare fenomeni di reidratazione, ottenendo così detto prodotto impiegabile come integratore alimentare, in campo dietetico, cosmetico, farmacologico e simili.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti semi vegetali sono semi di cereali.
- 3 Procedimento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti semi di specie cereali sono costituiti da semi di grano (Triticum).
- 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto "gel molle" è costituito da gel di agar a basse concentrazioni, dell'ordine di 0.8-1.5%.
- 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nell'acqua spruzzata per far avvenire la germogliazione e/o nell'acqua impiegata per realizzare detto gel molle vengono aggiunte sostanze di interesse biologico quali vitamine, sostanze minerali ed oligoelementi vari che vengono poi incorporate dal grano durante la fase di germogliazione.
- 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta disidratazione viene effettuata mediante un flusso di aria deumidificata a temperatura di 15-25°C.
- 7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti germogli e radici vengono distaccati da detti semi e da detto supporto disidratato mediante un "Cutter" provvisto di lame poco affilate e poco taglienti ed a funzionamento intermittente.
- 8. Prodotto impiegabile come integratore alimentare, in campo dietetico, cosmetico, farmacologico e simili, realizzato secondo il procedimento di cui alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende : Acqua 12% massimo in peso Ceneri da 2.5 a 4.0% " " Proteine " 10.0 " 14.5% " " Grassi " 2.0 " 3.0% " " Zuccheri solubili " 4.0 " 6.5% " " Amido " 58.0 " 72.0% " " Fibra " 3.0 " 4.5% " " Cationi quali K e/o Na e/o Ca e/o Mg e/o Fe e/o Zn e/o Cu e/o ecc. 500 " 1000 mg/100g Fosforo 4000 " 5600 Sostanze antiossidanti (quali glicosidi, in particolare flavonoidi, polifenoli sostanze con gruppi tiolici) da 2500 a 4000 mg/100g Rapporto Fosfati organici/Fosfati inorganici > 1
- 9. Procedimento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che il 40% circa dei grassi è rappresentato da acido linolenico.
- 10. L'uso alimentare, dietetico, cosmetico, farmaceutico dei prodotti ottenuti secondo le rivendicazioni 1-8, caratterizzati dal fatto di essere a composizione notevolmente costante e riproducibile e dotati di attività regolatrice del metabolismo cellulare, tissutale e d'organo, mediante incorporazione in opportune formulazioni (orali, topiche etc.).
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