ITMI20121749A1 - Estratti di helianthus annuus utili nel trattamento della sindrome metabolica e nella diminuzione dell'indice glicemico di alimenti e procedimento per la loro preparazione e composizioni che li contengono - Google Patents

Estratti di helianthus annuus utili nel trattamento della sindrome metabolica e nella diminuzione dell'indice glicemico di alimenti e procedimento per la loro preparazione e composizioni che li contengono Download PDF

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Description

“ESTRATTI DI HELIANTHUS ANNUUS UTILI NEL TRATTAMENTO DELLA SINDROME METABOLICA E NELLA DIMINUZIONE DELL’INDICE GLICEMICO DI ALIMENTI E PROCEDIMENTO PER LA LORO PREPARAZIONE E COMPOSIZIONI CHE LI CONTENGONOâ€
Campo dell’invenzione
La presente invenzione riguarda estratti dei semi deoleati di Helianthus annuus utili per la prevenzione e il trattamento delle dislipidemie, della iperglicemia e dell’ipertensione, della sindrome metabolica e del diabete di tipo 2. La presente invenzione riguarda altresì il procedimento per la preparazione di tali estratti e composizioni che li contengono. Gli estratti dell’invenzione hanno dimostrato di ridurre in modo significativo la glicemia postprandiale e basale, nonché la trigliceridemia in pazienti in sovrappeso o obesi. Gli estratti dell’invenzione complessati con macromolecole quando aggiunti ad alimenti ricchi in carboidrati amidacei riducono l’indice glicemico degli stessi.
Stato della Tecnica
Gli estratti di Helianthus annuus sono stati scarsamente usati in medicina sia tradizionale sia allopatica; i semi di Helianthus annuus sono invece largamente impiegati per la produzione industriale di olio, ed il residuo esausto della biomassa à ̈ principalmente utilizzato come foraggio nell’alimentazione animale o nella produzione di biogas.
L’olio di Helianthus annuus à ̈ un ottimo olio di semi caratterizzato da un apprezzabile contenuto in gliceridi che agiscono modulando l’assorbimento intestinale dei grassi. I semi integri o deprivati dell’involucro esterno contengono quantità variabili di acidi caffeoilchinici in forma di mono e di diesteri dell’acido chinico, di cui gli acidi clorogenici sono la parte preponderante.
Descrizione dell’invenzione
Si à ̈ sorprendentemente trovato che, grazie al procedimento di estrazione più avanti descritto, à ̈ possibile ottenere estratti caratterizzati da un elevato contenuto in acidi caffeoilchinici, dotati di potente attività ipoglicemizzante sia sulla glicemia postprandiale sia su quella basale.
Pertanto, la presente invenzione ha per oggetto estratti di Helianthus annuus, il procedimento per la loro preparazione e composizioni che li contengono.
Il procedimento secondo l’invenzione comprende:
a) l’estrazione dei residui industriali di Helianthus annuus con miscele acquose di alcoli alifatici;
b) la concentrazione nel vuoto della soluzione idroalcolica dallo stadio a) fino a completa eliminazione del solvente alcolico, e la filtrazione di eventuali insolubili e fasi grasse residue;
c) l’aggiustamento del pH della soluzione acquosa dallo stadio b) a valori intorno a 4.5 ± 1;
d) l’ultrafiltrazione della soluzione acquosa dallo stadio c) su membrana organica da 400 Da;
e) la cromatografia o la nanofiltrazione della soluzione dallo stadio d); f) la concentrazione del retentato dallo stadio e) nel vuoto o tramite atomizzazione.
Nello stadio a) per “residui industriali di Helianthus annuus†si intendono gli estratti di semi di Helianthus annuus ottenuti per estrazione a caldo con esano seguita da allontanamento del solvente (“desolventazione†) a temperature superiori a 100°C.
Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, l’estrazione dello stadio a) viene realizzata con miscele acquose di etanolo/acqua, preferibilmente 80% v/v, in presenza di acidi organici od inorganici in grado di mantenere un pH inferiore a 2, preferibilmente acido solforico diluito, fino all’esaurimento in acidi mono e dicaffeoilchinici.
Secondo un aspetto preferito dell’invenzione, nello stadio c) l’aggiustamento del pH della soluzione acquosa a valori intorno a 4.5 ± 1 viene effettuato impiegando carbonato di calcio.
La soluzione acquosa proveniente dallo stadio c) viene sottoposta a cromatografia su resina di assorbimento utilizzando una resina polistirenica e/o a scambio ionico ed assorbimento oppure a nanofiltrazione su membrane di ceramica con cut-off da 400 a 600 Da, così da di rimuovere sali e prodotti indesiderati a basso peso molecolare. Il retentato trattiene gli acidi caffeoilchinici, mentre nel permeato restano sali e zuccheri.
È da sottolineare come il procedimento dell’invenzione sia di particolare interesse industriale, in quanto la disponibilità di biomasse à ̈ praticamente illimitata e disponibile a costi irrisori, con evidente beneficio nell’economia di processo e di costo finale dell’estratto ottenuto.
Gli estratti ottenuti secondo il procedimento dell’invenzione sono caratterizzati da un elevato contenuto in acidi caffeoilchinici, ed esercitano una potente attività ipoglicemizzante sia sulla glicemia postprandiale sia su quella basale. Questo effetto viene mantenuto anche qualora il prodotto venga aggiunto in quantità opportuna ad alimenti ricchi in carboidrati, che à ̈ la maggior applicazione di questo nuovo estratto in campo alimentare.
Il trattamento termico impiegato nella desolventazione unitamente al trattamento acido in fase estrattiva inducono modificazioni strutturali che si traducono in una migliorata attività biologica dell’estratto in termini di effetto antiossidante e metabolico. Il trattamento rompe legami con strutture proteiche, dove gli acidi caffeoilchinici passando in forma chinonica si legano ai gruppi SH delle proteine con reazione di Michael o reazioni con gruppi amminici che spesso accompagnano il destino dei polifenoli nelle piante.
L’estratto di Helianthus annuus ottenuto secondo il procedimento dell’invenzione ha preferibilmente un contenuto in acidi caffeoilchinici dal 40 all’80%, preferibilmente tra 50 e 60%.
L’estratto dell’invenzione può essere vantaggiosamente formulato per il trattamento umano in oli arricchiti in digliceridi, in presenza o meno di fosfolipidi come veicolo surfattante, o incorporato in alimenti quali pane, biscotti in tutte le loro forme e in generale in alimenti che non subiscano lavaggi acquosi ad alta temperatura, in quanto i principi attivi sono liberamente solubili in acqua. In considerazione di ultimo aspetto, si può prevedere di rendere insolubili in acqua gli acidi caffeoilchinici, tramite la formazione di complessi con proteine vegetali o animali che nella loro denaturazione termica li incorporano in modo stabile. I prodotti attivi si liberano nell’intestino per idrolisi enzimatica della proteina dove possono interagire con altri substrati e modificare l’assorbimento del glucosio inibendo l’enzima 6-fosfato sintetasi.
Si à ̈ osservato come l’aggiunta dell’estratto ad un alimento ricco in carboidrati amidacei riduca in modo significativo la riduzione della glicemia post-prandiale.
Secondo la presente invenzione, la quantità di estratto da assumere come tale in formulazioni nutraceutiche generalmente varia da 50 a 500 mg, preferibilmente 250 mg, ad ogni pasto nel quale vengano assunti carboidrati amidacei.
Vengono di seguito riportati i risultati della sperimentazione clinica. Glicemia Postprandiale
I soggetti in esame sono stati alimentati in condizioni di sperimentazioni cliniche controllate utilizzando un pasto misto mediterraneo contenente 60% di carboidrati, 25% di lipidi e 15% di proteine in concomitanza con l’assunzione di 250 mg di estratto dell’invenzione. È stata osservata una riduzione della glicemia postprandiale del 18% (p ≤ 0.05) (12 volontari contro placebo).
Glicemia Basale
I soggetti in esame, volontari sani, sono stati trattati per un mese con tre capsule da 250 mg di estratto (colazione, pranzo e cena) che hanno assunto in concomitanza con una dieta standard di tipo mediterraneo (vedi sopra) ed uguale per i diversi soggetti in crossover con placebo. Al termine del mese di trattamento, Ã ̈ stata osservata una riduzione della glicemia basale (soggetti con glicemia basale borderline di 110 ± 5) del 15%.
Il rafforzamento dell’attività ipoglicemizzante sia postprandiale sia a digiuno fa di questi estratti un utile modulatore del peso corporeo e della sindrome metabolica in tutti quei casi dove una dieta non corretta o un dismetabolismo legato all’età abbiano creato problemi per la salute.
Nei pazienti trattati si à ̈ osservato anche un calo della trigliceridemia. In prove cliniche separate in soggetti affetti da epatopatie con elevati valori di transaminasi il trattamento ha ridotto questi parametri alla normalità, con evidente diminuzione della steatosi epatica.
Come già precedentemente accennato, gli estratti secondo l’invenzione possono reagire rapidamente in condizioni opportune con macromolecole, in modo particolare glicoproteine: ciò comporta un duplice vantaggio. Da un lato, gli estratti complessati con macromolecole vengono protetti da eventuali attacchi batterici o e dall’ossidazione ed essere liberati, in seguito alla loro demolizione enzimatica o batterica, nei siti dove possono svolgere la loro attività ipoglicemizzante ed antiossidante. Dall’altro lato, gli estratti complessati con macromolecole possono essere utilizzati anche in ambienti acquosi. In tal modo, essi potranno essere addizionati anche ad alimenti come la pasta (che deve essere cotta nell’acqua) senza perdite apprezzabili di principi attivi.
Gli estratti secondo l’invenzione possono anche essere addizionati a pane, pizza, fette biscottate, biscotti, bevande ed alimenti anche proteici in generale.
Secondo un altro aspetto preferito, gli estratti dell’invenzione sono formulati in capsule o compresse normali o gastroprotette, in modo da favorire l’attività topica locale lasciando inalterata la funzione digestiva a livello dello stomaco. Secondo un aspetto preferito, le formulazioni contenenti gli estratti dell’invenzione saranno addizionate di oli ricchi in digliceridi.
Secondo un ulteriore aspetto, le composizioni dell’invenzione possono contenere inoltre altre sostanze ad attività utile o complementare.
Le composizioni dell’invenzione sono formulate secondo tecniche convenzionali come descritto, per esempio, in “Remington’s Pharmaceutical Handbook†, Mack Publishing Co., N.Y., USA. In particolare, le composizioni dell’invenzione sono formulate secondo tecniche convenzionali di formulazione di ingredienti vegetali che richiedono cura particolare nell’evitare interazioni con gli eccipienti e le matrici delle capsule. Esempi di formulazioni orali sono compresse, confetti, capsule di gelatina molle e dura e capsule di cellulosa.
Gli esempi più sotto riportati illustreranno ulteriormente l’invenzione.
Esempio 1 - Preparazione dell’estratto di Helianthus annuus attraverso nanofiltrazione
10 Kg di semi di Helianthus annuus deoleati vengono pellettizzati ed estratti con una miscela di etanolo / acqua 85% v/v contenente una quantità di H2SO4sufficiente a mantenere il pH a 2.5, fino all’esaurimento in acidi caffeoilchinici. L’estrazione à ̈ effettuata ad una temperatura di 40°C. La soluzione idroalcolica viene concentrata fino a 10 L “fino a completa eliminazione dell’etanolo†quindi si filtrano prodotti insolubili in acqua. La soluzione acquosa viene alcalinizzata fino a pH 5 e poi sottoposta ad ultrafiltrazione utilizzando una membrana organica piatta a 10 KDa. Successivamente, la soluzione perfettamente limpida contenente la totalità degli acidi caffeoilchinici, flavonoidi ed altri polifenoli in piccola quantità, viene sottoposta a nanofiltrazione usando una membrana di ceramica con cut off di 400 Da. Nel retentato sono concentrati gli acidi caffeoilchinici, mentre il permeato contente sali e zuccheri e prodotti indesiderati a basso peso molecolare à ̈ scartato. Il retentato viene concentrato fino ad un residuo secco del 10% ed atomizzato. Si ottengono 1.2 Kg di estratto di colore beige chiaro avente un titolo in acidi caffeoilchinici del 56% per HPLC ed un titolo in acidi clorogenici del 32%. Questo estratto viene utilizzato per la preparazione di capsule o compresse oppure per essere aggiunto in opportuno dosaggio ai vari alimenti.
Esempio 2 - Preparazione dell’estratto di Helianthus annuus attraverso cromatografia
50 kg di semi deoleati di Helianthus annuus vengono pellettizzati ed estratti con una miscela di etanolo / acqua 85% v/v contenente una quantità di H2SO4sufficiente a mantenere il pH a 2.5, fino all’esaurimento in acidi caffeoilchinici. L’estrazione viene effettuata ad una temperatura di 40°C. Si scarta la biomassa residua mentre si concentra la soluzione idroalcolica fino all’eliminazione dell’etanolo. Si concentra la soluzione acquosa fino a 10 L, quindi si filtrano I prodotti insolubili in acqua. Si alcalinizza a pH 5 la soluzione acquosa e la si sottopone a ultrafiltrazione con membrana organica con cut off di 10 KDa. Il concentrato acquoso limpido viene fatto assorbire su 50 L di una resina di assorbimento polistirenica dalla quale si ricupera successivamente l’estratto attivo mediante eluizione della resina con etanolo/acqua 90%.
Dopo concentrazione a secchezza si ottengono circa 4 kg di estratto contenente il 56% di acidi caffeoilchinici espressi come acidi clorogenici.
Esempio 3 - Capsule di cellulosa
Capsule di cellulosa tipo 0 sono riempite con gli ingredienti sotto
riportati:
Composizione unitaria:
Estratto di Helianthus annuus 250 mg
Lecitina di soia 10 mg
Olio di girasole q.b. a 700 mg
Esempio 4 - Compresse
Composizione unitaria:
Estratto di Helianthus annuus 200 mg
Cellulosa microcristallina 300 mg Lattosio 190 mg Biossido di silicio 5 mg Magnesio stearato 5 mg
Esempio 5 - Preparazione di un alimento (pizza)
Si mescolano circa 200 g di farina con 10 g di lievito di birra, sale, olio
e 50 ml di acqua. Si impasta il tutto quindi si aggiungono 500 mg di estratto
di Helianthus annuus e si lascia a riposo per 2h. Successivamente si stende
l’impasto in un piatto, si aggiungono il formaggio ed altri ingredienti
desiderati e si cuoce la pizza in forno caldo a 200°C fino a cottura.Si
confronta l’indice glicemico di questa pizza con quello di una pizza preparata
con gli stessi ingredienti ma senza l’aggiunta dell’estratto di Helianthus
annuus: l’indice glicemico à ̈ risultato inferiore del 15%.

Claims (15)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la preparazione di estratti di Helianthus annuus, che comprende: a) l’estrazione dei residui industriali di Helianthus annuus con miscele acquose di alcoli alifatici; b) la concentrazione nel vuoto della soluzione idroalcolica dallo stadio a) fino a completa eliminazione del solvente alcolico, e la filtrazione di eventuali insolubili e fasi grasse residue; c) l’aggiustamento del pH della soluzione acquosa dallo stadio b) fino a pH 5; d) l’ultrafiltrazione della soluzione acquosa dallo stadio c) su membrana organica da 400Da; e) la cromatografia o la nanofiltrazione della soluzione dallo stadio d); f) la concentrazione del retentato dallo stadio e) nel vuoto o tramite atomizzazione.
  2. 2. Procedimento della rivendicazione 1, in cui nello stadio a) i residui industriali di Helianthus annuus sono gli estratti di semi di Helianthus annuus ottenuti per estrazione a caldo con esano seguita da allontanamento del solvente a temperature superiori a 100°C.
  3. 3. Procedimento della rivendicazione 1, in cui nello stadio a) l’estrazione viene realizzata con miscele acquose di etanolo/acqua, in presenza di acidi organici od inorganici in grado di mantenere un pH inferiore a 2.
  4. 4. Procedimento della rivendicazione 3, in cui nello stadio a) l’estrazione viene realizzata con miscele acquose di etanolo/acqua 80% v/v in presenza di acido solforico diluito.
  5. 5. Procedimento della rivendicazione 1, in cui nello stadio c) l’aggiustamento del pH della soluzione acquosa a valori intorno a 5 viene effettuato impiegando carbonato di calcio.
  6. 6. Procedimento della rivendicazione 1, in cui nello stadio e) la soluzione viene sottoposta a cromatografia su resina di assorbimento utilizzando una resina polistirenica e/o a scambio ionico ed assorbimento.
  7. 7. Procedimento della rivendicazione 1, in cui nello stadio e) la soluzione viene sottoposta a nanofiltrazione su membrane di ceramica con cut-off da 400 a 600 Da.
  8. 8. Estratti di Helianthus annuus ottenuti con il procedimento delle rivendicazioni 1-7.
  9. 9. Estratti di Helianthus annuus della rivendicazione 8, aventi un contenuto in acidi caffeoilchinici dal 40 all’80%, preferibilmente tra 50 e 60%.
  10. 10. Estratti di Helianthus annuus delle rivendicazioni 8 e 9, complessati con proteine vegetali o animali.
  11. 11. Formulazioni comprendenti gli estratti di Helianthus annuus delle rivendicazioni 8-10.
  12. 12. Formulazioni della rivendicazione 11 contenenti da 50 a 500 mg di estratti di Helianthus annuus.
  13. 13. Formulazioni delle rivendicazioni 11-12, contenenti inoltre oli arricchiti in di gliceridi ed eventualmente surfattanti.
  14. 14. Formulazioni delle rivendicazioni 11-13 presentate come capsule o compresse normali o gastroprotette.
  15. 15. Alimenti a base di carboidrati contenenti gli estratti delle rivendicazioni 8-10. Milano, 16 ottobre 2012
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