MX2013009976A - Moleculas de yodo biodisponibles mejoradas. - Google Patents
Moleculas de yodo biodisponibles mejoradas.Info
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Abstract
Esta invención se relaciona a la suplementación de las dietas de animales domesticados (ganado y aves de corral) con yodo en una manera biodisponible mejorada, es decir el yodo es más disponible al animal que cuando se utilizan fuentes de yodo convencionales, tal como yodato de calcio. El compuesto suplementario son complejos de alfa aminoácido yoduro de metal.
Description
MOLÉCULAS DE YODO BIODISPONIBLES MEJORADAS
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Esta invención se relaciona a la suplementación de las dietas de animales domesticados (ganado y aves de corral) con yodo en una manera biodisponible mejorada, es decir el yodo es más disponible al animal que cuando se utilizan fuentes convencionales de yodo, tal como yodato de calcio. El compuesto suplementario son complejos de alfa aminoácido yoduro de metal.
Es bien conocido que los animales domesticados
(ganado y aves de corral) están en la necesidad de suplementos de metales o minerales biodisponibles, aminoácidos esenciales y también están en la necesidad de yodo para la saludable nutrición del animal.
El yodo es un componente clave de las hormonas producidas por la glándula tiroides i La tiroides es responsable para el crecimiento, desarrollo del cerebro y la tasa a la cual los animales queman energía. Dos de las fuentes mucho más comunes de yodo utilizadas en la nutrición animal y por lo tanto utilizadas en suplementar dietas de animal son yodato de calcio (CaI03) y dihidroyoduro de etilendiamina (EDDI) . Una prueba de la eficiencia de la metabolización efectiva de la fuente de yodo por un animal es medir los niveles de yodo en el suero sanguíneo después de la ingesta del material nutriente.
En la industria alimenticia del animal se conoce que insuficiente disponibilidad de yodo al animal puede dar por resultado condiciones tales como bocios, falla reproductiva, crias débiles, rendimiento de leche reducida, mastitis, respiración anormal, tasa de crecimiento reducida y aun crias sin pelo. Los síntomas de toxicidad tradicionales de yodo en animales son anorexia, salivación en exceso, descarga nasal u ocular, aborto, neumonía y deformidades óseas/de tendones. Además, la alimentación excesiva de dihidroyodu.ro de etilendiamina (EDDI) se conoce que interfiere con el metabolismo de la Vitamina A. La alta dieta de nitrato de calcio, tiocianato, glucosinolato, perclorato, rubidio y cobalto interfiere con el metabolismo de yodo y puede incrementar los requerimientos de yodo. El hierro de metal para el uso de nutriente reduce la toxicidad del yodo, pero también puede incrementar la necesidad de requerimientos de yodo .
Por lo tanto, se puede observar que las fuentes de yodo ahora utilizadas convencionales én la alimentación animal, tales como sales de yodo inorgánicas o sales de amina todas tienen sus problemas únicos. Por lo tanto hay una necesidad continua para el desarrollo de fuentes de yodo únicas que proporcionen mejor disponibilidad al animal, es decir, niveles de suero en la sangre más altos sin simplemente adicionar más yodo. El objetivo primario de la
presente invención es cumplir esta necesidad al proporcionar complejos de metal mineral menor orgánicos de yodo, particularmente con complejos de aminoácido metal, y mucho más particularmente con aminoácidos que ocurren naturalmente y/o complejos de aminoácidos esenciales metal.
La lisina es un aminoácido esencial en la dieta de los mamíferos. Es decir, la lisina no se puede sintetizar por los mamíferos a una velocidad adecuada para cumplir los requerimientos metabolicos y por lo que debe ser suministrada en la dieta. El maíz es notoriamente bajo en lisina, y si se utiliza para los animales en una sola ración de grano requiere suplementación de lisina tanto para mantener la salud del animal como para lograr el crecimiento económico del animal. Las moléculas de lisina protegidas son un objetivo de propiedad común de las Patentes de los Estados Unidos Nos. 7,704,521 y 7,846,471. Como es explicado enseguida, los compuestos preferidos de la presente invención que proporcionan biodisponibilidad mej'iorada de yodo al proporcionar dos iones de yodo por molécula y son aquellos hechos de lisina reaccionada con un compuesto tal como zinc para hacer diyoduro de zinc de lisina (estructura I, enseguida) .
El método para lograr el objetivo primario anterior así como otros llegará a ser evidente de la descripción detallada de la invención. Se entiende que la invención no se
limita por su objetivo primario y que otras ventajas de la invención tales como eficiencia de síntesis, menor costo de yodo, aumento de yodo en el nivel de suero en la sangre, es decir, biodisponibilidad y efectividad de costo de la suplementacion nutricional también son todos logrados.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Las moléculas de yoduro de aminoácido de metal, de preferencia los diyoduros de lisina de metal que tienen una porción de yodo asociada con el átomo de metal y el segundo asociado con la sal de amina se preparan y se utilizan para proporcionar suplementacion de yodo biodiisponible mejorada de animales (ganado y aves de corral) con niveles de yodo en el suero en la sangre incrementados resultantes.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS
En el animal rumiante, el alimento ingerido primero pasa en el rumen donde se descompone parcialmente mediante fermentación bacteriana. Durante la fermentación del rumen, los microbios del rumen utilizan nitrógeno de los compuestos de nitrógeno que se han degradado para formar proteína microbiana. Las fuentes de nitrógeno para los microbios del rumen incluyen proteína degradable del ; rumen y péptidos, aminoácidos libres y urea. La proteína microbiana y la proteína de alimento no degradada pasa al abomaso y al intestino delgado donde el ácido clorhídrico y las enzimas mamíferas degradan la proteína microbiana y la proteína de
alimento no degradada a aminoácidos libres y péptidos cortos. Los aminoácidos y péptidos cortos se absorben en el intestino y los animales rumiantes utilizan los aminoácidos para la síntesis de proteína para sustentar vida, crecimiento, reproducir y producir leche.
De los veinte o más aminoácidos utilizados por él animal para sintetizar las proteínas, nueve se consideran que son esenciales. Ejemplos de los aminoácidos esenciales incluyen leucina, isoleucina, valina, me.tionina, treonina, lisina, histidina, fenilalanina y triptófano. Los aminoácidos esenciales son aquellos aminoácidos que se requieren en cantidades que excedente cantidades producidas por el animal, y deben ser suministrada mediante prqteína microbiana o proteína no degradada de rumen. Los aminoácidos suministrados en exceso se degradan por el animal y se excretan en la forma de urea. El proceso para sintetizar la urea del amoníaco es un proceso que requiere entrada de energía del animal. Si ciertos aminoácidos esenciales no se proponen en cantidades adecuadas, el animal será limitado en la; cantidad y tipo de proteína que puede producir, de esta manera limitando el desempeño del animal. Por lo tanto, suministrar las cantidades apropiadas de aminoácidos esenciales maximiza el desempeño del animal mientras que aumenta la eficacia de utilización de energía por el animal.
La lisina y metionina son dos de los aminoácidos
esenciales mucho más limitantes cuando se alimentan raciones a base de maíz. Los resultados de estudios también indican que el contenido de proteina de la leche es el mucho más sensible de las variables de producción (rendimiento de leche, leche corregida de grasa, proteina de leche, grasa de leche y contenido de grasa y proteina de leche) a alteraciones en el contenido de aminoácidos de digesta duodenal. Los investigadores han determinado, mediante cantidades increméntales de infusión de los aminoácidos limitantes en el duodeno de vacas lecheras lactantes, que la contribución requerida de lisina y metionina a los aminoácidos esenciales totales en la digesta duodenal para el contenido de proteina de leche máximo se aproximó 15% y 5.2%, respectivamente.
La presente invención se relaciona a ciertos complejos de yodo que proporcionan al animal (ganado o aves de corral) suplementación que proporciona tanto la oportunidad para la suplementación del aminoácido esencial, suplementación de yodo y también proporciona un mineral menor. Para el conocimiento presente del Solicitante, no ha habido compuestos que hayan proporcionado, en el pasado todas de estas suplementaciones en el mismo compuesto. Esto es importante debido a que frecuentemente a veces el espacio en una mezcla de alimento animal es un t problema; y esta invención cumple tres requerimientos nutricionales con una
molécula, con un resultado puro de biodisponibilidad mejorada del yodo en el suero de la sangre en comparación con fuentes normales de yodo, tales como EDDI y yodatjo de calcio.
El aminoácido mucho más preferido para el uso en la presente invención es lisina para proporcionar compuestos tales como diyoduro de lisina de zinc de la fórmula:
' (Estructura I)
Como se puede observar a partir de la Estructura I, el yodo se proporciona en este compuesto en dos fuentes; primero, en asociación con el átomo de zinc y segundo en la forma de sal de amina de yodo. De esta manera hay una oportunidad de "doble mejoramiento" con este compuesto. Es decir de otra manera, la estructura tiene tanto yodo de sal de amina como una sal de metal con yodo. La Estructura I para los diyoduros de lisina se puede generalizar reemplazando el átomo de zinc con que representa el ion de metal. Para la presente invención, los iones de metal adecuados pueden ser manganeso y hierro en caso que la fórmula generalizada seria:
(Fórmula generalizada para sales de lisina de diyoduro de metal - Estructura II)
Como es mencionado hasta ahora, la lisina es el aminoácido preferido pero no solo el único que se puede emplear en la presente invención. M puede ser zinc, manganeso o hierro. De hecho, la invención se puede generalizar a otros aminoácidos que ocurren naturalmente como sigue:
En la Estructura III en la fórmula anterior, M representa el ion de metal y puede ser zinc, manganeso o hierro. R representa cualquier porción restante de un aminoácido que ocurre naturalmente y se puede seleccionar del grupo derivado de aminoácidos esenciales que incluyen leucina, isoleucina, valina, metionina, treonina, lisina, histidina, fenilalanina y triptófano. El aminoácido también puede ser uno de los otros 20 o más aminoácidos utilizados por los animales para sintetizar proteínas y también ser una mezcla de una variedad de aminoácidos que conducen a una mezcla de sales de metal de yodo de aminoácidos (ver Ejemplo II enseguida) .
Debe ser notado que en la Estructura (III) el grupo amino se puede reemplazar con un hidroxi para formar complejos de metal de hidroxil ácido con yodo. Dicho de otra manera para generalizar, el grupo amino de la Estructura (III) se puede reemplazar con "X", y "X" puede ser ya sea
amino o hidroxilo. Otras posibilidades incluyen R es CH3, R es H, R es C2Hs y R es C2H4SCH3, caso en el cual el ácido es respectivamente ácido láctico, ácido glicólico, ácido hidroxibutirico y ácido hidroxi-metiltio-butirico (ver Ejemplo III) .
El proceso de preparación de las sales de yodo de metal de aminoácido es directo, simplemente mezclando cantidades en un medio acuoso del aminoácido y la fuente del ion de metal, por ejemplo si es zinc, yoduro de zinc. Se agita y se calienta durante un tiempo suficiente para permitir que la reacción ocurra, de preferencia alrededor de 100°C durante 30-40 minutos. Esto se sigue al enfriar a temperatura ambiente, secar para dejar un sólido el cual si no está en forma de polvo se muele para producir un material en polvo. Se puede secar al rociar o al secar por evaporación rotatoria, etc. Una de las eficiencias que proporciona efectividad de costo es la metodología simple para la preparación .
Los compuestos preparados como en lo anterior, y especialmente aquellos listados como es preferido, son fácilmente procesables. Se pueden vender puros como un aditivo suplementario o se pueden mezclar con portadores para mejorar el empaquetamiento, procesabilidad y el sabor. Los portadores preferidos son, por ejemplo, azúcar en polvo que significantemente mejora el sabor para los rumiantes que
ingieren el mismo. Por ejemplo, los derivados de Benzaldehido tienen un sabor de almendra el cual se puede enmascarar con azúcar en polvo.
Los compuestos también se pueden utilizar como una parte de la suplementación de mineral menor total para el animal .
Mientras que es preferido que los compuestos de la presente invención se adicionen sin portadores adicionales o material de relleno, como es mencionado hasta ahora, los aromatizantes se pueden utilizar como o 1 con el portador. Si se emplean portadores, el portador puede ser portadores adecuados tales como destiladores solubles de fermentación, granos de alimento, harina de mazorca de maíz, suero u otros materiales portadores celulósicos. También se pueden adicionar al mismo tiempo o con otras preparaciones de mineral menor.
La cantidad de suplemento adicionado a la ración de alimento variará, por supuesto, dependiendo de si se utilizan las composiciones puras o la composición con un portador. Básicamente el suplemento simplemente se mezclará con la ración de alimento, como es vendida.
Generalmente los compuestos deben ser adicionados a un nivel para proporcionar suficiente Yodo esencial para los niveles de desempeño de los animales y necesidades nutricionales diarias, es decir, dentro del intervalo de
aproximadamente 25mg/cabeza/día a aproximadamente 50 miligramos por animal por día para el nivel de desempeño y 5-10mg/días para el nivel de nutrición. De esta manera, el intervalo total de adición es de 5mg a 50mg por cabeza por día, dependiendo del objetivo.
Los siguientes ejemplos se ofrecen para ilustrar adicionalmente pero no para limitar los compuestos de la invención y como mostrar su uso para el mejoramiento efectivo de la suplementación de yodo en el ganado o aves de corral en el nivel de suero en la sangre.
EJEMPLO I
Síntesis de diyoduro de Lisina de Zinc (Estructura I)
Se disolvió lisina (4.24 gr, 0.029 moles) en agua (200mL) . A esta solución se adicionó Znl2 (9.26 gr, 0.29 moles) . Esta mezcla se agitó y se calentó a 100°C durante 35 minutos. Esta solución se dejó enfriar a temperatura ambiente y la solución resultante se secó mediante evaporación rotatoria dando por resultado un sólido blanquecino. El material se analizó para el contenido de zinc y contenido de yodo. El porcentaje de zinc 12.8 y porcentaje de Yodo 50.5.
EJEMPLO II
Síntesis de yoduro (Aminoácido)' de Zinc (Estructura III con aminoácidos mezclados y M = Z)
Una mezcla de aminoácidos se preparó al mezclar los
siguientes aminoácidos:
Esta mezcla de aminoácidos tiene un peso molecular promedio de 130.57
10.2 gr de esta mezcla de aminoácidos (0.078 moles) se dispersó en 250 mL de agua y se adicionó Znl2 (24.9 gr, 0.078 moles). Esta mezcla se calentó hasta que fue una solución. Esta solución luego se calentó! a 100°C durante 28 minutos. La mezcla se enfrió a temperatura ambiente y el agua se removió mediante . evaporación rotatoria. El producto resultante tuvo 13.9 por ciento de zinc y 53.2 por ciento de yodo .
EJEMPLO III
(Yoduro de ácido hidroxi-metiltio-bütirico de zinc) (Estructura III, M = Z y R es de metionina)
Se disolvió ácido hidroxil metiltio butanoico (solución al 88%) (35.7 gr, 0.21 moles) en 350 mL de agua. A
esta mezcla se adicionó Z.nl2 (67 gr, 0.21 moles). Esta mezcla se agitó y el pH se ajustó a pH = 3 por la adición de NaOH ION gota a gota. La mezcla se calentó durante 1.5 horas a 100°C. La mezcla resultante se enfrió y luego se secó a un sólido mediante evaporación rotatoria. Este sólido se analizó para 11.9% de zinc y 30% de yodo.
EJEMPLO IV
(Yoduro de glicina de zinc) (Estructura III, M = Zn y es de glicina)
Se disolvió glicina (28.6 gr, 0.381 moles) en 150 mL de agua. A esta mezcla se adicionó Znl2 (121.6 gr, 0.381 moles) y la solución completa se agitó y se calentó a 100°C durante 45 minutos. La mezcla se enfrió a temperatura ambiente y el solvente se removió mediante evaporación rotatoria. El sólido se analiza para zinc y yodo. El producto seco se analiza para 14.3% de zinc y 40% de yodo.
EJEMPLO V
(Síntesis de diyoduro de Lisina de Hierro)
Se disolvió lisina (4.76 gr, 0.0326 moles) en agua (lOOmL). A esta solución se adicionó FeI2 (10.1 gr, 0.0326 moles) . Esta mezcla se agitó y se calentó a 100°C durante 35 minutos. Esta solución se dejó enfriar a 'temperatura ambiente y la solución resultante se secó mediante evaporación rotatoria dando por resultado un sólido café. El
material se analizó para el contenido de hierro y contenido de yodo. El porcentaje de hierro 11.7% y porcentaje de Yodo 53.4%.
EJEMPLO VI
(Síntesis de diyoduro de Manganeso Lisina)
Se disolvió lisina (4.7 gr, (L0323 moles) en agua í
(lOOmL). A esta solución se adicionó Mnl2 (10.1 gr, 0.0323 moles) . Esta mezcla se agitó y se calentó a 100°C durante 35 minutos. Esta solución se dejó enfriar a temperatura ambiente y la solución resultante se secó mediante evaporación rotatoria dando por resultado un sólido blanquecino. El material se analizó para el contenido de zinc y contenido de yodo. El porcentaje de Manganeso 11.6% y porcentaje de Yodo 52.1%.
EJEMPLO VII
Este ejemplo ilustra los niveles de yodo en el suero en la sangre mejorados, que demuestran la superioridad sobre las fuentes convencionales.
EDDI = dihidroyoduro de etilendiamina
CaI03 = Yodato de Calcio
Las vacas productoras de carne preñadas, no lactantes, Angus Simmental, que pesan entre 1200 y 1700 lbs se asignaron a un estudio con un " diseño de bloque completamente aleatorio para determinar el efecto de los compuestos de yodo novedosos en la concentración de yodo en
suero como es comparado con EDDI y CaI03. Las vacas se bloquearon en peso corporal en 7 días antes del inicio de la prueba. Las vacas se alimentaron con un bolo que contiene 60 mg de yodo de las diversas fuentes desde el día 0 al día 10. El yodo de suero en la sangre se midió y se reportó como un promedio del día 2-14 y como un valor pico en el día 10. Los compuestos 1 y 2 mostraron niveles de yodo en la sangre más altos que CaI03 o EDDI.
60 mg de Yodo/día durante 10 días
EJEMPLO VI I I
otra prueba de eficacia, las vacas productoras de carne preñadas, no lactantes, Angus Simmental, que pesan entre 1200 y 1700 lbs se asignaron a un estudio con un diseño de bloque completamente aleatorio para determinar el efecto de los compuestos de yodo novedosos como es comparado con EDDI y CaI03 en concentración de yodo en suero. Las vacas se bloquearon en peso corporal a 7 días antes del inicio de la prueba.
60 mg de Yodo/día durante 10 días
Como se puede observar a partir de los ejemplos anteriores, el yodo enlazado al aminoácido de metal está produciendo un nivel de suero en la sangre mucho más alto de yodo que los materiales (EDDI, CaI03) estándares, que indican niveles de yodo biodisponibles mejorados.
Resultados similares se logran si el metal es manganeso o hierro, y si se emplean otros aminoácidos que ocurren naturalmente, individualmente o en combinación.
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- REIVINDICACIONES 1. Un método para mejorar la biodisponibilidad de yodo en el ganado y aves de corral de fuentes nutrientes de yodo, caracterizado porque comprende: alimentar animales con una cantidad efectiva de suplementacion nutricional de un yoduro de aminoácido esencial de metal de la fórmula: en donde M es un ion de metal seleccionado del grupo que consiste de zinc, manganeso e hierro, y R es una porción seleccionada para proporcionar la cadena principal de un aminoácido que ocurre naturalmente, a un animal en necesidad de la suplementacion de yodo. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad efectiva de suplementacion de dieta es una cantidad suficiente para proporcionar un nivel de aproximadamente 5 miligramos por cabeza por dia a aproximadamente 50 miligramos de yodo por cabeza por dia. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el suplemento se adiciona en conjunción con portadores no tóxicos. 4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque los portadores no tóxicos se seleccionan del grupo que consiste de azúcares, materiales solubles de fermentación, granos de alimento, harina de mazorca de maíz, suero y otros materiales portadores celulósicos . 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aminoácido es un aminoácido esencial seleccionado del grupo que consiste de leucina, isoleucina, valina, metionina, treonina, lisina, histidina, fenilalanina y triptófano . 6. Un método para mejorar la biodisponibilidad de yodo en el ganado y aves de corral de fuentes nutrientes de yodo, caracterizado porque comprende: alimentar animales con una cantidad efectiva de suplementación nutricional de un diyoduro de lisina de metal de la fórmula: ' en donde M es un ion de metal seleccionado del grupo que consiste de zinc, manganeso e hierro. 7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la cantidad efectiva de suplementación de dieta es una cantidad suficiente para proporcionar un nivel de aproximadamente 5 miligramos por cabeza por dia a aproximadamente 50 miligramos de yodo por cabeza por dia. 8. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el suplemento se adiciona en conjunción con portadores no tóxicos. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque los portadores no tóxicos se seleccionan del grupo que consiste de azúcares, materiales solubles de fermentación, granos de alimento, harina de mazorca de maíz, suero y otros materiales portadores de diyoduro de lisina caracterizado porque es un ion de metal seleccionado del grupo que consiste de zinc, manganeso e hierro. 11. El compuesto de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque M es zinc. 12. El compuesto de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque M ¡es manganeso. 13. El compuesto de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque M es hierro. 14. Complejos de metal de hidroxil ácido con yodo de la fórmula: caracterizados porque M es un metal seleccionado del grupo que consiste de zinc, manganeso e hierro, y R se selecciona del grupo que consiste de hidrógeno, metilo, etilo y 2- (metiltio) etilo. 15. El complejo de metal de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque R es 2- (metiltio ) -etilo . 16. Un método para mejorar la biodisponibilidad de yodo en el ganado y aves de corral, caracterizado porque comprende : alimentar animales con una cantidad efectiva de suplementación nutricional de complejo de metal de hidroxil ácido con yodo de la fórmula: donde M es un metal seleccionado del grupo que consiste de zinc, manganeso e hierro, y R se selecciona del grupo que consiste de hidrógeno, metilo, etilo y 2- (metiltio) etilo. 17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la cantidad efectiva de suplementación de dieta es una cantidad suficiente para proporcionar un nivel de aproximadamente 5 miligramos por cabeza por día a aproximadamente 50 miligramos de yodo por cabeza por día. 18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el suplemento se adiciona en conjunción con portadores no tóxicos. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque los portadores no tóxicos se seleccionan del grupo que consiste de azúcares, materiales solubles de fermentación, granos de alimento, harina de mazorca de maíz, suero y otros materiales portadores celulósicos .
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