COMPOSICIONES HIGROSCÓPICAS ESTABLES Y MÉTODOS PARA ESTABILIZAR INGREDIENTES HIGROSCÓPICOS
Antecedentes de la Invención Esta invención se refiere a métodos y composiciones para proveer sustancias higroscópicas en una forma que es estable en un ambiente húmedo. De manera mas específica, la invención está dirigida a métodos y composiciones para estabilizar ingredientes bio-activos higroscópicos, tales como cloruro de colina o hidrocloruro de lisina, en una composición de alimentación para animales y también proveer protección significativa contra rumen para el ingrediente . Se ha establecido ampliamente que incrementos significativos en las eficiencias de la alimentación animal pueden ser obtenidas mediante el uso de ciertos aditivos para alimentos. Esto ha sido particularmente cierto en la alimentación de los poligástricos donde es ahora la práctica habitual complementar la dieta con materiales tales como vitaminas y aminoácidos. Los aminoácidos representan un grupo particularmente útil de aditivos pues son las unidades a partir de las cuales se construyen las moléculas de proteínas. Aunque se emplean como aditivos para la alimentación muchos materiales biológicamente activos, se reconoce que muchos de éstos son utilizados de manera ineficiente por los rumiantes debido a su degradación en el rumen. De esta manera, no se usan rutinariamente materiales tales como aminoácidos individuales y ciertas vitaminas en los alimentos para rumiantes debido a su susceptibilidad a la degradación ruminal . El rumen, que es esencialmente un termentador continuo, soporta una variedad de microorganismos bajo condiciones neutras (pH = 5-8) que atacan y digieren la mayor parte del alimento como parte de su ciclo normal de vida. Los microorganismos del rumen usan el alimento para sintetizar proteína microbiana. Una corriente de ingesta, rica en células microbianas, pasa fuera del rumen al omaso. La función del omaso es la de separar líquidos y sólidos. Muchos de los líquidos re-entran al rumen mientras el resto del material entra al abomaso o estómago verdadero. La digestión y la absorción prosiguen entonces en el abomaso en una manera similar a la encontrada en los monogástricos . Las enzimas secretadas al lumen del abomaso digieren mucho del material, incluyendo algo del contenido en las células microbianas. El rumen tiene la gran ventaja de ser capaz de convertir muchos componentes de la alimentación por acción microbiana, los cuales no tienen valor nutritivo directo para el anfitrión a los productos que pueden ser asimilados y utilizados por el anfitrión. Por ejemplo, la urea puede ser convertida en proteína microbiana que subsecuentemente puede ser digerida y utilizada por el animal anfitrión. La celulosa puede ser convertida en una mezcla de ácidos grasos volátiles que pueden servir como fuente de energía al anfitrión.
Desafortunadamente, esta acción microbiana también presenta ciertas desventajas. Por ejemplo, las proteínas solubles de alto valor nutricional pueden ser digeridas y desaminadas en el rumen y en parte re-sintetizadas en proteína microbiana de menor valor nutricional. Los aminoácidos, las unidades a partir de las cuales se construyen las moléculas de proteína, son también cambiados químicamente por los microorganismos del rumen que convierten aminoácidos en bióxido de carbono, ácidos grasos volátiles y amoníaco. Finalmente, es difícil proveer complemento objetivo de aminoácidos a rumiantes, pues el perfil de aminoácidos alimentados no igualará el perfil de aminoácidos presentados para digestión y absorción en el intestino delgado. Es bien reconocido en la materia que esta actividad microbiana del rumen limita la productividad de los rumiantes. En consecuencia, se han invertido muchos esfuerzos hacia proveer una sustancia bio-activa en una forma que pase a través del rumen esencialmente no alterada, pero que sufra desintegración y absorción en el abomaso. Numerosas patentes divulgan revestir sustancias bio-activas con material que sobrevive al rumen pero que se degrada en el abomaso. Por ejemplo, la patente US 4,713,245, de Ando, divulga un gránulo que sobrevive al rumen que comprende un núcleo de material bio-activo, una sustancia de revestimiento estable a pH neutro (como se encuentra en el rumen) pero disuelta o desintegrada a un H = 3 (como se encuentra en el abomaso) , y al menos otro revestimiento seleccionado del grupo que consiste en ácidos grasos teniendo al menos 14 átomos de carbono y ceras, grasa animal, y grasa vegetal teniendo un punto de fusión de 40 "C o mas . La patente US 4,832,967, de Autant, divulga un revestimiento que sobrevive al rumen de dos capas para sustancias bio-activas solubles en agua. El material en partículas resultante es estable a un pH al menos tan elevado como 5.5, y libera sustancia bio-activa a un pH de 3.5 o menos. El medio de revestimiento comprende una primera capa de revestimiento consistente en material sensible a variaciones de pH y una segunda capa de revestimiento consistente en una composición hidrófoba que debe incluir un relleno inorgánico si el núcleo bio-activo no ha sufrido un tratamiento superficial (aplicación de aglutinante hidrófobo) . Esta capa externa de revestimiento hidrófobo es provista con una textura que permite difusión o penetración del medio líquido externo. El revestimiento externo de preferencia contiene una mezcla de sustancias hidrófobas. La patente US 4,876,097, de Autant, divulga una composición de revestimiento que es estable a un pH menor o igual que alrededor de 3.5. El revestimiento comprende un aglutinante insoluble en agua, formador de película, que contiene una sustancia que controla la hidrofilicidad, y opcionalmente una sustancia que es sensible al pH. Tanto ceras (hidrófobas) como propilenglicol (soluble en agua) son adecuados para controlar el equilibrio hidrófilo/hidrófobo. Controlar la hidrofilicidad de la partícula se dice que limita la liberación del material bio-activo en medios neutros o ligeramente ácidos, es decir en el rumen. En medios sumamente ácidos, es decir el abomaso, se activan rellenos sensibles al pH por parte del medio, que se difunde lentamente a una tasa establecida por la hidrofilicidad del revestimiento. La disolución o hinchazón resultante del relleno sensible al pH degrada el revestimiento y libera el material bio-activo. La patente US 3,541,204, de Sibbald, divulga grasas y ceras vegetales y animales hidrogenadas, tales como cera de salvado de arroz, como revestimientos que sobreviven al rumen pero que son desintegrados en el tracto intestinal. Un problema bien reconocido con tales revestimientos que pueden sobrevivir al ambiente del rumen es que los gránulos revestidos tienden a flotar sobre el contenido del rumen. Si las cápsulas o gránulos flotan por un periodo suficiente, serán regurgitados. La regurgitación incrementa la posibilidad de que el revestimiento sea comprometido o destruido durante la rumia. En consecuencia, muchas de las patentes antes descritas disponen el ajuste de la densidad de la cápsula o el gránulo por adición de un agente de peso de alta densidad, para asegurar que el gránulo se hunda. Sin embargo, como se divulga por parte de Sibbald, la densidad no debe ser tan grande como para que la cápsula se hunda al piso del rumen y permanezca ahí de manera indefinida. Sibbald divulga una densidad ajustada de 0.8 a 2.0, de preferencia de alrededor de 1.0 a 1.4 g/cc . La patente US 6,013,286, de Klose, reconoce que meramente ajustar la densidad de la cápsula o el gránulo puede no ser suficiente, pues las partículas revestidas con material hidrófobo puede flotar sobre agua (y sobre el rumen) , aun cuando las partículas han sido densificadas a una gravedad específica mayor que la del agua (o fluido del rumen) . Como una solución a este problema, Klose divulga que puede aplicarse un tensioactivo a la superficie del revestimiento hidrófobo en una cantidad suficiente para asegurar que las partículas no floten sobre el rumen . Aunque en la materia se han logrado composiciones útiles para proveer sustancias bio-activas en una forma que pase a través del rumen sin degradación significativa, v.gr., Klose (patente US 6,013,286), las composiciones que utilizan revestimientos hidrófobos no ofrecen protección adecuada contra el rumen si primero se exponen a alimentaciones húmedas por cualquier periodo de tiempo significativo. Este es un problema particularmente significativo con sustancias bio-activas higroscópicas. En consecuencia, la materia enseña en tales casos que la alimentación para animales sea aderezada en la parte superior con el material revestido, es decir, las partículas revestidas deben añadirse al alimento para animales justo antes de la alimenta-ción . Existen generalmente problemas similares con cualquier ingrediente higroscópico que esté expuesto a un ambiente húmedo por cualquier periodo de tiempo significativo. A saber, el material higroscópico revestido será alterado o degradado si se expone a tal ambiente por un tiempo suficiente. Tal exposición generalmente cambia la función del encapsulado. Por ejemplo, una sal higroscópica encapsulada pierde su función de enmascarar el sabor después de exposición prolongada en la composición húmeda. De esta manera, continúa existiendo una necesidad de métodos y composiciones para la protección controlada de materiales higroscópicos que estén expuestos a un ambiente húmedo por periodos de tiempo considerables antes de su uso pretendido. Mas específicamente, existe una necesidad de métodos y composiciones para proveer protección controlada para sustancias bio-activas higroscópicas en alimentos húmedos para animales. Compendio de la Invención La presente invención está dirigida a métodos y composiciones para proveer protección controlada para ingredientes higroscópicos que serán expuestos a ambientes húmedos por periodos de tiempo considerables. Los métodos y las composiciones son particularmente útiles para estabilizar un ingrediente bio-activo higroscópico, tal como cloruro de colina o hidrocloru-ro de lisina, en una composición alimenticia para animales, y también para proveer protección adecuada contra el rumen en alimentos para rumiantes. En un aspecto, la invención se refiere a un método para estabilizar un ingrediente higroscópico en una composición húmeda, que incluye: (a) encapsular el ingrediente higroscópico con un revestimiento lípido en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 60% en peso del ingrediente higroscópico después de que el ingrediente encapsulado es combinado con la composición húmeda por un periodo de tiempo de al menos alrededor de un día; y (b) combinar el ingrediente higroscópico encapsulado con la composición húmeda. El ingrediente higroscópico puede ser cloruro de colina o hidrocloruro de lisina. La composición húmeda típicamente tiene una actividad de agua de al menos alrededor de 0.1. De preferencia, la composición húmeda tiene una actividad de agua en el rango de alrededor de 0.2 a alrededor de 0.9 y, con mayor preferencia, en el rango de alrededor de 0.3 a alrededor de 0.7. La composición húmeda es de preferencia un alimento para animales y, con mayor preferencia, un alimento para rumiantes. De preferencia, el ingrediente higroscópico encapsulado está en la forma de partículas teniendo un núcleo, que incluye al ingrediente higroscópico, y un revestimiento lípido. En una forma de realización, el revestimiento lípido consiste esencialmente en aceite vegetal hidrogenado, aceite de maíz hidrogenado, aceite de semilla de algodón hidrogenado, aceite de cacahuate hidrogenado, aceite de semilla de palma hidrogenado, aceite de girasol hidrogenado, y sus mezclas. El aceite vegetal hidrogenado es de preferencia aceite de frijol de soja hidrogenado. En otra forma de realización, el revestimiento lipido es principalmente aceite vegetal hidrogenado, mezclado con cantidades menores de una cera seleccionada del grupo que consiste en cera de abejas, cera de petróleo, cera de salvado de arroz, cera de castor, cera micro-cristalina, y sus mezclas. De preferencia, el aceite vegetal hidrogenado es aceite de frijol de soja hidrogenado y la cera es cera de abejas. En una forma de realización, el revestimiento lipido también incluye uno o mas aditivos discretos que impactan la liberación y/o la estabilidad y/o la densidad del encapsulado.
De preferencia, los aditivos discretos son seleccionados del grupo que consiste en fosfato dicálcico, fosfato tricálcico, sales, hierro, aluminosilicato de sodio, quitosana, y sus combinaciones . En otra forma de realización, el revestimiento lipido también incluye un tensioactivo . De preferencia, el revestimiento lipido está presente en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 80% en peso y, con la mayor preferencia, al menos alrededor de 90% en peso del ingrediente higroscópico.
De preferencia, el periodo de tiempo es al menos de alrededor de una semana, con mayor preferencia en el rango de alrededor de una a alrededor de ocho semanas y, con la mayor preferencia, en el rango de alrededor de dos a alrededor de cuatro semanas. En otro aspecto, la invención se refiere a un método para la protección controlada de una sustancia bio-activa higroscópica contenida en una composición alimenticia húmeda contra la porción de rumen del sistema digestivo de un rumiante. El método incluye : (a) encapsular la sustancia bio-activa higroscópica con un revestimiento lipido en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 60% en peso de la sustancia bio-activa higroscópica después de que la sustancia encapsulada es combinada con el alimento por un periodo de tiempo de al menos alrededor de una semana, y posteriormente pasa a través de la porción de rumen del sistema digestivo de un rumiante; (b) combinar la sustancia encapsulada con la composición alimenticia; (c) retener la combinación de la sustancia encapsulada y la composición alimenticia por un periodo de tiempo de al menos alrededor de una semana; y (d) alimentar la combinación de la composición alimenticia y la sustancia encapsulada al rumiante. De preferencia, el revestimiento lipido está presente en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 80% en peso, con la mayor preferencia al menos alrededor de 90% en peso de la sustancia higroscópica. De preferencia, el periodo de tiempo está en el rango de alrededor de una a alrededor de ocho semanas y, con mayor preferencia, en el rango de alrededor de dos a alrededor de cuatro semanas . El paso de encapsulación es de preferencia llevado a cabo aplicando un revestimiento lípido continuo a la sustancia bio-activa higroscópica en un proceso de un paso. En otro aspecto, la invención está dirigida a una composición que contiene un ingrediente higroscópico estabilizado, que incluye: (a) un material húmedo; y (b) un ingrediente higroscópico estabilizado con un revestimiento lípido de protección controlada en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 60% en peso del ingrediente higroscópico después de un periodo de tiempo de al menos alrededor de un día. La presente invención provee métodos y composiciones útiles para proteger ingredientes o materiales higroscópicos de condiciones ambientales, v.gr., un ambiente húmedo, que de otra manera alterarían el material higroscópico encapsulado de su uso pretendido. De manera mas específica, la invención provee métodos y composiciones para estabilizar un ingrediente higroscó-pico en una composición alimenticia húmeda para rumiantes por un periodo de tiempo designado y posteriormente proteger el ingrediente higroscópico en la porción de rumen del sistema digestivo de un rumiante. Objetivos, ventajas y características novedosas adicionales de la invención serán señaladas en parte en la descripción y los ejemplos que siguen, y en parte serán evidentes a los técnicos en la materia pre io examen de lo siguiente, o pueden ser aprendidos mediante la puesta en práctica de la invención. Los objetivos y las ventajas de la invención pueden ser alcanzados y logrados por medio de las maneras de instrumentación y las combinaciones particularmente señaladas en las reivindicaciones anexas. Descripción Detallada de la Invención La presente invención incluye métodos y composiciones para proveer protección controlada para ingredientes higroscópicos que estarán expuestos a ambientes húmedos por periodos de tiempo considerables. Los métodos y las composiciones son particularmente útiles para estabilizar una sustancia bio-activa higroscópica, tal como cloruro de colina o hidrocloruro de lisina, en una composición alimenticia para animales, y también para proveer protección adecuada contra rumen en alimentos para rumiantes . El término "ingrediente higroscópico" quiere decir un ingrediente que absorberá humedad o agua fácilmente del ambiente circundante o que se alterará o degradará de otra manera de su uso pretendido por la presencia de agua o humedad en el ambiente circundante. "Ingredientes higroscópicos" incluyen aquellos materiales que ganan mas de 2% en peso después de exposición á humedad relativa del 66%, a temperatura ambiente, por 24 horas. La presente invención es particularmente útil para ingredientes que ganan agua en mas de alrededor de 5% en peso, con mayor preferencia alrededor de 10% en peso, y con la mayor preferencia alrededor de 15% en peso, después de exposición a una humedad relativa del 66%, a temperatura de habitación, por 24 horas, o ingredientes que son altamente solubles en agua, es decir teniendo una solubilidad en agua en exceso de alrededor de 40 g, con mayor preferencia alrededor de 50 g, y con la mayor preferencia alrededor de 60 g, por 100 g de agua a 25 °C. El término "sustancia bio-activa" quiere decir cualquier sustancia o mezcla de sustancias que pueda tener cualquier uso nutricional o medicinal. De esta manera, las sustancias bio-activas pueden incluir nutrientes, vitaminas, minerales, fármacos, enzimas, proteínas, carbohidratos, péptidos, glicoproteínas, probióticos, prebióticos, hormonas o agentes de diagnóstico. Ejemplos de aminoácidos incluyen: metionina, lisina, treonina, leucina, isoleucina, triptófano, fenilalanina , valina y glicina. Ejemplos de derivados de aminoácidos incluyen: N-acilaminoácidos , v.gr., N-estearoilmetionina, N-oleoilmetioni-na, la sal calcio de N-hidroximetilmetionina, hidrocloruro de lisina, análogos hidroxi de metionina y glutamato de sodio. Ejemplos de vitaminas incluyen: vitamina A, palmitato de vitamina A, acetato de vitamina A, beta-caroteno, vitamina D2, vitamina D3, vitamina E, menadiona bisulfito de sodio, las vitaminas B, v.gr., tiamina, hídrocloruro de tiamina, riboflavina, ácido nicotínico, amida de ácido nicotínico, pantotenato de calcio, pantotenato de colina, hídrocloruro de piridoxina, cloruro de colina, cianocoba-lamina, biotina, ácido fólico y ácido p-aminobenzoico . Ejemplos de enzimas incluyen: preparación de proteasa, preparación de amilasa, preparación de enzimas mixtas y preparación de lipasa. Ejemplos de carbohidratos incluyen almidón, glucosa y sacarosa. Ejemplos de fármacos para uso animal incluyen: antibióticos tales como tetraciclinas, aminoglicósidos , macrólidos, polipéptidos, polisacáridos y poliéteres, vermífugos tales como Negphone, y anti-parasíticos tales como sales piperazina. Ejemplos de hormonas incluyen: hormonas estrógenas tales como estrógeno, estilbestrol y hexestrol, y hormonas tiroideas tales como tiroproteína y goitrógeno. Aunque estas sustancias son generalmente usadas solas, pueden también ser usadas en combinación como una mezcla. Con respecto de loso rumiantes, "sustancia bio-activa" incluye cualquier de las sustancias bio-activas antes descritas que son benéficas al rumiante al pasar el rumen y alcanzar el abomaso y/o el intestino. El término "ingrediente bio-activo higroscópico (o sustancia)" quiere decir cualquiera de las sustancias bio-activas antes descritas que absorberán humedad o agua fácilmente del ambiente circundante o cuya actividad o utilidad sea disminuida en tal ambiente . El término "composición húmeda" , que incluye materiales o alimentos húmedos, quiere decir un material que tiene un contenido de humedad que alteraría el encapsulado que contiene el ingrediente o sustancia higroscópico con el tiempo. En otras palabras, la composición o el alimento húmedo tiene una actividad de agua suficientemente elevada para ocasionar que el encapsulado que contiene el ingrediente o sustancia higroscópico absorba agua o sea alterado o disminuido de otra manera de desempeñar su propósito planeado durante un periodo de tiempo. La actividad de agua de la composición húmeda está típicamente en exceso de 0.1. De preferencia, la actividad de agua de la composición está en el rango de alrededor de 0.2 a alrededor de 0.9 y, con mayor preferencia, alrededor de 0.3 a alrededor de 0.7. Los alimentos para animales típicamente tienen un contenido de agua de hasta alrededor de 15% de agua y una actividad de agua en el rango de alrededor de 0.3 a alrededor de
0.7. De acuerdo con la presente invención, las partículas o los gránulos de la sustancia higroscópica son encapsulados en un revestimiento lípido. El revestimiento lípido protege sustan-cialmente los materiales higroscópicos de un ambiente húmedo por un periodo de tiempo designado. En el caso de una composición húmeda que contiene un ingrediente higroscópico, el revestimiento debe proteger sustancialmente el ingrediente de la composición húmeda por un periodo de tiempo designado. El revestimiento lípido provee la protección requerida para la sustancia higroscópica en ausencia de cualesquiera otros revestimientos protectores requeridos, tales como, por ejemplo, materiales poliméricos requeridos. En la misma manera, las partículas o los gránulos de las sustancias bio-activas antes discutidas son encapsulados con un revestimiento lípido. Un requerimiento para el material de revestimiento lípido en un alimento para rumiantes es el de prevenir sustancialmente la liberación de las sustancias bio-activas en la porción de rumen del sistema digestivo. El revestimiento debe ser esencialmente insoluble e impermeable en el rumen y debe tener un punto de fusión mayor que la temperatura del fluido del rumen (v.gr., alrededor de 40°C) . Otro requerimiento para el material de revestimiento lípido en un alimento para rumiantes es el de tener la capacidad de soportar las condiciones ambientales o de almacenamiento del alimento de alta humedad y un amplio rango de temperaturas por un periodo de tiempo designado sin una pérdida significativa de estabilidad al rumen. Los rangos de temperatura típicos incluyen -20 a +50°C. De esta manera, la sustancia bio-activa higroscópi- ca debe ser protegida esencialmente del rumen después de ser almacenada en el material alimenticio por un periodo de tiempo designado . De preferencia, el revestimiento lípido como mínimo tendrá la capacidad de retener al menos alrededor de 60% en peso de los ingredientes higroscópicos después de que el encapsulado se coloca en agua por cinco horas a temperatura de habitación. Con mayor preferencia, el revestimiento retendrá al menos alrededor de 70% en peso y, con la mayor preferencia, al menos alrededor de 80% en peso, bajo tales condiciones. Cualquier revestimiento lípido, o mezcla del mismo, que satisfaga los requisitos antes descritos puede ser usado en esta invención. Típicamente, los lípidos o materiales lípidos que satisfacen tales requisitos son materiales que son sustancialmen-te insolubles en agua, pero solubles en un llamado solvente graso, y que son sólidos o de una consistencia semi-sólida, similar a cera, a la temperatura a la que se desea la protección. El material lípido puede incluir materiales que son utilizados o no por el animal que lo ingiere. Ejemplos de tales materiales incluyen ceras, ácidos grasos, alcoholes grasos, ésteres de ácido graso, esteróles, fosfolípidos , y aceites hidrogenados. La cera puede ser una cera de parafina; una cera de petróleo; una cera mineral tal como ozokerita, ceresina, cera de Utah o cera de Montana; una cera vegetal tal como, por ejemplo, cera carnauba, cera del Japón, cera de bayas, o cera de lino; una cera animal, tal como, por ejemplo, esperma de ballena; o una cera de insectos, tal como cera de abejas, cera china, o cera de esmalte . De manera adicional, el material de cera puede ser un éster de un ácido graso teniendo 12 a 31 átomos de carbono y un alcohol graso teniendo 12 a 31 átomos de carbono, el éster teniendo de 24 a 62 átomos de carbono, o una mezcla de éstos. Ejemplos incluyen palmitato de miricilo, palmitato de cetilo, cerotato de miricilo, miristato de cetilo, palmitato de cerilo, certato de cerilo, melisato de miricilo, palmitato de estearilo, miristato de estearilo y laurato de laurilo. Los ácidos grasos pueden tener de 10 a 22 átomos de carbono y pueden ser, por ejemplo, ácido decenoico, docosanoico, esteárico, palmítico, laúrico o mirístico. Los alcoholes grasos pueden tener de 14 a 31 átomos de carbono y pueden ser, por ejemplo, alcohol laurílico, cetílico, estearílico, miristílico, miricílico, araquílico, carnubílico o cerílico . Los ésteres de ácidos grasos pueden ser ésteres mono, di o triglicerílieos formados a partir de ácidos grasos teniendo de 10 a 22 átomos de carbono, tales como por ejemplo diestearato de glicerilo, triestearato de glicerilo, monoestearato de glicerilo, dipalmitato de glicerilo, tripalmitato de glicerilo, monopalmitato de glicerilo, didocosanoato de glicerilo, tridoco-sanoato de glicerilo, monodocosanoato de glicerilo, monocaprato de glicerilo, dicaprato de glicerilo, tricaprato de glicerilo, monomiristato de glicerilo, dimiristato de glicerilo, trimirista-to de glicerilo, monodecenoato de glicerilo, didecenoato de glicerilo, o tridecenoato de glicerilo. Los esteróles pueden ser, por ejemplo, colesterol , estigmasterol o sitosterol . Los fosfolípidos o fosfatidas pueden ser, por ejemplo, lecitina . Revestimiento preferidos comprenden aceites vegetales hidrogenados, incluyendo triglicéridos tales como aceites hidrogenados de semilla de algodón, de maíz, de cacahuate, de frijol de soja, de palma, de semilla de palma, de babassú, de girasol y de cártamo. Aceites vegetales hidrogenados preferidos incluyen aceites de palma, de semilla de algodón y de frijol de Soja hidrogenados. El aceite vegetal hidrogenado mas preferido es aceite de frijol de soja hidrogenado. Otras grasas y ceras derivadas de vegetales y animales son también adecuadas. El método de aplicar el revestimiento al gránulo no es crítico, no forma parte de la presente invención, y puede ser llevado a cabo en cualquier manera en tanto el revestimiento satisfaga los requerimientos antes discutidos. Por ejemplo, los gránulos pueden ser suspendidos en el revestimiento líquido y la suspensión rociada en una "cámara de congelamiento" . De manera alternativa, los gránulos pueden ser rociados con los revestimientos de la presente invención, los gránulos siendo suspendidos mediante un flujo de aire (lecho fluidizado) . Las patentes US 4,511,584, en las columnas 3-5, y 4,511,592, en la columna 4, cuyas divulgaciones son incorporadas en la presente por referencia, enseñan métodos preferidos de aplicar revestimientos grasos a partículas granulares. Las patentes US 4,537,784, columna 4 ; 4,497,845, columna 4 ; 3,819, 838; 3,341,446; 3,279,994; 3,159,874; 3,110,626; 3,015,128; 2,799,241; y 2,648,609, cuyas divulgaciones son incorporadas en la presente por referencia, enseñan métodos y aparatos adicionales para aplicar revestimientos que pueden ser usados para producir los gránulos revestidos usados en la presente invención. En otro método, el material higroscópico por ser revestido puede ser colocado en una bandeja estándar de revestimiento de tabletas y el material lípido derretido y vertido en la bandeja giratoria. La bandeja es calentada a una temperatura sobre el punto de fusión del material lípido a fin de facilitar la distribución uniforme del material lípido sobre la superficie del material por revestirse. Después de que se distribuye uniformemente el material lípido, la bandeja y su contenido son dejados enfriar, continuando la rotación, y el material lípido sol idifica . De preferencia, el revestimiento lípido es aplicado en un proceso de un solo paso y en ausencia de cualesquiera solventes requeridos. Esta invención es particularmente útil para entregar las sustancias bio-activas higroscópicas cloruro de colina o hidrocloruro de lisina a rumiantes; sin embargo, la invención de ninguna manera está limitada a cloruro de colina o hidrocloruro de lisina como sustancias bio-activas. Otras composiciones húmedas incluyen muchos productos alimenticios diferentes, tales como sustitutos de mantequilla bajos en grasa, productos horneados; productos para el cuidado personal, tales como pasta de dientes, champús, cremas para la piel; productos domésticos, y sistemas de entrega de f rmacos. El material higroscópico es típicamente provisto en forma granular o de partículas antes de ser revestido o encápsu-lado con el material lípido. El gránulo o la partícula puede ser el material higroscópico solamente o, de manera alternativa, el material higroscópico en un portador, v.gr., portador de cereal. Los gránulos o las partículas encapsulados típicamente tienen diámetros en el rango de alrededor de 50 a alrededor de 1,000 mieras, aunque están incluidos otros tamaños fuera de esta rango, dependiendo del uso. El encapsulado típicamente tiene un núcleo, que incluye la partícula o el gránulo higroscópico, y el revestimiento lípido. El revestimiento lípido es aplicado en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 60% en peso del ingrediente higroscópico después de que el ingrediente encapsulado es combinado con la composición húmeda por un periodo de tiempo designado. De preferencia, el revestimiento está en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 80% en peso, con mayor preferencia al menos alrededor de 90% en peso y, con la mayor preferencia, al menos alrededor de 95% en peso del ingrediente higroscópico. El periodo designado es de preferencia de al menos de alrededor de un dia, con mayor preferencia al menos alrededor de una semana y, con la mayor preferencia, al menos alrededor de dos semanas o mas. Puede también ser deseable, dependiendo de la aplicación, aplicar el revestimiento lípido en una cantidad suficiente para retener solamente hasta una cantidad predeterminada del ingrediente higroscópico después de que el ingrediente encapsula-do es combinado con la composición húmeda por un periodo de tiempo designado. Por ejemplo, a fin de controlar la liberación de un ingrediente bio-activo higroscópico en una porción seleccionada del sistema digestivo de un animal, puede ser deseable aplicar un revestimiento lípido que retenga una cantidad predeterminada, v.gr., 80% en peso, del ingrediente después de que el encapsulado es combinado con un alimento húmedo para animales por un periodo de tiempo designado, v.gr., de dos semanas . De esta manera, de acuerdo con la presente invención, la cantidad predeterminada del ingrediente higroscópico retenida puede ser una cantidad en un rango, por ejemplo, de alrededor de 60 hasta alrededor de 95% en peso, de alrededor de 70 hasta alrededor de 90% en peso, o de alrededor de 70 hasta alrededor de 80% en peso, dependiendo de la aplicación. Con respecto a ingredientes bio-activos en alimentos para rumiantes, es importante que al menos una porción del ingrediente bio-activo higroscópico en el alimento para rumiantes sea liberada en la porción post-rumen del sistema digestivo del rumiante. De preferencia, sustancialmente toda la sustancia bio-activa que pasa a través del rumen será liberada en la porción post-rumen. Típicamente, a fin de lograr esto, la sustancia bio-activa encapsulada tendrá que ser expuesta a (o combinada con) la composición alimenticia húmeda por un periodo de tiempo antes de ser ingerida por el rumiante. De esta manera, el revestimiento lípido es generalmente aplicado en una cantidad que impedirá cualquier liberación significativa de la sustancia bio-activa en el rumen o la porción post-rumen del sistema digestivo, si se ingiere sin primero exponer el encapsulado a un ambiente húmedo.
La cantidad aplicada del revestimiento lípido es determinada por el tiempo de almacenamiento del alimento, es decir el periodo de tiempo que se combina el encapsulado con el alimento húmedo antes de ingestión por parte del rumiante. En el caso de una sustancia bio-activa higroscópica contenida en un alimento húmedo para rumiantes, se aplica un revestimiento líquido de protección controlada en una cantidad suficiente para retener al menos 60% en peso de la sustancia higroscópica después de que la sustancia encapsulada sea combinada con el alimento por un periodo de tiempo designado y posteriormente pasa a través de la porción de rumen del sistema digestivo del rumiante. De nuevo, el revestimiento lipido está de preferencia presente en una cantidad suficiente para retener al menos alrededor de 80% en peso y, con mayor preferencia, al menos alrededor de 90% en peso del ingrediente higroscópico. De preferencia, el periodo de tiempo es de al menos alrededor de una semana, con mayor preferencia en el rango de alrededor de una a alrededor de ocho semanas y, con la mayor preferencia, en el rango de alrededor de dos a alrededor de cuatro semanas. A fin de lograr los resultados deseados antes discutidos, el revestimiento lipido es típicamente aplicado al material higroscópico en el rango de alrededor de 40 a alrededor de 80% en peso, de preferencia alrededor de 50 a alrededor de 70% en peso, con base en el peso total del encapsulado, dependiendo del material higroscópico particular. La sustancia bio-activa, y opcionalmente el portador, está típicamente en el rango de alrededor de 20 a 60% en peso, de preferencia alrededor de 30 a alrededor de 50% en peso, con base en el peso total del encapsulado . De acuerdo con la presente invención, los encapsulados pueden contener aditivos cuyo papel es el de facilitar la implementación de las técnicas para preparar estos encapsulados o para mejorar las características físico-químicas. Puede ser ventajoso añadir agentes emulsificantes , agentes para mejorar la compatibilidad, agentes que impactan la liberación y/o la estabilidad, aditivos de densificación, o agentes de humectación. Si se incluyen, estos aditivos generalmente representan solamente un bajo porcentaje en peso del revestimiento. De los posibles aditivos, el revestimiento -lípido incluirá, de la manera mas factible, uno o mas aditivos discretos que impactan la liberación y/o la estabilidad y/o la densidad del encapsulado. De preferencia, los aditivos discretos son seleccionados del grupo que consiste en fosfato dicálcico, fosfato tricálcico, sales, hierro, aluminosilicato de sodio, quitosana, y sus combinaciones. Estos aditivos son típicamente añadidos en el rango de 1 a 30% en peso. Agentes humectantes adecuados también son incluidos típicamente en la composición encapsulada con relación a alimentos para rumiantes. Ejemplos de tales agentes de humectación incluyen polisorbato 60, polisorbato 80, propilenglicol , dioctilsulfosuccinato de sodio, y sus combinaciones. Otros agentes tensioactivos , agentes humectantes, y emulsificantes , tales como, pero sin limitarse a lauril sulfato de sodio, esteres lactílicos de ácidos grasos, ésteres poliglicerol de ácidos grasos, triacetina, y lecitina, son también adecuados para uso en esta invención. Los agentes humectantes son típicamente añadidos en el rango de alrededor de 0.01 a alrededor de 10% en peso, de preferencia en el rango de alrededor de 0.1 a alrededor de 3.0% en peso para polisorbato 60, polisorbato 80, y dioctilsulfosucci -nato de sodio, y de preferencia alrededor de 1 a alrededor de 5% en peso para propilenglicol . Los técnicos en la materia también reconocerán que pueden mezclarse con las partículas de la invención, para facilitar el manejo, agentes de flujo, tales como sílice finamente dividido. Ei emplos Los siguientes ejemplos no limitativos han sido llevados a cabo para ilustrar las formas de realización de la invención en la actualidad. Los ejemplos incluyen la preparación de encapsulados conteniendo ingredientes higroscópicos y evalúan la protección otorgada por el revestimiento encapsulado a diversos ambientes. Todos los encapsulados fueron preparados como se describió antes. Los componentes de revestimiento fueron derretidos y mezclados juntos. El sustrato fue revestido rociando el encapsulado sobre el mismo. El modificador de densidad de hierro fue añadido durante el proceso de revestimiento y el agente humectante fue añadido al final del proceso de revestimiento. Después del enfriamiento, el producto encapsulado fue pasado a través de un tamiz de malla seis para desintegrar los aglomerados.
Ejemplo 1
Ejemplo 2
Ejemplo 3
Composición del Encapsulado Porcentaje en Peso
Sustrato bio-activo - cloruro de 42.5 colina al 70% en portador de cereal Revestimiento lípido 49.6 Modificador de densidad, hierro 7.5 reducido Polisorbato 80 0.4
Ejem lo 4
Ejemplo 5
Ejemplo 6
El revestimiento lipido fue una mezcla de aproximadamente 90% en peso de aceite de frijol de soja hidrogenado y aproximadamente 10% de cera de abejas.
Se llevó a cabo una prueba de derivación de rumen in vi tro, como sigue: una muestra de 0.3 g del material encapsulado en una bolsa de poli-fibras Ankom 57 fue añadida a una solución de 400 mi de fluido de rumen y 1,600 mi de un amortiguador in vi tro, a 39°C. Se prepararon tres bolsas para cada muestra. El amortiguador in vi tro contenia lo siguiente, en agua destilada: 1.6 g de NH4HC03, 14 g de NaHC03, 2.28 g de Na2HP04, 2.48 g de KH2P04, 0.24 g de MgS04.7H20, 0.264 g de CaCl2.2H20, 0.2 g de MnCl2.4H20, 0.02 g de CoCl2.6H20, 0.16 g de FeCl3.6H20, 0.002 g de Resazurin, 0.49 g de hidrocloruro de cisteína, 0.532 g de Na2S, 0.16 g de NaOH. Después de 12 horas, la bolsa y el encapsulado fueron secados a 60°C. El porcentaje de derivación de rumen fue calculado con base en la cantidad de sustancia bio-activa higroscópica remanente en la bolsa de poli-fibra Ankom 57. La prueba de derivación de rumen fue repetida con una segunda muestra de los encapsulados , Ejemplos 1-3, salvo que la segunda muestra fue primero colocada en una cámara de humedad a una humedad relativa (RH) del 66% a temperatura ambiente, por cuatro semanas . Los resultados de las dos pruebas son listados mas adelante en la Tabla 1. Para los encapsulados 4-6, se repitió la prueba de derivación de rumen. Con un segundo conjunto de muestra de los encapsulados, Ejemplos 4-6, se colocaron 20 g de cada encapsulado en una bolsa de forraje de nilón y se sumergió en 1,000 g de alimento para animales, en un recipiente sellado, por tres semanas, a temperatura de habitación. El alimento para animales fue alimento de harina de maíz, comercialmente disponible (Agway) . El alimento para animales tenía un contenido de agua del 12%, 0.64 de actividad de agua, y su humedad relativa a temperatura de habitación en el recipiente sellado usado para acondicionar los encapsulados fue del 60%. Los resultados de las dos pruebas son listados mas adelante, en la Tabla 2. Tabla 1: encapsulados de cloruro de colina
Encapsulado Condiciones % de Derivación de Rumen 1 No expuestos a condiciones 99 húmedas 2 No expuestos a condiciones 98 húmedas 3 No expuestos a condiciones 85 húmedas 1 Cuatro semanas a 66% de HR 94 2 Cuatro semanas a 66% de HR 68 3 Cuatro semanas a 66% de HR 22
Tabla 2: encapsulados de hidrocloruro de lisina
Una revisión de las Tablas 1 y 2 revela que la exposición a las condiciones húmedas reduce el porcentaje de derivación de rumen para todos los encapsulados. Aunque el encapsulado 3 tiene 85% de derivación de rumen cuando no ha estado expuesto a condiciones húmedas, después de almacenamiento en un ambiente de alta humedad, el porcentaje de derivación de rumen es reducido considerablemente a 22%. Solamente aquellos encapsulados que tienen un mayor porcentaje de derivación de rumen, > 94% en estos ejemplos, antes de exposición a un alimento para animales húmedo o un ambiente de alta humedad, tiene un valor > 60% de derivación de rumen después de exposición a un alimento para animales húmedo o un ambiente de alta humedad. De esta manera, aunque se han divulgado las que se cree actualmente son las formas de realización preferidas de la invención, los técnicos en la materia apreciarán que cambios y modificaciones distintos y adicionales pueden hacerse sin apartarse del ámbito o espíritu de la invención, y se pretende que tales otros cambios y modificaciones estén incluidos en y caigan dentro del ámbito de la invención, como se define en las reivindicaciones anexas.