MXPA04009248A - Esterificacion de xantofilas. - Google Patents

Abstract

La luteina y la zeaxantina, los componentes principales de las flores de calendula (maravilla), y la capsantina y capsorrubina, los carotenoides principales en el pimiento rojo, se eterifican principalmente con acidos grasos C-18. los pigmentos se vuelven a esterificar sin aislarlos del extracto saponificado natural, usando los acidos carboxilicos en el intervalo de 1 a 12 atomos de carbono (C1-C12) y sus ale metalicas correspondientes, en la presencia de un agente catalizador. Se obtiene ambas formas de diester y monoester. Se espera que los esteres de pigmentos con un acido graso de 1 o menos atomos de carbono, tengan una mejor capacidad de digestion que los esteres de las xantofilas en su estado natural, y una mejor estabilidad que las xantofilas hidrolizadas. Esto resultara en una mejor capacidad de pigmentacion de los carotenoides para las aves de corral y en la acuacultura.

Description

ESTERIFICACION DE XANTOFILAS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere a métodos químicos para esterificar las xantofilas (pigmentos amarillos) obtenidas de diversas fuentes, que incluyen las flores de caléndula ('maravilla') y los pimientos.

Descripción de la Técnica Relacionada Durante varias décadas, las xantofilas se han sometido a investigación constante, debido a su uso en el consumo tanto humano como animal . En los negocios de aves de corral, el color de la yema del huevo, al igual que de la piel de los pollos tiernos para asar es un factor importante relacionado con la calidad y la preferencia del consumidor. Debido a esto, ha habido un esfuerzo constante en proporcionar formulaciones para aves de corral que incluyan mejores agentes de pigmentación, donde sus características físicas y químicas permiten la mejor absorción, realizando así la pigmentación óptima a costos menores. Las xantofilas en las caléndulas se eterifican principalmente con los ácidos palmítico, esteárico y mirístico y otros de menor importancia (Alam et al. (1968) Lipids 3 (2) : 183-184) . Las gallinas que ponen huevos hacen mejor uso de los ésteres de luteína que la forma cristalina de luteína libre (Philip et al (1976) J. Food Sci . 41:23-25), que indica que puede deberse a una mejor solubilidad de los ésteres en los lípidos. Resultados similares se reportaron en la absorción de la capsantina de los pimientos (Hamilton et al. (1990) Poult. Sci. 69:462-470). Se ha encontrado que la luteína libre es mejor absorbida por los pollos tiernos que los ésteres (Fletcher et al. (1986) Poult. Sci. 65: 1708-1714) . Tyczkowski y Hamilton (1986) demostraron que la luteína se encuentra libre en el suero sanguíneo de los pollos y que se deposita en la piel como un éster después de la transformación enzimática. Se observaron diferencias entre las interacciones polares, derivadas de las formas esterificadas y libres de la zeaxantina y algunas de sus consecuencias reológicas (Zsako, et al. (1987) Rev. Roum. Chim. 32: 739-748) . Como la cadena de carbonos que forman el ácido graso del éster carotenoide es más corta, hay menos obstáculos estéricos y mayor polaridad. Independientemente de la polaridad relativa de varios carotenoides , el hidroxi alílico es hasta el 50% más polar que el grupo acetilo, confiriendo así a la zeaxantina una mayor polaridad que la luteína y también la luteina siendo más polar que los derivados acetilados de la zeaxantina o la luteína (Krinsky (1963) An. Biochem. 5: 293-02). La digestibilidad de los ácidos grasos en los pollos tiernos, al igual que las gallinas ponedoras se relacionan inversamente en la longitud de a cadena de carbonos (Yoshida, et al. (1970) Agr. Biol . Chem. 34(11): 1668-1675). Aquellos con mejor biodisponibilidad tienen entre 5 y 12 átomos de carbono y aquellos con menor biodisponibilidad tienen menos de 5 átomos de carbono (excepto el ácido acético) o más de 12 átomos de carbono. Una relación similar se aplica a los ésteres que indican los . derivados de metilo, etilo, propilo, butilo, amilo y hexilo de los ácidos grasos, mencionados anteriormente, son mejor absorbidos por tanto los pollos como las gallinas. Los estudios por Tyczkowski y Hamilon indican que la longitud de la cadena de carbonos y la saturación y concentración de los lípidos, incluidos en las dietas de aves de corral, tienen una influencia notable en la absorción de la luteína. Una mejor admisión se observó cuando los ácidos grasos son de cadena corta y/o están insaturados . Lo anterior se explica con base en la teoría micelar de digestión y la polaridad de los oxicaroteoides. En los pollos, se ha demostrado que la luteína, zeaxantina y otros carotenoides son mejor absorbidos en su forma libre que como ésteres naturales, como el palmitato, estearato, miristato, etc., que tienen un efecto definido en la pigmentación de la piel. En los pollos tiernos, la luteína de la caléndula se hidroliza antes de la absorción en el intestino y se transporta en esta forma a diferentes tejidos, pero antes del depósito en la piel el pigmento se re-esterifica (Martín-Garmendia et al. (1981) Com . Biochem. Physiol, 70 : 619-621). Es importante mencionar que las xantofilas esterificadas tienen mejor estabilidad contra varios factores, físicos y químicos, adversos, que sus formas hidrolizadas equivalentes. Breivik et al. (WO 03/003848A1) describe el uso de un diéster de astaxantina preparado con un ácido graso omega-3 y/o un ácido carboxílco de cadena corta para aumentar el crecimiento de los pescados cultivados. Tradicionalmente , la esterificación de los carotenoides de la caléndula se lleva a cabo para fines analíticos, haciendo a los derivados acetilados o derivados parcialmente acetilados, por reaccionar el carotenoide con el anhídrido acético, en la presencia de la piridina (Eugster (1995) Carotenoids : Volumen 1A, G. Britton, Ed. página 74, Birkhauser; Molnar (200) Helv. Chim. Acta 85:2349).

Bernhard, et al. (U.S. 4,883,887) desarrolló varios productos intermedios para la síntesis de los mismos carotenoides, entre los cuales se mencionan sus derivados mono- y di-acetilados, que usan para este proceso el anhídrido acético a una temperatura muy baja. Torres Cardona et al. (U.S. 5,523,494) describe un proceso de esterificación de las xantofilas de la caléndula, usando el anhídrido acético o propiónico para obtener el acetato o propionato correspondiente del carotenoide. La presencia de agua en el medio de reacción hace difícil el manejo de la reacción, debido a que ocurre una reacción violenta del anhídrido. Esta situación favorece la degradación intensa de los pigmentos y la acumulación del ácido acético o propiónico al igual que sus sales respectivas. Otros han reportado procesos para la esterificación de los carotenoides, usando cloruros de ácidos grasos, los cuales son necesarios para unirse a la cadena. Ningún proceso se ha reportado para fines comerciales, en donde el anhídrido acético o los cloruros de ácido no se han usado en alguna forma u otra, para la esterificación de las xantofilas de la caléndula .

Compendio de la Invención En una modalidad, se describe un proceso para la esterificación de las xantofilas, que incluye las etapas de: reaccionar un extracto que contiene las xantofilas con un ácido carboxilico, que tiene una longitud de cadena de carbonos entre 1 y 12, en la presencia de un catalizador; y remover continuamente el agua generada de la reacción, para facilitar la transformación a los esteres de la xantofila; y recoger el producto del éster de la xantofila.

En una modalidad preferida, las xantofilas en el extracto han sido o saponificas o isomerizadas, antes de la esterificación . En algunas modalidades, las xantofilas en el extracto se han saponificado e isomerizado en una etapa previa. En una modalidad preferida, el extracto se prepara desde un substrato, seleccionado del grupo que consiste de flores de caléndula, pimiento, alfalfa, maíz amarillo, gluten de maíz, algas y sus pigmentos purificados. En otra modalidad, dichas xantofilas incluyen los hidroxicarotenoides .

En una modalidad preferida de la invención, el substrato es de flores de caléndula y los carotenoides incluyen la luteína, zeaxantina y beta-criptoxantina. En otra modalidad preferida de la invención, el substrato es de pimientos y los carotenoides incluyen la capsantina, capsorrubina, zeaxantina y luteína. Las cadenas de carbonos de 1 a 12 están o saturadas o insaturadas. Los ácidos carboxílieos son de cualquier origen, sintético o natural. El "origen sintético" significa obtenido de una fuente artificial, tal como una síntesis química. El "origen natural" significa que tiene una fuente natural, tal como una fuente de una planta o un animal. Los ácidos carboxílicos de origen natural incluyen, pro no se limitan a aquellos encontrados en las grasas vegetales y aceites. En una modalidad más preferida, la longitud de cadena de carbonos está entre 5 y 12. En una modalidad, el catalizador es un ácido mineral, tal como' el ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido bromhídrico, ácido nítrico, ácidos similares, y sus mezclas. En una modalidad alternativa, el catalizador es un ácido orgánico, tal como el ácido p-toluensulfónico, ácido etilsulfurico, ácido etandisulfúrico, ácido bencensulfúrico, ácido dodecansulfónico, ácido cloroacético, ácido dicloroacético, ácido tricloroacético, trifluoruro de boro, y sales de piridina. En otra modalidad, el catalizador es un cloruro metálico, que incluye, pero no se limita al, cloruro de zinc, cloruro estanoso, cloruro de aluminio, sales de metales similares, y sus mezclas. En una modalidad preferida, el catalizador se usa en cantidades de 0.001 a 0.1 partes en peso en relación con la mezcla de reacción total . En una modalidad de la invención, se usan cantidades pequeñas de un solvente polar, en el intervalo de 0.001 a 0.1 partes en peso, en relación con el substrato. En una modalidad preferida, el solvente polar se selecciona del grupo que incluye una cetona, un hidrocarburo clorado, una amina, el dimetil-sulfóxido, dioxano y tetrahidrofurano . in embargo, se puede usar cualquier solvente que pueda mejorar la transferencia de masa durante la esterificación, acelerando así la reacción. En una modalidad de la invención, se usa el ácido carboxílico en una proporción de 0.1 a 5 partes en peso por cada parte del carotenoide. En una modalidad más preferida de la invención, se usa el ácido carboxílico en una proporción de 0.3 a 2 partes en peso por cada parte de carotenoide. En una modalidad preferida, la reacción toma lugar a una temperatura entre aproximadamente 25°C y 140°C. En una modalidad más preferida, la reacción toma lugar a una temperatura de aproximadamente 50°C a 110°C. En otra modalidad de la invención, la reacción toma lugar a la presión atmosférica. En una modalidad alternativa, la reacción toma lugar con un vacío de 2.54 a 63.5 cm de Hg. En una modalidad, la reacción se puede llevar a cabo bajo una corriente de un gas inerte. En una modalidad preferida, el gas inerte se selecciona del grupo que incluye el nitrógeno, dióxido de carbono o sus mezclas. En otra modalidad preferida, el tiempo de reacción está entre 30 minutos y 18 horas. En una modalidad más preferida, el tiempo de reacción está entre aproximadamente 2 y 1 horas.

En una modalidad de la invención, las xantofilas esterificadas incluyen los derivados monoesterificados , derivados diesterificados y sus mezclas. Estos derivados pueden ser obtenidos en cualquier proporción por la reacción con ácidos carboxílicos , que pueden estar saturados o insaturados y que tienen una cadena de 1 a 12 átomos de carbonos. En una modalidad preferida, la esterificación se relaciona selectivamente al ácido carboxílico usado es controlada por las condiciones del proceso. En otras palabras, la biodisponibilidad del producto del éster de xantofilas se relaciona selectivamente al ácido carboxílico usado. En una modalidad preferida, el agua de la reacción se elimina continua y selectivamente del proceso. En otra modalidad preferida, una conversión de más del 90% de las xantofilas monoesterificadas se logra. En un modalidad preferida alternativa, se logra una conversión de más del 90% de xantofilas diesterificadas . Aspectos, características y ventajas ulteriores de esta invención, llegaran a ser aparentes de la descripción detallada de las modalidades preferidas que siguen.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Un proceso útil para la esterificación de las xantofilas encontrado en los extractos saponificados y/o isornerizados de las flores de caléndula (Tagetes erecta L) y los pimientos (Capsicum annum L. ) se describe. El término de "xantofilas" incluye cualquiera de varios pigmentos accesorios amarillos que se encuentran en las hojas de las plantas, yemas de huevo, y plasma sanguíneo humano. Estos pigmentos son derivados del oxígeno de los carotenoides . El término más general de "carotenoides" se refiere a un grupo de pigmentos rojo, naranja, púrpura o amarillo, encontrados típicamente como pigmentos accesorios en plantas y en algunos hongos. En la presente aplicación, los términos de "xantofilas" y "cartenoides" se usan algo intercambiablemente. El proceso descrito usa los ácidos carboxílieos de la serie C-l a C-12 y sus sales metálicas respectivas, en la presencia de un exceso del mismo ácido, que trabaja como un solvente. Un catalizador se incluye, el cual puede ser un ácido mineral, como el ácido sulfúrico, ácido clorhídrico o un ácido orgánico, como el ácido p-toluensulfónico, trifluoruro de boro y una sal de piridina o cualquier cloruro metálico, como el cloruro de zinc, cloruro de estaño, cloruro de aluminio y otros, y también mezclas de los catalizadores antes mencionados. Los carotenoides esterificados de esta manera son útiles para la pigmentación de pieles de pollos tiernos o yemas de huevo y también pueden ser usados en otros alimentos de animales o para el consumo humano. Ellos pueden también servir como inmunoestimulantes y agentes de pigmentación en la agricultura, principalmente en algunos crustáceos y salmónidos. Ellos pueden también tener aplicaciones nutracéuticas en humanos, que actúan como antioxidantes y en la prevención y tratamiento de la degeneración macular relacionada con la edad, algunos cánceres y problemas vasculares y cardíacos. Estos carotenoides pueden también ser compuestos intermedios para la síntesis química de otros carotenoides . Cualquier material que contiene las xantofilas puede ser usado en el proceso descrito. Sin embargo, en una modalidad preferida, los substratos, para llevar a cabo este proceso, son extractos saponificados de la caléndula y el pimiento, luteína libre o zeaxantina de la misma fuente, y extractos saponificados e isomerizados con niveles moderados o altos de la zeaxantina, preparados por los procedimientos descritos por Rodríguez (patente U.S. 5,973,211), Torres-Cardona t al. (patente U.S. 4,523,494), Sanroma et al (patente U.S. 5,998,678), Bernhard et al (patente U.S. 4,883,887) o mezclas de los anteriores. Los extractos saponificados de. caléndula y pimiento, normalmente están en un estado altamente alcalino, con exceso de hidróxido de sodio o potasio. Con estos materiales, las mezclas acuosas que contienen de 5 a 20 gramos por kilogramo de xantofilas se preparan. La mezcla luego se neutraliza a un pH entre 2 y 5, a una temperatura entre 25 y 90°C, con una solución del 5 al 25% de ácido acético o una solución diluida del ácido que se va a usar en la reacción de esterificación. El residuo aceitoso se separó de la fase acuosa y este ácido, que contiene agua, puede ser reciclado en reacciones ulteriores. El residuo aceitoso remanente contiene principalmente los ácidos grasos naturales de los extractos y las xantofilas de interés. Esta fracción luego se coloca en una etapa de evaporación, usando el vacío, ara así eliminar el agua. El residuo permanece impregnado con el ácido carboxílico y su sal de sodio o potasio, luego, entre 0.1 y 5 partes del ácido carboxílico por parte del extracto se agregan y también entre 0.001 a 0.1 partes del catalizador, en relación con la mezcla total. Opcionalmente , se pueden usar solventes polares o ligeramente polares, como algunas cetonas, aminas, hidrocarburos halogenados, dimetil-sulfóxido, dioxano u otros, en donde los reactivos pueden ser solubles, pero no reactivos, agregando entre 0.001 y 0.1 partes por volumen total . Estos solventes tienen el propósito de crear una interfaz mínima en la cual la transferencia de masa es más eficiente y se reducen los tiempos de reacción. La reacción toma lugar entre 25 y 150°C y preferiblemente entre 50 y 100°C, con agitación moderada y destilación continua del agua que se genera conforme avanza la reacción. Esta reacción puede tomar lugar a la presión atmosférica, pero se prefiere trabajar a una presión levemente reducida, usando un vacío entre 2.57 y 63.5 cm de Hg. Dependiendo de las condiciones de operación seleccionadas, el tiempo de reacción puede fluctuar entre los 30 minutos hasta 18 horas, pero preferiblemente es de 2 a 12 horas . El proceso de esterificación descrito es posible solamente cuando el equilibrio de reacción se desplaza hacia la derecha. Esto se facilita donde uno de los productos de reacciones remueve continuamente y estos son los ésteres o el agua o manteniendo un exceso de uno de los reactivos, los cuales son los carotenoides o el ácido carboxílico. Cuanto más corta sea la cadena en el ácido carboxílico, menor es la obstrucción estérica, lo cual a su vez aumenta la velocidad de la reacción con el alcohol (Groggins (1958) Unit Proceses in Organic Síntesis, p. 698, Mcgraw-Hill Publishers). De esta manera, los' ácidos grasos C-18 del pigmento, el cual permanece en el extracto en su forma libre, puesto que su reactividad bajo las condiciones del proceso descritas es muy baja. La siguiente es la secuencia de reacción ESTERIFICACION DE CAROTENOLES H+ R-COOH + R' -OH " - ? R-COO-R' + H20 R' -OH - Carotenol R-COOH - Ácido carboxílico H+ - Catalizador ácido Durante la reacción, se mantienen las condiciones para remover continuamente el agua por destilación, que se forma como un producto de la esterificación . Esta operación permite la conversión del oxicarotenoide a un éster. Tenemos una reacción de esterificación típica que se ha adaptado selectivamente para esterificar las xantofilas, usando una interfaz que hace una mejora notable en la transferencia de masa y proporciona, consecuentemente, una velocidad de reacción aceptable para conservar la integridad de los carotenoides . El proceso de la reacción se vigiló usando el método oficial de análisis de las xantofilas de la Asociación de Químicos Analíticos Oficiales y la prueba por la-cromatografía HPLC y la espectroscopia IR. Cuando se completó la esterificación, el exceso de ácido se removió de la mezcla de reacción y el aceite resultante puede ser formulado de acuerdo con las aplicaciones, tal como la acuacultura, uso en aves de corral o el consumo humano. Se entenderá por los expertos en la materia que numerosas y varias modificaciones se pueden hacer, sin aparatarse del espíritu de la presente invención. Por lo tanto, debe entenderse claramente que las formas de la presente invención son sólo ilustrativas y no se intenta limitar el ámbito de la presente invención.

EJEMPLOS Ejemplo 1 100 g del extracto de caléndula saponificado, que contenía 55 gramos de xantofilas por cada kilogramo de extracto y en el cual el 85% de los pigmentos eran de luteína y el 6% de zeaxantina, se calentaron a 90°C, con agitación moderada. Luego una solución acuosa al 12% de ácido acético se agregó, para así tener un pH final de la mezcla entre 3 y 4. Después de 15 minutos más de mezcla, el agitador se detuvo y se obtuvo una separación de dos fases. La fase acuosa se decantó. La fase de aceite remanente se mantuvo en 90°C con un vacío de 22.86 cm de Hg, para eliminar el exceso de agua, hasta obtener menos del 3% de la mezcla. Durante la etapa de deshidratación, 0.1% de etoxiquina se agregó como antioxidante. Después de secar, 50 g de ácido acético y 4 g de ácido p-toluensulfónico se agregaron y la reacción se continuó durante 8 horas con destilación continua de agua. Al final de la reacción, se obtuvieron el 93% de diacetatos, 4% de monoacetatos y 2% de dihidroxipigmentos , usando la metodología AOAC para la prueba.

Ejemplo 2 150 g de oleorresina de pimiento saponificada, que contiene 37.6 g/kg de carotenoides totales, de los cuales el 37% era de capsantina, 1% de capsorrubina y 12% de otros pigmentos rojos, con aproximadamente el 50% de pigmentos amarillos, de .los cuales el 6% eran de zeaxantina y el 0% de carotenos no saponificables , se mezclaron con 226 g de agua hasta dispersarse uniformemente, manteniendo la temperatura entre 70 y 75 °C. Luego se agregaron 50 g de ácido acético. Se obtuvo un pH de 4.5 y se formó un sistema de dos fases. La capa acuosa del fondo se decantó y se agregaron otros 75 g de ácido acético. El agua remanente se removió por destilación al vacío (50.8 era de Hg) a una temperatura entre 70 y 75°C hasta obtener menos del 4% de humedad. Luego se agregaron 10 g del ácido p-toluensulfónico en 7 g de ácido acético para la reacción a 100°C. El agua producida por la reacción se destiló usando un vacío leve (0 a 5.08 cm de Hg) . Después de 10 horas a estas condiciones, la reacción se enfrió a 45°C y se lavó dos veces con 150 mi de agua, para remover el exceso de ácido y de catalizador. Los pigmentos en el producto final contenían el 70% de diacetatos y 10% de monoacetatos .

Ejemplo 3 300 g de extracto de caléndula, que se saponificaron e isomerizaron por el método reportado por Rodríguez (Patente U.S. No. 5,973,211, que se incorpora aquí como referencia) y los cuales tenían 45 gramos de xantofilas totales por kilogramo de extracto. Se usaron como materiales de partida. Del contenido de las xantofilas, el 65% era de zeaxantina y el 25% de luteína. El extracto se dispersó con agitación moderada en 300 g de una solución de ácido acético al 25% y la temperatura se ajustó en 80 °C. En seguida, otros 300 g de la solución de ácido acético al 25% se agregaron y se obtuvo un H de aproximadamente 4. La mezcla se dejó reposar durante 5 minutos, lo cual fue un tiempo suficiente para separar la fase acuosa. Luego el 0.1% de etoxiquina se agregó al aceite remanente y se secó a 80°C con un vacío de 63.5 cm de Hg, hasta alcanzar el 97% de sólidos. Después de esto, 00 g de ácido acético y 10 g de cloruro de zinc se agregaron y la reacción se continuó durante 12 horas, destilando el agua producida a la presión atmosférica. El producto obtenido contenía el 91% de diacetatos, 6% de monoacetatos y 3% de dihidrocarotenoides .

Ejemplo 4 Un extracto de caléndula, que pesa 300 g y que contiene 47 g de las xantofilas totales por kilogramo, se saponificó e isomerizó por el método descrito por Rodríguez (patente U.S. 5,973,211). El 45% de los pigmentos fueron la zeaxantina, 40% de luteína y 10% de beta-criptoxantina . Esto se mezcló usando agitación moderada con 200 g de agua y la temperatura se ajustó en 80 °C. Luego el pH de la mezcla se llevo entre 3 y 4 con una solución acuosa al 20% de ácido fórmico. Una fase acuosa pareció, la cual se separó por decantación. El aceite resultante contenía el pigmento de interés al igual que el ácido fórmico residual y la humedad. El aceite se sometió a un proceso de secado bajo vacío, hasta lograr el 96% de sólidos totales.. Las condiciones atmosféricas luego se establecieron y 80 g de ácido fórmico se agregaron para proceder con la reacción a 90°C. Durante las 6 hora de duración de la reacción, otos 50 g de ácido fórmico se agregaron y el agua generada se destiló azeotrópicamente con ácido fórmico. El ácido recuperado por la destilación azeotrópica se reutilizó. Al final del proceso, el ácido residual se removió completamente por lavado con agua. El producto formulado contenía un perfil de pigmentos del 85% de diformatos , 11% de monoformatos y 4% de dihidroxi-carotenoides .

Ejemplo 5 50 g del extracto de caléndula saponificado, que contiene altos niveles de derivados de clorofila y 60 g de xantofilas totales por kilogramo, de los cuales el 86% era luteína y el 6% zeaxantina, se dispersaron en 50 g de agua y la temperatura se llevó a 75°C. El pH de la mezcla luego se ajustó en 4, usando una solución acuosa al 25% de ácido popiónico. La masa se dejó reposar hasta que ocurrió una separación de dos fases, de las cuales se decantó la fase acuosa. Luego se agregó el 0.15% de etoxiquina al extracto aceitoso y se secó a 90°C con un vacío de 63.5 cm de Hg, hasta que más del 95% de sólidos se obtuvo. 50 g de ácido propiónico y 5 g de ácido sulfónico se agregaron.. La reacción se llevó a cabo con una temperatura ajustada en 90°C y la presión se controló para así destilar el agua producida por el proceso. Durante las 8 horas del tiempo de reacción, otros 50 g de ácido propiónico se agregaron. Al final de la reacción, el ácido en exceso se separó lavando con un total de 150 g de agua, y el ácido propiónico se recuperó por destilación azetrópica para el uso ulterior. El producto obtenido consistía del 92% de dipropionatos, 4% de monopropionatos y 4% de dihidroxipigmentos .

Ejemplo 6 30 g del extracto de caléndula, saponificado e isomerizado por el método descrito por Rodríguez (U.. 5,973,211) se mezclaron usando agitación moderada con 300 g de agua, mientras la temperatura se llevó a 80°C. El extracto tenía 45 g de las xantofilas totales por kilogramo, de los cuales el 92% era zeaxantina y el 5% beta-criptqxantina . El pH luego se ajustó entre 3 y 4, usando una solución acuosa al 10% de ácido butírico. Después de detener la agitación, la mezcla se dejó separar en dos fases y la fase acuosa se decantó. La fase de aceite se secó a más del 95% de sólidos usando vacío para la destilación. Luego 150 g de ácido butírico, 10 g de ácido p-toluensulfónico y 10 g de cloruro estanoso se agregaron y la temperatura se llevó a 90°C, mientras se aplica suficiente vacío para remover continuamente el agua generada por la reacción. El tiempo de reacción con estas condiciones fue de 8 hors y el producto final presentó el 91% de dibutiratos, 6% de monobutiratos y 3% de dihidroxicarotenoides .

Ejemplo 7 100 g del extracto de caléndula saponificado, que contiene 50 g de las xantofilas totales, donde el 86% era luteína y el 6% zeaxantina, se dispersaron en 100 g de agua, con mezcla moderada. La temperatura se elevó a 80°C. El pH luego se llevó entre 4 y 5, usando una solución acuosa al 20% de ácido acético. Un sistema de dos capas se formó desde donde la fase acuosa inferior se separó y eliminó. El aceite remanente se secó al vacío hasta que se obtuvieron más del 96% de sólidos totales. Luego 75 g de ácido acético, 7 g de ácido p-toluensulfónico y 3 g de dimetil-sulfóxido se agregaron. La temperatura se fijó en 100 °C y el agua generada por la reacción se dejó destilar libremente. Después de 6 horas, la mezcla de reacción se enfrió a 45°C y el ácido residual, catalizador y solvente se lavaron con agua. El producto obtenido tenia el 92% de diacetatos, 4% de monoacetatos y 4% de dihidroxicarotenoides .

Ejemplo 8 El producto obtenido en el Ejemplo 3 se integró en una mezcla previa, la cual contenía sílice y salvado de trigo, como portadores principales, y la etoxiquina y el hidroanisol butilado como antioxidantes, para obtener un polvo con 10 g de las xantofilas totales por kilogramo. En una forma experimental, 100 gallinas ponedoras de huevos de la cría Dekalb, se seleccionaron e identificaron como el "Grupo Experimental" . Otro grupo de 100 gallinas se identificó como el "Grupo de Control" . Todas las gallinas tenían 30 semanas de edad y se trataron igualmente, incluyendo la misma formulación, la fuente de pigmento fue la única diferencia. Para el "Grupo Experimental" 12 ppm del pigmento, preparado como se describió en el Ejemplo 3, se incluyeron en la dieta, para el "Grupo de Control", una formulación de pigmentación típica se usó y consistía de 4 ppm de las xantofilas de caléndula saponificadas más 4.2 ppm de las xantofilas de pimiento saponificadas. Se midió la pigmentación de la yema en ambos grupos cada semana, durante seis semanas consecutivas, guando un colorímetro de reflectancia Minolta CR-300. La escala de laboratorio del colorímetro se uso para las mediciones. La cuantificación del color superficial se determinó por el método CIELAB (K. McLaren en Developments in Food Colours, John Walford, Ed. Applied Science Publishers LTD, Londres) . Los valores de L* fueron hasta el 10% mayores en el "Grupo de Control" . Los valores de b* fueron alrededor el 10% mayores en el "Grupo Experimental", comparado con el control y como se esperaba, los valores de a* también cambiaron a 3 ó 4 veces más altos en el "Grupo Experimental" . La medición de las xantofilas totales por la extracción de la yema del huevo y la determinación espectrofotométrica, 15 a 20 ppm se detectaron en el "Grupo de Control", comparado con 40 a 50 ppm en el "Grupo Experimental .

Ejemplo 9 Se repitió la prueba de ampo, descrita en el Ejemplo 7, usando el producto obtenido en el Ejemplo 6. La determinación de las xantofilas totales mostró resultados similares para el depósito de pigmento en la yema del huevo para tanto el "Grupo de Control" como el "Grupo Experimental" . No obstante, los valores de L* y b* fueron alrededor del 10% mayores en el "Grupo Experimental" y los valores de a* se detectaron en uno o dos veces mayor. Los resultados de los Ejemplos 8 y 9 indican que las xantofilas esterificadas de la presente invención son mejor digeridas y absorbidas, en comparación con una composición de pigmentación típica, que contiene las xantofilas saponificadas .

Claims (33)

1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la esterificación de las xantofilas, este proceso comprende: reaccionar un extracto que contiene las xantofilas con un ácido carboxílico, que tiene una longitud de cadena de carbonos entre 1 y 12, en la presencia de un catalizador; y remover continuamente el agua generada de la reacción, para facilitar la transformación a los ésteres de la xantofila; y recoger el producto del éster de la xantofila.
2. 2. El proceso de la reivindicación 1, en que el extracto se prepara de un substrato, seleccionado del grupo que consta de: flores de caléndula, pimientos, alfalfa, maíz amarillo, gluten de maíz, algas, y sus pigmentos purificados.
3. 3. El proceso de la reivindicación 1, en que las xantofilas reaccionan con el ácido carboxílico, que tiene una longitud de cadena de carbonos entre 5 y 12.
4. 4. El proceso de la reivindicación 2, en que el substrato es de las flores de la caléndula.
5. 5. El proceso de la reivindicación 4, en que las xantofilas consisten esencialmente de la luteína, zeaxantina y beta-criptoxantina .
6. 6. El proceso de la reivindicación 2, en que el substrato es de pimientos.
7. 7. El proceso de la reivindicación 6, en que las xantofilas consisten esencialmente de la capsantina, capsorrubina, zeaxantina y luteína.
8. 8. El proceso de la reivindicación 1, en que cuando menos una de la cadena de carbonos de 1- a 12, está saturada.
9. 9. El proceso de la reivindicación 1, en que cuando menos una de la cadena de carbonos de 1 a 12, está insaturada .
10. 10. El proceso de la reivindicación 1, en que los ácidos carboxílicos son de origen sintético.
11. 11. El proceso de la reivindicación 1, en que los ácidos carboxílicos son de origen natural.
12. 12. El proceso de la reivindicación 1, en que el catalizador es un ácido mineral, seleccionado del grupo que consiste del ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido clorhídrico, ácido bromhídrico, ácido nítrico, y sus mezclas.
13. 13. El proceso de la reivindicación 1, en que el catalizador es un ácido orgánico, seleccionado del grupo que consta del ácido p-toluensulfónico, ácido etilsulfúrico, ácido etandisulfúrico, ácido bencensulfúrico, ácido dodecansulfónico, ácido cloroacético, ácido dicloroacético, ácido tricloroacético, trifluoruro de boro y sales de piridina .
14. 14. El proceso de la reivindicación 1, en que el catalizador es un cloruro metálico, seleccionado del grupo que consta del cloruro de zinc, cloruro estanoso, cloruro de aluminio y sus mezclas.
15. 15. El proceso de la reivindicación 1, en que el catalizador se usa en cantidades de 0.001 a 0.1 partes en peso, con relación a la mezcla de reacción total.
16. 16. El proceso de la reivindicación 1, en el cual se usan pequeñas cantidades de un solvente polar, en el intervalo de 0.001 a 0.1 partes en peso, en relación con el substrato .
17. 17. El proceso de la reivindicación 16, en que el solvente polar se selecciona del grupo que consta de una cetona, un hidrocarburo clorado, una amina, el dimetil-sulfóxido, dioxano y tetrahidrofurano. f 29
18. 18. El proceso de la reivindicación 1, en que las xantofilas comprenden los hidroxicarotenoides .
19. 19. El proceso de la reivindicación 1, en que el ácido carboxilico se usa en una proporción de 0.1 a 5 partes 5 en peso por cada parte del carotenoide .
20. 20. El proceso de la reivindicación 19, en que el ácido carboxilico se usa en una proporción de 0.3 a 2 partes en peso por cada parte de carotenoide.
21. 21. El proceso de la reivindicación 1, en que la 10 reacción toma lugar a una temperatura entre aproximadamente 25 a 140°C.
22. 22. El proceso de la reivindicación 21, en que la reacción toma lugar a una temperatura entre 50 y 110°C.
23. 23. El proceso de la reivindicación 1, en que la 15 reacción toma lugar a la presión atmosférica.
24. 24. El proceso de la reivindicación 1, en que la reacción toma lugar con un vacío de 2.54 hasta 53.5 cm de Hg.
25. 25. 'El proceso de la reivindicación 1, en que la reacción se lleva a cabo bajo una corriente de un gas inerte, 20 seleccionada del grupo que consta del nitrógeno, dióxido de carbono o sus mezclas.
26. 26. El proceso de la reivindicación 1, en que las xantofilas esterificadas comprenden derivados monoesterificados, derivados diesterificados y sus mezclas.
27. 27. El proceso de la reivindicación 1, en que el tiempo de reacción está entre aproximadamente 30 minutos y 18 horas .
28. 28. El proceso de la reivindicación 27, en que el tiempo de reacción está entre aproximadamente 2 y 12 horas.
29. 29. El proceso de la reivindicación 1, en que el agua generada por la reacción se elimina continua y selectivamente del proceso.
30. 30. El proceso de la reivindicación 1, en que una biodisponibilidad del producto de éster de xantofilas se relaciona selectivamente al ácido carboxílico usado.
31. 31. El proceso de la reivindicación 1, en que más del 90% de los ásteres de 'xantofilas son xantofilas monoesterificadas .
32. 32. El proceso de la reivindicación 1, en que más del 90% de los ésteres de xantofilas son xantofilas diesterificadas .
33. 33. El proceso de la reivindicación 1, en que las xantofilas en el extracto son isomerizadas y/o saponi icadas en una etapa previa .